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Recalage, identification, suivi en service des structures

Résumé

Présentation des méthodes permettant d'exploiter les mesures effectuées sur les structures ou sur les ouvrages en tirant parti de la modélisation de leur physique sous-jacente. L'ouvrage explique les techniques de base des problèmes inverses, les approches probabilistes et les recalages. Avec de nombreux exercices et problèmes corrigés en fin d'ouvrage. ©Electre 2016


  • Éditeur(s)
  • Date
    • impr. 2016
  • Notes
    • Notes bibliogr. et webliogr.
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (381 p.) : ill. en coul. ; 24 cm
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-85978-488-1
  • Indice
  • Quatrième de couverture
    • Le développement considérable, cette dernière décennie, des capteurs, des communications sans fil et des capacités de calcul s'est accompagné de la montée d'enjeux cruciaux autour des ouvrages, des grandes structures ou des grandes machines, voire des grands systèmes, qu'il s'agisse de gestion patrimoniale ou de risques industriels. Ainsi sont apparus un grand nombre de besoins liés à la connaissance de l'état des systèmes, la maîtrise des risques ou, encore, la capacité de modification après la mise en service. On peut relever, par exemple, les évaluations de l'état de santé, les réanalyses après incident ou agression externe, l'optimisation des conditions de fonctionnement réel, la prévision, la définition et la préparation des opérations de maintenance, le recalage de maquette numérique associée à un ouvrage, l'identification des paramètres d'environnement ou de ceux des modèles physiques des structures...

      Cet ouvrage est consacré aux méthodes qui permettent d'exploiter les mesures de toute nature effectuées sur les structures ou les ouvrages en tirant parti de la modélisation de la physique sous-jacente de ceux-ci (mécanique, thermique, ...) et, parfois, des dispositifs de mesure eux-mêmes, et en prenant en compte pour certaines d'entre elles les incertitudes de mesure ou de modélisation. Diverses approches sont présentées depuis les techniques de base des problèmes inverses aux approches probabilistes ou aux recalages.

      Le parti pris est celui d'une approche pédagogique appuyée sur des exemples simples mais réalistes, bien que de dimensions très réduites par rapport à la pratique. De nombreux exercices et problèmes corrigés sont regroupés en fin d'ouvrage.


  • Tables des matières
      • Recalage, identification suivi en service des structures

