Retour sur les premiers mois de la thèse
Lors de l’élaboration du sujet de thèse, il a été décidé de s’orienter vers l’ajout d’une non-linéarité mécanique.
Les absorbeurs de vibrations non-linéaires, aussi appelés Nonlinear Energy Sinks (NES) sont caractérisés par une raideur non-linéaire. Le déplacement de l’absorbeur n’est alors plus proportionnel à la force appliquée. La relation qui les relie peut par exemple être cubique : F=k1.x+k3.x3. Ce phénomène permet aux NES de se synchroniser avec les oscillations de la structure à contrôler. La conception de résonateurs piézoélectriques comportant une raideur non-linéaire permettrait donc de se rapprocher du comportement des NES et d’accroitre leur robustesse en fréquence. Ils pourraient ainsi naturellement répondre à la fréquence propre de la structure même si celle-ci évolue. L’objectif technique de la thèse est donc d’ériger les différentes règles de conception d’un tel NES piézoélectrique.
En raison de cette non-linéarité, les NES sont en revanche sensibles au niveau d’amplitude de la sollicitation, i.e. à la magnitude de la force appliquée, et doivent être correctement dimensionnés pour y correspondre. L’amortissement apparait notamment comme un paramètre critique qui doit être correctement implémenté, or l’amortissement mécanique est subi et par conséquent peu ajustable. La présence d’éléments piézoélectriques et d’un shunt électrique permet de modifier les paramètres du système complet. Les composants électriques affectent la dynamique des composants mécaniques, et inversement, grâce à la conversion électromécanique qui a lieu. L’ajout d’une résistance dans le shunt permettrait de créer un amortissement dans le domaine électrique. La valeur de cette résistance pourrait être ajustée pour que l’amortissement total corresponde à la valeur optimale.
Les premiers mois de la thèse se sont concentrés sur l’appropriation des méthodes analytiques permettant l’étude des NES. Des indicateurs de performance ont ainsi pu être érigés pour comparer leur comportement aux TMD. Différentes méthodes d’optimisation basées sur ces indicateurs sont en cours d’étude pour déterminer les paramètres optimaux du résonateur. La réalisation d’un prototype reposera ensuite sur la retranscription des valeurs optimales de raideurs et d’amortissement respectivement dans les domaines mécaniques et électriques.