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Le découplage de structures à l’aide d’isolateurs passifs
les basses fréquences. Nous verrons ultérieurement les
améliorations qu’il faut y appliquer pour les fréquences
élevées. Le modèle le plus simple est constitué d’une
masse représentant la machine reposant sur un ressort
lui-même xé à une embase in niment rigide.
Fig. 1 Ce schéma reste le point de départ de
la définition de tout suspension
Ainsi, la plupart des problèmes industriels peuvent être
traités à l’aide des nombreux programmes de calcul dispo-
nibles sur le marché. Le choix se fait en fonction de la
complexité des problèmes et des réponses recherchées.
Pratiquement la liaison entre les structures se fera par
des pièces disposées ponctuellement ou non qui appor-
teront la souplesse nécessaire. Les inerties seront celles
présentes et parfois on en ajoutera d’autres pour recher-
cher un effet particulier.
Remarque :
le découplage a-t-il une in uence sur le
bruit rayonné?
Il n’est jamais facile de répondre à cette question au stade
du dessin. La prédiction est possible quand les structu-
res existent, moyennant des essais plus poussés sur
celles-ci. En fait, à de rares exceptions près, une suspen-
sion correcte n’a jamais été la cause d’un accroissement
de bruit si le concepteur a une bonne connaissance du
spectre vibratoire d’excitation.
Une suspension est-elle justi ée?
Est-ce que l’atténuation de la transmission justi e le coût
du dispositif et le surcoût de conception pour son inté-
gration entre les structures ?
Il est bon de se poser cette question le plus tôt possible
dans la vie du projet, car l’expérience montre que le coût
du gain de performance est d’autant plus élevé que cette
question est abordée tard, parfois trop tard.
En fait, une suspension passive fait appel à des compo-
sants assez élémentaires : des ressorts et éventuellement
des masses, des mini-systèmes hydrauliques qui, même
s’ils sont l’objet de développements particuliers, ne vont
pas représenter plus de 1% à 2% du coût des structures
à protéger pour une atténuation pouvant atteindre -30 à
-40 dB selon le cas.
Cependant, il faut tempérer cet enthousiasme en souli-
gnant les principales limites :
- si l’atténuation est recherchée à des fréquences très basses,
elle sera très dif cile, voire impossible à obtenir ;
- si la raideur des structures est faible, le contraste de
raideur avec le ressort peut devenir insuf sant si on veut
tout d’abord résoudre les problèmes de stabilité et des
efforts quasi statiques à passer ;
- si la gamme de fréquences est élevée, I’inertie propre de
la matière du ressort et son élasticité donnent lieu à des
modes propres internes qui perturbent le fonctionnement
théorique du système. Ils réduisent l’ef cacité sur des
bandes de fréquences qui peuvent être mal placées par
rapport à celles de l’excitation.
Fig. 2 : Exemple de l’in uence des modes propres des
plots sur la transmissibilité d’une suspension
Comment dé nir une suspension?
Pour ce faire, il faut :
- choisir un type de suspension approprié au problème
dans son ensemble technicoéconomique ;
- dé nir la position des points de liaisons entre la struc-
ture suspendue et la structure porteuse ;
- dé nir les raideurs des ressorts qui seront placés en
ces points ;
- dé nir les amortissements nécessaires ;
- choisir le type d’isolateur présentant ces raideurs et
amortissements puis l’isolateur lui-même ;
- prédire les atténuation des différentes excitations ;
- prédire les mouvements de la structure suspendue ;
- prédire les efforts transmis.
Ceci nécessite l’établissement d’un cahier des charges
reposant sur une bonne description du problème posé
sous tous ses aspects (voir les normes NF E 90-501 et
ISO 2017).
Cette description comportera :
- les objectifs visés ;
- une description géométrique assez ne, avec la répartition
des inerties et des raideurs de structures. Les matrices
d’impédance aux points de xation retenus devront être
connues soit par simulation numérique soit par mesure
directe, en leur absence des éléments permettront de
justi er les hypothèses qui seront faites à leur sujet.
(système in niment raide, évaluation rapide, … )
- une description la plus précise possible de l’environne-
ment vibratoire et des chocs, notamment les niveaux et
les gammes de fréquences à considérer. Bien souvent
cela est assez dif cile à établir, il faut faire appel à l’ex-
périence et à des mesures sur des cas similaires, il est