      • Stéphane Andrieux

      • Presses des Ponts

      • Préface5
      • Chapitre 1
        Surveillance et recalage
      • 1. La surveillance des ouvrages et des machines11
      • 1.1. La surveillance des ponts13
      • 1.2. La surveillance des barrages18
      • 1.2.1. L'évolution de la réglementation des barrages20
      • 1.2.2. Le risque d'érosion interne des barrages en remblai21
      • 1.2.3. Les moyens de surveillance22
      • 1.3. Surveillance et suivi en service des éoliennes25
      • 2. Le recalage et l'identification : une forme de problèmes inverses29
      • 2.1. Trois exemples dans le domaine des réacteurs nucléaires29
      • 2.1.1. Détermination de la puissance thermique et neutronique d'un réacteur nucléaire29
      • 2.1.2. Fatiguemètre pour le suivi des tuyauteries du circuit primaire30
      • 2.1.3. Recalage et estimation d'état pour les enceintes de confinement31
      • 2.2. Les problèmes inverses33
      • 2.2.1. Détermination de la loi de comportement d'un matériau à partir d'essais de torsion pure34
      • Bibliographie38
      • Chapitre 2
        Problèmes linéaires
      • 1. Problèmes bien et mal posés41
      • 1.1. Problèmes bien posés : les problèmes directs et contre exemples41
      • 1.2. La définition d'Hadamard43
      • 1.3. Caractère mal posé de l'équation de Fredholm de première espèce45
      • 2. Résolution des problèmes linéaires49
      • 2.1. Quelques exemples49
      • 2.1.1. Indentification d'une condition initiale : équation de la chaleur rétrograde50
      • 2.1.2. Problèmes linéarisés : identification d'un coefficient d'échange ou d'un endommagement52
      • 2.2. Résolution au sens des moindres carrés et forme normale d'un système linéaire59
      • 2.2.1. Le cas discret60
      • 2.2.2. Le cas continu (pour amateurs)62
      • 2.3. La décomposition en valeurs singulières : outil de base pour l'analyse des problèmes linéaires64
      • 2.4. Analyse de sensibilité de la résolution pour les problèmes linéaires mal posés67
      • 2.5. Résolution numérique pratique des problèmes linéaires aux moindres carrés70
      • 2.6. La méthode de Backus-Gilbert73
      • 2.7. La réconciliation de données avec contraintes linéaires75
      • Bibliographie78
      • Chapitre 3
        Approches variationnelles pour les problèmes non linéaires
      • 1. L'approche variationnelle79
      • 1.1. Le principe79
      • 1.2. Les ingrédients79
      • 2. Calcul du gradient dans les approches variationnelles, problèmes adjoints84
      • 2.1. Le cas de la dimension finie : calcul direct et calcul par état adjoint de la dérivée dans une direction85
      • 2.1.1. Approche directe86
      • 2.1.2. Approche par Lagrangien et état adjoint87
      • 2.2. Quelques rappels sur la dérivation93
      • 2.3. Dérivation de la fonctionnelle objectif ou coût en dimension infinie90
      • 2.3.1. Remarques et autre exemple sur la méthode de dérivation par état adjoint97
      • Bibliographie102
      • Chapitre 4
        Régularisations
      • 1. Position du problème103
      • 2. La régularisation de Tikhonov-Phillips107
      • 2.1. Le principe107
      • 2.2. Exemples et illustrations du rôle du paramètre de régularisation108
      • 2.3. Un point de vue différent sur le paramètre de régularisation dans le cas linéaire115
      • 2.4. Choix du paramètre de régularisation : discrepancy principles et L-Curve117
      • 2.4.1. Exploitation d'une information supplémentaire sur la précision des données117
      • 2.4.2. Analyse du comportement des termes de la fonctionnelle régularisée : L-Curve121
      • 3. La régularisation TV125
      • Bibliographie128
      • Chapitre 5
        Recalage et identification en vibration des structures
      • 1. Le comportement vibratoire comme signature d'une structure129
      • 2.Les vibrations des structures élastiques129
      • 2.1. Modes et pulsations propres des systèmes conservatifs129
      • 2.2. Le quotient de Rayleigh136
      • 2.3. Effets de modifications structurelles sur le spectre143
      • 2.3.1. Effets de modification de raideurs ou de masses143
      • 2.3.2. Effets de modification de forme ou de conditions aux limites149
      • 2.4. Vibration des structures avec amortissement157
      • 2.4.1. Oscillateur à un degré de liberté158
      • 2.4.2. Systèmes à plusieurs degrés de liberté161
      • 2.4.3. Réponse dynamique d'une structure à une sollicitation163
      • 2.4.4. Dissipation - Amortissement hystérétique166
      • 3. Recalage et identification via le comportement vibratoire168
      • 3.1. La mesure des vibrations168
      • 3.2. Fonctions de réponse170
      • 3.3. Réponse à un impact. Formule de Duhamel174
      • 3.4. Méthodes de recalages par minimisation d'un écart aux mesures175
      • 3.5. Méthodes de recalage par minimisation d'un écarteur aux mesures178
