L’analyse vibratoire des systèmes mécaniques et des structures revêt une importance capitale pour la détermination de leur comportement en conditions d’exploitation ou suite à des évènements exceptionnels. Par conséquent, l’étude expérimentale des vibrations d’un système (mécanique, aéronautique, civil) est désormais une étape indispensable dans le processus de conception et de monitorage. A cet effet, en complément des outils de mesure traditionnels tels que accéléromètres piézoélectriques, capteurs de déplacement lasers et vibromètres lasers, les caméras rapides se présentent comme une solution d’avenir, étant capables de filmer sans contact des grandes scènes à cadences très élevées, voire de l’ordre de milliers d’images par seconde.

Les mesures par caméras rapide permettent donc de définir des champs vibratoires sur la structure, aussi bien en régime transitoire qu’en régime stationnaire, tandis que l’utilisation de plusieurs caméras entourant la structure permet de mesurer son comportement en 3D, ainsi que de détecter les oscillations d’éléments difficiles à atteindre avec les instruments classique de mesure. C’est le cas par exemple des bords de l’interface de contact dans une liaison, ou de la surface libre d’un fluide dans un conteneur rigide en mouvement.

Nos études se concentrent donc sur l’exploitation de cette nouvelle technologie, avec une attention particulière aux points suivants :

• traitement des images (binarisation, optimisation des codes, reduction du temps de calcul) ;
• détection des points d’intérêt (points, bords, surfaces, fluides) ;
• tracking des mires ;
• filtrage et assimilation des données ;
• analyse modale opérationnelle par vision 3D multi-points de vue ;
• reconstruction du comportement de la structure 3D à partir des modeles et des mesures ;
• analyse vibratoire en temps réel.

Plus précisément, grâce aux algorithmes de traitement d’image développés, des points d’intérêt (features) peuvent être détectés, et leur mouvement suivi tout au long de l’essai dynamique. Les techniques de filtrage des signaux et d’assimilation des données fournissent donc les informations nécessaires à effectuer l’analyse modale expérimentale et l’identification des propriétés dynamiques du système. Nos recherches visent en outre au développement de méthodes d’analyse en temps réel du comportement vibratoire, tout en s’appuyant sur la complémentarité entre mesures expérimentales et modèles numériques.

Les campagnes de mesure expérimentales sont conduites au sein du laboratoire d’essais de l’équipe VAST, ainsi que dans le cadre de projets de recherche (FUI CLIMA, EUGENE) et des collaborations avec établissements académiques et industriels (Université de Liège, SOPEMEA).

La mesure de champs par caméra en quelques minutes…