Analyse modale temporelle par sous-espaces

On se propose d’identifier les paramètres modaux d’une structure à partir des données temporelles provenant des capteurs placés sur la structure, sans utilisation de l’excitation. Quatre  algorithmes basés sur l’identification par sous-espaces sont étudiés. Deux algorithmes utilisent la matrice bloc de Hankel décalée. Deux autres algorithmes utilisent la matrice bloc de contrôlabilité et d’observabilité décalées. On montre que, même dans le cas où le système en vibration est bruité, ces  algorithmes sont équivalents. Des résultants numériques et expérimentaux sont présentés montrant la robustesse de ces algorithmes en analyse modale

Identification de faibles non linéarités dans les systèmes en vibration

On se propose d’identifier les faibles non-linéarités dans les systèmes en vibration à partir de leur réponse temporelle. Deux méthodes sont proposées. La première méthode est basée sur une analyse par la transformée en ondelettes des données temporelles. La deuxième méthode est basée sur une analyse du modèle espace d’état non linéaire issu du système en vibration. Des exemples numériques sont présentés

Synthèse des techniques d'analyse modale dans le domaine temporel

L'analyse modale est devenue un outil essentiel dans l'analyse et l'étude des problèmes de vibration de structures. Lorsqu'une structure est soumise à une excitation ambiante, non mesurable, on utilise les méthodes temporelles pour obtenir sa signature modale. Ces méthodes temporelles sont de deux sortes : les méthodes ARMA et les méthodes sous-espaces. Les méthodes ARMA consistent à déterminer les paramètres autorégressifs AR du processus générateur des données temporelles. On montre que la décomposition en valeurs propres de la matrice compagnon, qui contient les paramètres AR, permet de déterminer les paramètres modaux de la structure. Les méthodes sous-espaces consistent à déterminer la matrice de transition du modèle espace d'état. La décomposition en valeurs propres de la matrice de transition nous permet de déterminer les paramètres modaux de la structure. Dans la communication nous effectuons une synthèse des méthodes ARMA et des méthodes sous-espaces et nous montrons leur équivalence

Localization of radiating sources by an acoustical array

International audienceArrays of sensors are used in many fields to detect signals, to resolve closely spaced targets, to estimate the bearing, the position, the strength and other properties of radiating sources whose signals arrive from different directions. The purpose of the work described in the communication is to provide estimators which are used to localize acoustical sources by an acoustical array of sensors. These estimators are based on acoustic processing algorithms: the conventional beamforming, the Minimum Variance and the constrained Capon algorithm. It is shown that these adaptive algorithms can detect radiating sources which are not detectable by classical weighted arrays of sensors. Numerical results are presented

Antenne acoustique et parcimonie lors de la localisation de sources sonores

Un réseau de microphones constitue une antenne acoustique et sert d’interface entre l’environnement physique et les signaux mesurables. Ces signaux sont alors exploités afin de réaliser une imagerie du champ acoustique incident. Cette imagerie est soit purement spatiale, si elle ne fournit d’information que sur les directions des sources, leurs distances et leurs intensités sonores dans une bande fréquentielle, soit spatio-fréquentielle, si elle fournit en outre une information concernant les répartitions spectrales des signaux qu’elles émettent. Nous nous proposons de présenter les principales méthodes de traitement d’antenne acoustique à haute résolution spatiale et fréquentielle. Une comparaison des algorithmes en termes de pouvoir de résolution et de biais est analysée. Les avantages et les inconvénients de chaque algorithme sont exposé

Localisation de sources sonores par représentation parcimonieuse

On se propose de localiser des sources sonores par représentation parcimonieuse des données temporelles provenant des microphones formant une antenne acoustique. Les sources sont corrélées ou non corrélées, à bande étroite ou bien à large bande. Des exemples de simulation et des tests en chambre anéchoïque sont présentés montrant les performances des algorithmes proposés. Ces algorithmes sont comparés aux algorithmes traditionnels tels que beamforming, Capon et MUSIC

