Essais & Simulations n° 131

ESSAIS ET MODÉLISATION

ESSAIS ET MODÉLISATION FOCUS AÉRONAUTIQUE PROCÉDÉ Virtual Shaker Testing : un procédé de simulation très prometteur Alain BETTACCHIOLI Spécialiste Thales Alenia Space Simulation et Contrôle Essais / Expertise Pietro NALI Innovation Point of Contact / Mechanical & Thermal Expertise chez Thales Alenia Space en Italie De la définition amont d’un satellite à la campagne d’essais de qualification, il était nécessaire d’établir un lien qui ne pouvait être basé que sur la prédiction comportementale du spécimen. Cet objectif est enfin atteint chez Thales Alenia Space grâce au Virtual Shaker Testing, autrement dit, par la simulation préliminaire des essais en amont de la campagne. Les essais en vibration constituent une phase incontournable dans le processus de qualification d’un satellite. Elle atteste en effet que dans une bande de fréquence de 5 à 100 ou 150 Hertz, le satellite supporte les agressions mécaniques transmises par le lanceur au cours du décollage, et que la signature modale(1) est bien conforme aux exigences. À cette fin, la simulation en amont du projet est certes toujours plus performante pour définir un produit en tout point conforme aux spécifications mais elle ne peut pas anticiper l’aléa humain susceptible d’échapper à la vigilance d’un processus Qualité toujours plus sévère et efficace. Et quoiqu’il résulte d’une volonté de bien faire à tous les niveaux (conception et définition amont des AMT, assemblage, intégration, etc.), le client exige (et exigera vraisemblablement toujours) qu’en plus de toutes les garanties théoriques, on lui apporte une preuve irréfutable qui dépasse la simple bonne volonté et s’étend aux performances réelles du système. Cependant, outre le coût des essais qui impliquent la manutention du satellite, la mise en œuvre du vibreur et, corrélativement, la mobilisation des équipes d’opérateurs spécialisés et d’analystes mécanique, la réalisation des objectifs de test (niveaux minimum à atteindre et maximum à ne pas dépasser sur chaque mode de structure) n’est pas une simple formalité ), et d’autre part, le contrôleur qui réalise le pilotage du vibreur n’est pas spécifiquement conçu pour traiter correctement ce cas très particulier. Il s’ensuit des dépassements de consigne en entrée de mode et des phénomènes de battements en sortie de mode qui se traduisent des dérives autour de la consigne [1]. Or, si les dépassements peuvent avoir des conséquences funestes sur certaines structures ou certains équipements, le fait de ne pas atteindre la consigne peut se révéler problématique lorsque, faute de savoir atteindre un certain minimum, nous ne pouvons pas atteindre au moins le niveau d’excitation exigé par l’Autorité Lanceur. Alors, pour remédier au moins partiellement à cela, nous définissons ce que nous appelons une stratégie(2) d’essai, c’està-dire, un profil de consignes qui permette de réaliser au mieux de possibilités du moyen, les exigences exprimées en termes de niveaux minimum et maximum sur l’ensemble du spectre à tester. Thales Alenia Space possède certes un simulateur [2] qui lui permet, à partir d’essais de bas ou de très bas niveau de prédire le comportement des tests de plus hauts niveaux jusqu’à la qualification, mais l’élaboration de la stratégie(3) d’essais qui conduira à la réalisation des objectifs reste à définir en amont. Cette philosophie justifie le développement d’un autre simulateur communément nommé Virtual Shaker Testing. Ce concept, qui fut proposé par l’Agence spatiale européenne en 2007 [3], semble recueillir aujourd’hui de nombreux suffrages car il permet, moyennant une bonne connaissance de l’installation de électro- 18 IESSAIS & SIMULATIONS • N°131 • Décembre 2017

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