Instrumentation

La maquette est instrument´ee de mani`ere `a disposer `a tout instant de la cin´ematique de chute du bˆati, des efforts dans les liaisons ainsi que de la pression `a l’int´erieur des flotteurs.

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Fig. 7.5 – Sch´ema de principe du montage

Mesure de la cin´ematique

La cin´ematique de chute est mesur´ee au moyen du syst`eme de mesure de d´eplacements sans contact KRYPTON avec suivi de cibles (diodes). Afin de mesurer les diff´erents mouvements, 3 cibles mat´erialisant un rep`ere li´e au mod`ele sont fix´ees sur le chˆassis. Le syst`eme KRYPTON mesure les mouvements de ce rep`ere et nous donne donc acc`es aux 3 mouvements de translation et aux 3 mouvements de rotation de la maquette. La fr´equence d’´echantillonnage utilis´ee est

´egale `a 500 Hz. Les cibles sont situ´ees `a l’avant de la maquette et sur´elev´ees de mani`ere `a

´eviter les ´eclaboussures (voir figure 7.6) qui peuvent les masquer et ´eliminer une partie de l’information.

Fig. 7.6 – Maquette suspendue au dessus du bassin. Les cibles n´ecessaires `a la mesure des mouvements par le syst`eme KRYPTON sont positionn´ees `a l’avant et sur´elev´ees pour ´eviter les ´eclaboussures

Mesure des acc´el´erations (3 voies)

En compl´ement des mesures effectu´ees par le syst`eme KRYPTON, la maquette est ´equip´ee de trois acc´el´erom`etres en position arri`ere tribord, avant bˆabord et centre (sur le mˆat, comme le montre la figure 7.7). Les acc´el´erations sont mesur´ees perpendiculairement au plan du chˆassis.

La fr´equence d’´echantillonnage est de 4 kHz. Il faut noter que l’acc´el´erom`etre plac´e `a l’avant bˆabord de la maquette ´etait hors d’usage d`es le d´ebut des essais.

Fig. 7.7 – Acc´el´erom`etre central, plac´e sur le mˆat par lequel la maquette est suspendue Afin de v´erifier le bon fonctionnement des acc´el´erom`etres et la coh´erence des r´esultats, les donn´ees issues de krypton sont d´eriv´ees deux fois et compar´ees aux signaux issus des ac-c´el´erom`etres. La figure 7.8 montre l’accord entre la mesure par les acc´el´erom`etres, situ´es au

centre (trait bleu fonc´e) ainsi que sur le flotteur tribord (trait bleu clair) et la double d´erivation du signal Krypton (vert).

23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0

−20

−10 0 10 20 30 40

t(s)

h(mm)

Fig. 7.8 – Comparaison du signal temporel issu des acc´el´erom`etres (central : bleu fonc´e ; tribord : bleu clair ) `a la d´eriv´ee seconde du signal KRYPTON correspondant (vert)

Mesure de pression (2 voies)

Les flotteurs sont constitu´es de 3 compartiments isol´es par des clapets antiretour. Pour chacun des ballons, un capteur de pression est viss´e sur le bouchon de la valve de d´egonflage du compartiment central de mani`ere `a mesurer la pression `a l’int´erieur. Les capteurs utilis´es (cf. figure 7.9) ont une bande passante limit´ee (1.5 kHz). La fr´equence d’acquisition pour ces mesures est de 4 kHz.

Fig. 7.9 – Capteur de pression utilis´e pour mesurer `a la fois la pression de gonflage et les variations de pression interne lors de l’impact

Mesure des efforts de liaison (4 voies)

Un flotteur est accroch´e par deux cordes `a un axe qui fait partie du caisson (voir figure 7.4 photo de gauche). La liaison `a la partie sup´erieure du caisson se fait par l’interm´ediaire de deux sangles accroch´ees en deux points fixes sur le caisson. Sur chaque cˆot´e, 2 capteurs de force pi´ezo-´electriques permettent la mesure des efforts horizontaux au niveau des points de fixation sup´erieurs (cf fig. 7.10). La fr´equence d’acquisition de ces capteurs est de 4 kHz.

Fig. 7.10 – Capteur de force permettant la mesure des efforts de liaison flotteur-bˆati D´eformations des flotteurs

Deux cam´eras sous-marines `a 25 Hz sont dispos´ees sur le plancher au droit de la zone d’impact de chaque flotteur. Pour obtenir une largeur de champ suffisante pour ces cam´eras, le plancher mobile du bassin est r´egl´e de mani`ere `a obtenir une profondeur d’eau de 4,80m. Une troisi`eme cam´era `a 25 Hz est fix´ee hors de l’eau, en face de la maquette, sur le pont fixe.

Fig. 7.11 – Visualisation d’un essai `a l’aide du dispositif vid´eo mis en place.

En figure 7.11, les diff´erentes fenˆetres pr´esentent :

– en haut `a gauche : une vue de dessous du flotteur bˆabord ; – en haut `a droite : une vue de dessous du flotteur tribord ; – en bas `a gauche : une vue de face de l’ensemble de la maquette.

Afin d’´eviter des d´eplacements trop importants et de pouvoir stabiliser la maquette assez rapi-dement, des lignes d’ancrage horizontales ont ´et´e install´ees aux 4 coins de la maquette. Ces derni`eres ont un effet n´egligeable sur la chute de l’ensemble.

Le tableau 7.2.1 donnent la description de ce qui est mesur´e sur chaque voie. Par souci de bri`evet´e on se r´ef`ere syst´ematiquement au num´ero de la voie par la suite.

voie grandeur mesur´ee 1 effort avant tribord 2 effort avant bˆabord 3 effort arri`ere tribord 4 effort avant bˆabord

5 acc´el´eration arri`ere tribord 6 acc´el´eration arri`ere bˆabord 7 acc´el´eration centre

8 pression bˆabord 9 pression tribord

voie grandeur mesur´ee par Krypton K1 translation selon x

K2 translation selon y K3 translation selon z K4 roulis

K5 tangage K6 lacet

En pratique, la fr´equence d’acquisition est trop faible pour donner des informations per-tinentes sur les d´eformations des flotteurs. L’enregistrement du comportement global de la structure est n´eanmoins int´eressante pour la compr´ehension qualitative des ph´enom`enes mis en jeu.