Comportement vibratoire des pièces tournantes à l'aide de données sous-échantillonnées

Dans le cadre de la surveillance vibratoire des roues aubagées de turbines, l'analyse par mesure optique des temps de passage des aubes permet d'étudier les modes vibratoires d'une roue aubagée en fonctionnement. A partir d'un jeu de capteurs disposés sur le carter en regard de l'aubage, on peut en déduire l'amplitude vibratoire de chaque pale au passage devant le capteur. La principale difficulté d'un tel signal est qu'il est fortement sous-échantillonné et replié. On se propose dans cette étude d'appliquer des méthodes de la théorie de l'échantillonnage non-uniforme pour des structures à support fréquentiel multi-bande afin de diminuer les effets du repliement

Calcul du rayonnement acoustique des transducteurs capacitifs ultrasonores micro-usinés

Les transducteurs ultrasonores capacitifs micro-usinés (CMUT) sont une alternative prometteuse aux transducteurs piezo-électriques. Ils sont constitués d'un très grand nombre de micro-membranes organisées en réseau et actionnées électrostatiquement. Nous proposons une méthode de calcul originale permettant de déterminer la pression acoustique émise par le réseau en prenant en compte explicitement l'effet de chaque micro-membrane. Les performances de la méthode sont démontrées sur des transducteurs typiques

Dynamique non-linéaire d'un transducteur capacitif ultrasonore micro-usiné à membrane circulaire

Dans cet article, un modèle numérique pour les oscillations non-linéaires de CMUT circulaires sous résonance primaire est développé. Le modèle continue comprend les non-linéarités de Von Karman et les non-linéarités électrostatiques. La décomposition modale est utilisée pour transformer l'équation différentielle non-linéaire aux dérivées partielles à un système discret d'équations ordinaires qui est résolu numériquement en utilisant la méthode de la balance harmonique (HBM) et la méthode asymptotique numérique (ANM). Plusieurs simulations numériques ont été réalisées afin d'étudier l'influence des paramètres physiques sur la réponse en fréquence du MEMS. Le modèle développé est capable de capturer l'ensemble des phénomènes non-linéaires d'un CMUT et décrire la compétition entre les comportements raidissant et assouplissant . En pratique, le modèle proposé peut être utilisé par les concepteurs afin de régler l'effet des non-linéarités pour améliorer les performances des CMUTs

Association between Ambient Noise Exposure and School Performance of Children Living in An Urban Area: A Cross-Sectional Population-Based Study

16 pages Article disponible à l'adresse suivante : http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11524-013-9843-6International audienceMost of the studies investigating the effects of the external noise on children's school performance have concerned pupils in schools exposed to high levels due to aircraft or freeway traffic noise. However, little is known about the consequences of the chronic ambient noise exposure at a level commonly encountered in residential urban areas. This study aimed to assess the relationship between the school performance of 8- to 9-year-old-children living in an urban environment and their chronic ambient noise exposure at home and at school. The children's school performances on the national standardized assessment test in French and mathematics were compared with the environmental noise levels. Children's exposure to ambient noise was calculated in front of their bedrooms (Lden) and schools (LAeq,day) using noise prediction modeling. Questionnaires were distributed to the families to collect potential confounding factors. Among the 746 respondent children, 586 were included in multilevel analyses. On average, the LAeq,day at school was 51.5 dB (SD= 4.5 dB; range = 38-58 dB) and the outdoor Lden at home was 56.4 dB (SD= 4.4 dB; range = 44-69 dB). LAeq,day at school was associated with impaired mathematics score (p = 0.02) or impaired French score (p = 0.01). For a + 10 dB gap, the French and mathematics scores were on average lower by about 5.5 points. Lden at home was significantly associated with impaired French performance when considered alone (p < 10(-3)) and was borderline significant when the combined home-school exposure was considered (p = 0.06). The magnitude of the observed effect on school performance may appear modest, but should be considered in light of the number of people who are potentially chronically exposed to similar environmental noise levels