Chapitre 6
Conclusion g´ en´ erale
Dans cette th`ese, une strat´egie de contrˆole actif du rayonnement acoustique d’une plaque baffl´ee a ´et´e propos´ee. La conclusion g´en´erale est structur´ees en trois points : le contrˆole, l’instrumentation et les performances.
Pour le choix de la strat´egie de contrˆole actif, nous nous sommes orient´es vers le contrˆole d’une grandeur de sortie mesurable afin de simplifier la formulation.
La vitesse volum´etrique d’une plaque est une grandeur physique bien connue en contrˆole vibroacoustique car le mode de rayonnement de type piston qu’elle repr´esente est responsable de la majorit´e du bruit rayonn´e en basse fr´equence.
D’autre part, dans le but de supprimer la n´ecessit´e d’un mod`ele num´erique pour la conception du contrˆoleur, une r´eponse fr´equentielle avec alternance des pˆoles et des z´eros est obtenue, comme c’est le cas lorsque l’actionneur et le capteur sont colocalis´es. Une configuration bas´ee sur un capteur et un actionneur distribu´es et duaux n’est pas souhaitable `a cause des effets membranaires, c’est pourquoi des d’actionneurs de forces ponctuels pilot´es en parall`ele et dont la position sur la structure est optimis´ee ont ´et´e employ´es. Ces actionneurs ainsi que le capteur de vitesse volum´etrique constituent ensemble un syst`eme SISO poss´edant les pro- pri´et´es favorables `a l’impl´ementation d’un contrˆole `a faible autorit´e. La r´eponse fr´equentielle de ce syst`eme s’est r´ev´el´ee robuste vis-`a-vis d’une d´eviation de la position des actionneurs par rapport `a la position optimale, les propri´et´es d’un syst`eme colocalis´e ´etant conserv´ees en basse fr´equence.
Au niveau de l’instrumentation, les d´eveloppements ont ´et´e consacr´es principa- lement au capteur de vitesse volum´etrique. Une approche bas´ee sur un r´eseau programmable de capteurs a ´et´e propos´ee en alternative aux approches existantes comme le capteur QWSIS par exemple. Ce capteur a ´et´e valid´e sur une plaque en verre. L’aliasing spatial dont souffre ce capteur discret et rendant celui-ci im-
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propre au contrˆole actif, nous a men´e au d´eveloppement du capteur distribu´e dont la r´ealisation a ´et´e effectu´ee pour une plaque de petite taille. La m´ethodologie de conception de ce capteur est bas´ee sur le principe d’une ´electrode poreuse, principe pouvant ˆetre appliqu´e `a la conception de filtres distribu´es aux propri´et´es quelconques.
Les performances obtenues en basse fr´equence sont conformes `a ce qu’on peut attendre d’un contrˆole `a faible autorit´e (amortissement des modes r´esonnant pr´esents dans la vitesse volum´etrique). Pour notre exp´erience sur la plaque de verre, l’att´enuation (estim´ee) est localis´ee trop bas dans le spectre audible et est d’autant plus p´enalis´ee lors de l’usage de la pond´eration A. De plus, les exp´eriences sur la plaque PCB ont montr´e les limites de la vitesse volum´etrique pour le contrˆole du rayonnement acoustique. La notion de vitesse volum´etrique se r´ev`ele ˆetre plus un outil th´eorique qu’une grandeur physique vraiment exploi- table pour notre application. Notons cependant que les performances obtenues par notre strat´egie de contrˆole sont plus ou moins comparables `a celles obte- nues par un contrˆole optimal, comme il a ´et´e illustr´e `a l’aide d’un exemple de la litt´erature.
Aspects originaux de ce travail
Cette th`ese apporte une contribution originale sur les points suivants :
– l’obtention d’un syst`emeSISOayant les propri´et´es d’un syst`eme dont l’action- neur et le capteur sont colocalis´es, ceux-ci ne l’´etant pas r´eellement
– la r´ealisation d’un capteur de vitesse volum´etrique discret utilisant un combi- nateur lin´eaire programmable, dont les coefficients multiplicateurs sont obtenus soit num´eriquement, soit exp´erimentalement
– le principe d’un capteur distribu´e en film PVDF dont la constante pi´ezo´electrique peut ˆetre modifi´ee en deux dimensions par le principe d’une ´electrode poreuse.
Rappelons que l’´etude et la r´ealisation des capteurs discrets et distribu´es sont des tˆaches communes `a la th`ese de Mr Arnaud Fran¸cois consacr´ee au filtrage spatial et `a ses applications ; certains aspects th´eoriques et techniques relatifs `a ce sujet n’ont de ce fait pas ´et´e abord´es ou d´etaill´es dans ce pr´esent document.
Pierre DE MAN - Universit´e Libre de Bruxelles - Juin 2004
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Perspectives
La strat´egie de contrˆole `a faible autorit´e que nous avons ´etudi´ee n’a pas permis d’obtenir d’am´elioration notable par rapport aux autre travaux ant´erieurs dans le domaine du contrˆole du rayonnement acoustique des plaques. La raison principale est l’inadaptation de la vitesse volum´etrique en tant que senseur de rayonnement acoustique en dehors des tr`es basses fr´equences. Il apparaˆıt cependant que la technologie de l’´electrode poreuse en vue de construire des capteurs distribu´es pr´esente des possibilit´es d’applications bien plus larges et pourrait ˆetre utilis´ee pour construire un capteur de rayonnement acoustique en plus large bande. La construction d’un tel capteur constitue un axe de recherche attractif et les aspects th´eoriques de ce probl`eme restent `a d´evelopper.
Ce travail a d´emontr´e la possibilit´e d’obtenir un syst`eme SISO poss´edant des propri´et´es d’alternance de pˆoles et de z´eros, tout en n’´etant pas strictement colo- calis´e. Dans notre cas, cette technique a ´et´e motiv´ee par l’importante composante defeedthrough r´esultant d’effets membranaires dans le syst`eme colocalis´e corres- pondant (qui avaient pour effet de r´eduire les performances du contrˆoleur). Cette id´ee est int´eressante parce qu’elle permet l’application d’un contrˆole `a faible au- torit´e qui ne s’appuie pas sur une mod`ele, et permet de la sorte de simplifier consid´erablement le probl`eme. Il est vraisemblable qu’elle trouvera d’autres ap- plications en amortissement actif de vibration.
La m´ethode de d´eveloppement de filtres distribu´es au d´epart d’un film PVDF pourvu d’une electrode poreuse offre une possibilit´e de moduler les propri´et´es pi´ezo´electriques du mat´eriau, ce qui ´etait impossible auparavant. Il est vraisem- blable que cette technique trouvera des applications dans des domaines vari´es, en dehors de la vibroacoustique, comme par exemple, le contrˆole de forme de grands r´eflecteurs membranaires pour applications spatiales.
Pierre DE MAN - Universit´e Libre de Bruxelles - Juin 2004
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Pierre DE MAN - Universit´e Libre de Bruxelles - Juin 2004
