Le fort niveau de bruit (plus de 100dBA) présent dans une cabine d'hélicoptère est très inconfortable pour l'équipage et les passagers. Le niveau de bruit en cabine est aujourd'hui un critère de vente primordial pour les constructeurs aéronautiques. Bien souvent, et sur la flotte des aéronefs existants, il n'est pas possible de remédier de façon passive aux problèmes de bruit. Dans le cas étudié de l'hélicoptère, les vibrations du support du rotor principal sont contrôlées activement à l'aide d'un ensemble d'actionneurs à empilements piézocéramiques. En effet, c'est l'énergie vibratoire du toit qui est ensuite transmise sous forme d'énergie acoustique en cabine, et donc en bruit inconfortable pour les passagers. Cette énergie vibratoire se propage de la transmission au toit par les supports de transmission. Un actionneur de contrôle à empilement a été développé et validé à cet effet. Cet actionneur se doit d'être à la fois résistant aux efforts de traction subis par la structure en vol et facilement intégrable à la structure existante, tout en remplissant complètement sa fonction dans un système de contrôle actif. Plusieurs modélisations ont été effectuées pour développer cet actionneur, puis validées expérimentalement. La théorie d'un empilement de céramiques piézoélectriques a été étudiée afin d'aboutir à la conception d'un actionneur à empilement précontraignable et vissable sur une structure à contrôler. Le comportement de l'actionneur développé a été étudié dans le cas où il est vissé sur une poutre simple de section rectangulaire pour des cas de flexion et d'extension. Un modèle analytique simplifié de la poutre surmontée de l'actionneur a été developpé puis confronté à un modèle par éléments finis qui prend en compte la géométrie exacte de l'actionneur et utilise une analogie thermoélectrique pour la représentation des potentiels électriques appliqués à l'actionneur. Pour la flexion, ces deux modèles ont été par la suite comparés à des résultats expérimentaux obtenus par vibrométrie laser, et ont permis de les valider. Une optimisation de certains paramètres de l'actionneur a permis de montrer qu'il est possible de tirer les meilleures performances de l'actionneur en respectant certaines conditions. Une simulation de contrôle actif optimal a également été faite pour l'actionneur à empilement en comparaison d'un actionneur collé employé précédemment. L'action passive de l'actionneur à empilement s'est vu que peu influençable sur la structure à contrôler. Un système de quatre actionneurs a finalement été positionné sur le modèle par éléments finis du support réel de la transmission de l'hélicoptère. Une simulation de contrôle optimal a également été possible et a permis de mettre en avant une méthode par superposition des résultats pour contourner les limitations du logiciel d'éléments finis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/6608 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Noël, François |
| Contributors | Berry, Alain, Pasco, Yann |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | © François Noël |
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