Brevet FR2810686A1 — publié le 20011228

La présente invention se rapporte aux dispositifs antivibratoires qui permettent de supprimer, ou tout au moins de limiter très sérieusement, vibrations d'une paroi. S.Y. YANG et W. H. HUANG ont proposé, dans un article intitulé a collocated piezolectric sensor/actuator pair feasible an intelligent beam? paru dans le Journal of Sound and Vibration (1998) 216(3), 529 , article n sv 981753 , un dispositif tel que représente sur la figure 1. Sur cette figure, la paroi 101 à protéger des vibrations indésirables est entourée de deux couches 102 et 103 d'un matériau piezo-électriques servant de capteur pour les vibrations. Ces couches 102 103 sont elles- mêmes surmontées respectivement de deux couches et 105 d'un matériau piézo-électrique, pouvant être le même que celui deux couches précédentes, permettant, sous l'effet d'une tension électrique, d'engendrer des forces qui s'opposent auxdites vibrations. Cette technique constitue un perfectionnement au système qui consiste à utiliser qu'un capteur et un actionneur placés respectivement de chaque côté de la paroi. Celui-ci ne permet pas d'éliminer l'effet des vibrations longitudinales, ce qui entraîne une instabilité du système. Dans ce système connu, le signal de sortie du capteur commande l'actionneur par l'intermédiaire d'une boucle de contre réaction dont le gain ajustable selon des techniques connues. Dans la configuration symétrique de YANG et HUANG, on somme sorties des deux capteurs et on utilise le signal résultant de cette sommation pour commander en contre réaction les deux actionneurs avec tensions égales et de signes opposés. Ceci permet d'annuler les effets dus aux vibrations longitudinales. YANG et HUANG ont proposé d'utiliser entre autre comme matériau pour la fabrication des couches actionneuses et 105, du fluorure de polyvinylidène connu sous le nom de PVDF. Ces feuilles sont polarisées dans leur épaisseur de manière à leur conférer propriétés piézo-électriques. L'article en question est essentiellement consacré a l'analyse du fonctionnement du dispositif et ne donne pas d'autres détails sur la manière de le construire, en particulier pour pouvoir exciter et isoler les différentes couches utilisées. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif antivibratoire pour paroi, du type comprenant sur une première face d'une paroi un premier capteur plat surmonté d'un premier actionneur plat et sur l'autre face de cette paroi un deuxième capteur plat surmonté d'un deuxième actionneur plat, principalement caractérisé en ce comprend pour connecter ces capteurs et ces actionneurs un ensemble de six plaques formées chacune d'une couche médiane isolante entouree de deux couches conductrices ; les capteurs et les actionneurs étant sandwichés entre ces plaques tricouches. Selon une autre caractéristique, la couche isolante de chaque plaque tricouche est en polyimide, et que les couches conductrices de chaque plaque tricouche sont en cuivre. Selon une autre caractéristique, la couche isolante est d'une épaisseur d'environ 75 microns, et couches conductrices d'une épaisseur d'environ 35 microns. D'autres particularités avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif au regard des figures annexees qui représentent - la figure 1, une coupe longitudinale d'un dispositif selon l'art connu ; - la figure 2, vue en coupe d'une couche d'isolation/blindage - la figure 3, une en coupe longitudinale d'une paroi comprenant un dispositif selon l'invention ; - la figure 4, une coupe simplifiée et limitée à l'une des faces de la paroi ' protéger, d'un tel dispositif muni de ses moyens de connexion ; et - la figure 5, une en coupe générale d'un tel dispositif muni de ses moyens électroniques de commande. L'invention propose d'utiliser pour isoler les couches entre elles une feuille tricouche telle que représentée sur la figure 2. Cette feuille est formée d'une couche centrale 201 en matière isolante, de préférence en polyimide tel que par exemple du Kapton . Cette couche centrale est recouverte sur ces deux faces par deux couches conductrices 202 et 203, en cuivre par exemple. A titre d'exemple, la couche centrale sera épaisse de 75 micromètres et les couches extérieures de 35 micromètres. De cette manière, pour réaliser de