Fréquences naturelles
Les fréquences auxquelles la structure a tendance à vibrer.
Guide technique · Surveillance structurelle
Analyse modale et identification dynamique des structures
Identifier la manière caractéristique dont une structure vibre à partir des vibrations mesurées.
L'analyse modale fournit les paramètres dynamiques de l'ouvrage sur une ou plusieurs campagnes de mesure ; elle ne se confond pas avec la surveillance continue, qui suit les grandeurs dans le temps.
Qu'est-ce que l'analyse modale
Chaque structure a ses propres fréquences et formes modales qui décrivent comment elle répond aux vibrations. L'analyse modale les identifie à partir des accélérations mesurées avec des accéléromètres.
Avec l'analyse modale opérationnelle (OMA), l'identification se produit dans des conditions de fonctionnement, en exploitant les excitations environnementales ; parmi les techniques utilisées figure l'identification stochastique du sous-espace (OMA-SSI).
Ce qu'il permet d'identifier
Formes modales
La configuration déformée associée à chaque mode.
Amortissement
Estimation de la dissipation associée aux modes identifiés.
Réponse dynamique
Lecture du comportement de l'ouvrage sous excitations opérationnelles.
Comparaison avec le modèle FEM
Le cas échéant, comparaison entre les paramètres mesurés et le modèle numérique pour le calibrer.
Base des observations ultérieures
Paramètres de référence à comparer avec d’éventuelles campagnes ou surveillances futures.
De la mesure à l'identification
- 01Configuration des objectifs et des mesures
- 02Positionnement des accéléromètres
- 03Acquisition de vibrations
- 04Traitement (OMA-SSI)
- 05Identification des paramètres modaux
- 06Comparaison possible avec le FEM
Analyse modale et surveillance continue
- L'analyse modale identifie les paramètres d'une campagne
- La surveillance dynamique suit la réponse au fil du temps
- Les deux activités peuvent être combinées si la demande l'exige
Les paramètres modaux identifiés doivent être lus dans le contexte des travaux, de la configuration de mesure et des conditions opératoires au moment de l'acquisition.
Cas documentés
Tablier de pont — OMA-SSI avec Artemis
Identification des fréquences et des formes modales d'un tablier à partir des vibrations opérationnelles.
Tour historique — Modèle FEM avec Midas
Formes modales et fréquences propres du modèle numérique pour comparaison avec les paramètres mesurés et son calibrage.
Méthodologies associées
Informations sur le cluster de surveillance et comparaison avec des diagnostics opportuns.
Surveillance dynamique
Réponse vibratoire observée au fil du temps.
Surveillance statique
Déformations, rotations et fissures au fil du temps.
Réseaux de capteurs SHM
Conception et gestion du système.
Contrôles non destructifs
Enquêtes ponctuelles sur les matériaux et la géométrie.
Questions fréquentes
- Que mesure l’analyse modale ?
- Identifiez les fréquences propres, les formes modales et les amortissements d'une structure à partir des vibrations mesurées avec des accéléromètres.
- Qu’est-ce qu’OMA-SSI ?
- Il s'agit d'une technique d'analyse modale opérationnelle qui identifie les paramètres modaux à partir des vibrations dans des conditions de fonctionnement, sans excitation artificielle dédiée.
- Quel est le but de la comparaison avec un modèle FEM ?
- Le cas échéant, la comparaison entre paramètres mesurés et calculés permet de vérifier et de calibrer le modèle numérique de l’ouvrage.
- L’analyse modale et la surveillance dynamique sont-elles la même chose ?
- Non. L'analyse modale identifie les paramètres dynamiques dans une ou plusieurs campagnes ; la surveillance dynamique observe la réponse de la structure au fil du temps et peut utiliser l'analyse modale comme outil de traitement.