Essais & Simulations n°129

DOSSIER QU’A DÉJÀ

DOSSIER QU’A DÉJÀ APPORTÉ LA SIMULATION À CE JOUR ? L’identification réalisée sur un essai de Bas Niveau permet de prédire le comportement de n’importe quelle stratégie de plus haut niveau élaborée par les Analystes Mécanique. Ainsi, en plus de sécuriser chaque essai de satellite, nous minimisons désormais également les appréhensions qui précèdent les tests lorsque l’on rejoint le niveau de qualification. Pour s’en rendre compte, le graphe ci-contre reprend un cas de simulation réalisé au cours d’une campagne d’essais réelle : ici, la prédiction du dépassement du seuil d’abort a permis d’éviter l’incident redouté et d’anticiper une correction de la stratégie avant l’essai réel. Outre la sécurisation notoire des essais, le fait d’éviter tout abort a eu des effets très positifs sur le planning des essais d’environnement mécanique car le nombre de tests précédant la qualification est souvent réduit aujourd’hui à son strict minimum. Exemple de simulation d’un essai satellite prédisant un abort (c’est-à-dire un arrêt automatique de l’essai) au Niveau Intermédiaire lorsque le modèle est identifié sur un essai de Bas Niveau Mise en conteneur d’un satellite de télécommunications avant son départ pour l’aéroport de Nice puis son envol vers sa base de lancement 36 IESSAIS & SIMULATIONS • N°129 • Mai-Juin 2017

DOSSIER CONSIDÉRATIONS TECHNIQUES GÉNÉRALES SUR LE PROBLÈME Lorsque l’on dépasse successivement chacune des trois fréquences de résonnance du satellite (le premier mode de structure entre 10 et 15 Hz et les deux modes de réservoirs entre 30 et 60 Hz), la réponse des accéléromètres présentent systématiquement des battements : ils constituent naturellement autant de surqualifications et de sous-qualifications en sortie de chaque mode. Ce phénomène a été ainsi nommé « battements » car, en apparence, il se rapproche de celui résultant du couplage de deux fréquences excitatrices voisines lorsqu’elles sont appliquées à la même structure (4) . Dans le cas des essais de satellites, ce n’est certes qu’une seule fréquence excitatrice qui est injectée à chaque instant à la base du satellite par le vibreur mais l’analyse en traitement du signal met en évidence qu’en présence d’un amortissement très faible des modes (5) et d’une rampe en fréquence (6) , il apparaît des battements d’autant plus intenses que l’amplitude du signal excitateur varie rapidement. En d’autres termes, l’établissement du régime permanent escompté n’est pas possible en sortie de mode et nous avons affaire, paradoxalement, à un régime transitoire qui persiste le temps que la fréquence excitatrice du vibreur s’éloigne suffisamment du mode sollicité. Sachant par déduction que ce sont essentiellement les phénomènes transitoires qui sont à l’origine des battements, la vitesse de balayage et les changements d’amplitude au niveau de la commande du vibreur contribuent à l’entretien voire à l’accentuation du phénomène. Notons que les solutions respectivement basées sur une réduction de la vitesse de balayage ou un ralentissement de la loi commande implémentée sur un banc standard ne sont pas envisageables : la vitesse de balayage est contractuelle et déterminée par le nombre de périodes d’excitation à passer durant la qualification, au voisinage de chacun des principaux modes. Quant à envisager un ralentissement de la loi de commande (au travers d’un paramètre spécifique intitulé « facteur de compression »), la chose est impossible en raison des changements d’amplitude rapides qu’implique la transition d’une résonance très faiblement amortie. Alain Bettacchioli 4 Lorsque deux diapasons excitent simultanément une même structure avec des fréquences propres de 440 Hz et 442 Hz respectivement, ils produisent une fréquence de 441 Hz modulée en amplitude par un battement de 1 Hz. 5 L’amortissement des principaux modes d’un satellite de télécommunications modes est inférieur à 0.3 %... 6 Lors d’un essai de satellite, la pente de la rampe en fréquence est le plus souvent de 3 octaves par minute. ESSAIS & SIMULATIONS • N°129 • Mai-Juin 2017 I37