manière pratique dispositif tel que celui la figure 1, on découpe dans une feuille tricouche réalisée de la manière représentée sur la figure 2, six plaques 301à 306 de mêmes dimensions les couches 102 à 105. Ces six plaques 301 à 306 sont disposées en sandwich avec les couches 102 à 105 et la paroi , comme représenté sur la figure 3. De cette manière, la paroi 101 est isolée des couches 102 et 103 par les plaques 303 et 304, la couche 104 est isolée de la couche par la plaque 302, la couche 103 est isolée de la couche 105 par la plaque 305. Finalement les couches 104 et 105 sont isolées de l'extérieur plaques 301 et 306. couches 102 à 104 sont obtenues par découpe dans une même feuille PDVF polarisé de quatre plaques dont les dimensions sont identiques a celles des plaques tricouches 301 à 306. A titre d'exemple l'épaisseur des couches de PDVF sera d'environ 1 mm et leurs dimensions qui sont les mêmes que celles des plaques, seront d'environ 300 400 mm. Toutes ces pièces sont assemblées par collage, de manière connue en soi, et comme les plaques tricouche présentent la meure valeur de capacité electrique que les couches de PVDF, on minimise ainsi les pertes de rendement. On a représenté sur la figure 4 une vue en coupe agrandie de la partie supérieure du dispositif de la figure 3, sur laquelle on a dessiné distinctement couches de cuivre et les couches de polyimide constituant les plaques tricouche 301 à 303 afin de pouvoir détailler les moyens de connexion ces couches aux organes d'alimentation. Ainsi la couche de cuivre extérieure 202 et la couche de cuivre 223 en contact avec paroi 101 sont réunies a la masse, ce qui permet d'assurer le blindage de l'ensemble du dispositif. La couche 102, qui sert de capteur, est connectée au dispositif électronique par les deux couches conductrices en contact avec elle des tricouches qui l'enserrent. La couche 222 la plus proche de la paroi est réunie au point froid du dispositif de mesure, et la couche 213 la plus éloignée de la paroi au point chaud de celui-ci. La couche 104, qui sert d'actionneur, est elle alimentée depuis les connexions de sortie du dispositif électronique par la couche conductrice 212 du tricouche central et par la couche conductrice 203 du tricouche extérieur. Le point chaud est réuni à la couche et le point froid à la couche 203. Les différentes couches conductrices des triplaques servent ainsi à blinder et à alimenter le capteur l'actionneur. Les couches isolantes servent quant à@ elles à obtenir l'isolation nécessaire entre le capteur et l'actionneur ainsi qu'entre l'actionneur et le milieu extérieur et entre le capteur et la paroi, qui peut être conductrice. En outre, la couche isolante 201 du tricouche externe permet egalement d'assurer une protection mécanique de l'ensemble du dispositif. L'ensemble du dispositif avec ses organes de commande est représenté sur la figure 5. Les capteurs 102 et 103 sont connectés à l'entrée d'un système électronique d'asservissement 501 qui assure essentiellement une amplification du signal d'erreur obtenu en sortie de ces capteurs, avec les corrections de phase et de gain necessaires pour obtenir la stabilité de l'ensemble selon une technique connue. Le signal en sortie de ce dispositif électronique est appliqué sur les actionneurs 104 et 105. REVENDICATIONS 1. Dispositif antivibratoire pour paroi, du type comprenant sur une première face d'une paroi (101) un premier capteur plat (102) surmonté d'un premier actionneur plat (104) et sur l'autre face de cette paroi un deuxième capteur plat (103) surmonté d'un deuxième actionneur plat (105), caractérisé en ce qu'il comprend pour connecter ces capteurs et ces actionneurs un ensemble de six plaques (301-306) formées chacune d'une couche médiane isolante (201) entourée de deux couches conductrices (202, 203) ; les capteurs et les actionneurs étant sandwichés entre ces plaques tricouche. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche isolante (201) de chaque plaque tricouche est en polyimide, et que les couches conductrices (202, 203) de chaque plaque tricouche sont en cuivre. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche isolante (201) est d'une épaisseur d'environ 75 microns, et les couches conductrices (202, 203) d'une épaisseur d'environ 35 microns.