      • Bibliographie182
      • Chapitre 6
        Approches probabilistes et assimilation de données
      • 1. Les approches probabilistes en recalage et identification183
      • 1.1. Retour sur la régression linéaire183
      • 1.2. L'approche probabiliste des problèmes de recalage et d'identification192
      • 1.3. Une alternative : l'approche bayésienne197
      • 1.3.1. Introduction197
      • 1.3.2. L'approche bayésienne du recalage et de l'identification204
      • 2. L'assimilation de données217
      • 2.1. Approches par filtrage219
      • 2.1.1. Position du problème. Notations. Hypothèses219
      • 2.1.2. Interpolation statistique et estimation optimale222
      • 2.1.3. Filtrage de Kalman224
      • 2.2. Approches variationnelles229
      • 2.3. Assimilation conjointe : estimation d'état et recalage de paramètres234
      • 2.3.1. Approche séquentielle de l'assimilation conjointe235
      • 2.3.2. Approche variationnelle de l'assimilation conjointe238
      • Bibliographie240
      • Chapitre 7
        Contrôle des structures
      • 1. Le contrôle des structures, dispositifsactifs ou actifs243
      • 1.1. Principes243
      • 1.2. Quelques exemples de dispositifs et de mise en oeuvre247
      • 1.2.1. Amortissement par masse accordée (Tuned Mass Damper)247
      • 1.2.2. Contrôle par modification de rigidité250
      • 1.2.3. Actionneurs251
      • 2. Le contrôle optimal des structures253
      • 2.1. Position du problème253
      • 2.2. Obtention du contrôle optimal : état adjoint. Principe du maximum de Pontryagin255
      • 2.3. Le problème de régulation linéaire-quadratique258
      • 2.4. Contrôle avec délais. Stabilité262
      • Bibliographie265
      • Chapitre 8
        Problèmes de Cauchy et applications
      • 1. Le prolongement ou la complétion de données267
      • 2. Formulation du problème de Cauchy270
      • 2.1. Quelques exemples en thermique et élasticité270
      • 2.2. Formulation abstraite pour les opérations symétriques271
      • 2.3. Quelques propriétés des problèmes de Cauchy274
      • 3. Une méthode variationnelle de résolution des problèmes de Cauchy277
      • 3.1. Description de la méthode pour le problème de Cauchy pour l'élasticité278
      • 3.2. Quelques exemples283
      • 4. Une méthode de moments via l'écart à la réciprocité288
      • 4.1. Réciprocité et écart à la réciprocité289
      • 4.2. Méthode de moments issus de l'écart à la réciprocité291
      • Bibliographie297
      • Exercices et problèmes
      • 1. Exercices du chapitre 1299
      • 1.1. Une méthode de mesure du champ de déplacement par corrélation d'images299
      • 1.2. Un peu de sismologie élémentaire301
      • 2. Exercices du chapitre 2304
      • 2.1. Identification d'une pression moyenne de vent sur un mât de mesure304
      • 2.2. Surveillance d'une nappe phréatique307
      • 3. Exercices du chapitre 3310
      • 3.1. Identification d'une température fluide et d'un coefficient d'échange dans un tube épais310
      • 3.2. Imagerie résistive des sols en subsurface313
      • Fonctionnelle de Kohn-Vogelius317
      • 3.4. Identification de sources de chaleur par mesure de température de bord320
      • 4. Exercices du chapitre 4323
      • 4.1. Identification de modules élastiques : analyse de deux régularisations323
      • 4.2. Régularisation du problème d'identification de la condition initiale pour l'équation de la chaleur325
      • 4.3. Régularisation TVC de la projection d'une fonction329
      • 5. Exercices du chapitre 5330
      • 5.1. Absorbeurs de vibration330
      • 5.2. Identification d'endommagement dans une poutre en traction-compression334
      • 5.3. Identification de raideurs d'encastrement par méthode vibratoire340
      • 5.4. Calcul du gradient de fonctions des pulsations propres pour les problèmes modaux344
      • 6. Exercices du chapitre 6346
      • 7. Exercices du chapitre 7348
      • 8. Exercices du chapitre 8350
      • 8.1. Problème de Cauchy en thermique transitoire : méthode énergétique350
      • 8.2. Identification d'une température fluide et d'un coefficient d'échange à la surface d'une plaque353
      • 8.3. Identification de variation de tensions sur un mât de pont à haubans357
      • 9. Identification de la température en peau interne d'une tuyauterie par prolongement de données à partir de la surface extérieure359
      • 10. Détermination de la loi de comportement d'un joint mince361
      • 11. Identification d'un coefficient d'échange thermique entre une plaque et un fluide364
      • 12. Identification des tensions dans un réseau de câbles horizontal367
      • 13. identification des caractéristiques mécanique (élasticité fluage) d'enceintes nucléaires371

  • Origine de la notice:
    • FR-751131015
  • Disponible - 620.25 AND

    Niveau 3 - Techniques