Changement des caractéristiques vibratoires du câble de génie civil de l'état sain à l'état endommagé
Résumé
Les câbles métalliques auxquels nous nous intéressons sont les haubans, les suspentes ou les câbles de précontrainte. Ils sont soumis à des sollicitations cycliques ou l'action du trafic routier et du vent. Les mécanismes de dégradation connus pour les câbles métalliques sont d'ordre chimique (corrosion) et/ou mécanique (fatigue de contact). Ces dégradations se man- ifestent principalement sous forme d'apparition de fissures, de rupture de fils, de réduction de section... L'évaluation (le diagnostic) et le suivi de la santé structurale des câbles par une méthode simple et efficace sont des enjeux importants face au patrimoine vieillissant (en Europe de nombreux ponts ont plus de trente ans). Plusieurs méthodes non destructives d'auscultation des câbles comme l'émission acoustique ou les méthodes électromagnétiques ont fait l'objet de travaux importants ces dernières années, utilisant l'amélioration des capacités de calcul. Pourtant ces techniques exigent des mesures à proximité du dommage, il faut donc que la localisation soit connue et que la partie de la structure à inspecter soit facilement accessible. D'où le besoin de méthodes globales de localisation et de quantification des endommagements. Mais avant de choisir une méthode de détection efficace, il est nécessaire d'étudier le changement du comportement vibratoire du câble endommagé et d'étudier la sensibilité et l'ordre de grandeur de ce changement en fonction des endommagements possibles. L'objectif de cette étude est de comparer les paramètres modaux du câble à l'état sain avec ceux de l'état endommagé. Dans la première partie, nous décrivons les endommagements réels que l'on peut rencontrer dans les câbles avec leurs effets sur les paramètres de tension, de masse et de rigidité. Nous présentons aussi les essais expérimentaux réalisés ainsi que les caractéristiques du câble étudié. Dans la deuxième partie, nous présentons le modèle de poutre d'Euler Bernoulli avec précontrainte utilisé pour simuler numériquement le comportement vibratoire du câble. Nous établissons ensuite des relations entre les variations de tension, de masse linéique ou de rigidité et les changements des paramètres modaux. Enfin, nous étudions la sensibilité des changements des paramètres modaux par rapport aux variations des paramètres. Dans la troisième partie, nous allons analyser les résultats expérimentaux. Après avoir précisé les méthodes d'identification modale utilisées (Peak Picking, transformation en ondelettes) nous étudions qualitativement les formes des modes obtenus dans le cas endommagé avec celles obtenues pour l'état sain. De même nous comparons les fréquences propres avant et après endommagement. Cette étude nous a permis de préciser ce qui peut être attendu de l'analyse des paramètres modaux des câbles sains et endommagés, de cerner les difficultés potentielles et de préciser les conditions pour pouvoir obtenir une localisation et une quantification pertinente des défauts.