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Les extensomètres longue base souples continûment attachés (ELB-CA), capteurs pour l'analyse vibratoire des structures

Published online by Cambridge University Press:  06 February 2008

Gwendal Cumunel ,
Sylvie Delepine-Lesoille ,
Pierre Argoul  and
Tien Minh Nguyen
Gwendal Cumunel
Affiliation:
Division Métrologie et Instrumentation, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC), 58 boulevard Lefèbvre, 75732 Paris, France
Sylvie Delepine-Lesoille
Affiliation:
Division Métrologie et Instrumentation, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC), 58 boulevard Lefèbvre, 75732 Paris, France
Pierre Argoul
Affiliation:
Université Paris-Est, Institut Navier, LAMI, École Nationale des Ponts et Chaussée, 6 & 8 avenue Blaise Pascal, Cité Descartes, Champs-sur-Marne, 77455 Marne la Vallée, France
Tien Minh Nguyen
Affiliation:
Université Paris-Est, Institut Navier, LAMI, École Nationale des Ponts et Chaussée, 6 & 8 avenue Blaise Pascal, Cité Descartes, Champs-sur-Marne, 77455 Marne la Vallée, France
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Abstract

Des Extensomètres souples et de Longue Base (ELB) de mesure sont maintenant disponibles commercialement.Ils sont réalisés avec des fibres optiques interrogées par interférométrie faible cohérence,conditionnées de manière à adhérer continûment à l'ouvrage.Ils sont intéressants pour la surveillance dynamique d'ouvrages d'art car leur longueur significative, vis-à-vis de l'ouvrage étudié, permet d'observer son comportement structurel.L'article s'attache à formuler, de manière analytique, la mesure réalisée par les ELB-CA afin d'anticiper leur réponse.On s'intéresse premièrement au cas du comportement vibratoire linéaire d'une poutre et deuxièmement au cas plus général d'une poutre en grands déplacements.Dans ce deuxième cas, la mesure des ELB, prenant en compte les non-linéarités géométriques, est calculée numériquement.Le calcul analytique des ELB permet alors de montrer les limites de l'hypothèse de linéarité.Des simulations numériques sont présentées pour ces deux cas lors de l'étude dynamique d'une poutre bi-encastrée de type Euler-Bernoulli.Il ressort que la mesure des ELB dépend des non-linéarités géométriques de la structure.En effet, si celles-ci ne sont plus négligeables, les transformées de Fourier des signaux de mesure des ELB contiennent les fréquences propres de la poutre, mais aussi des fréquences supplémentaires, combinaisons de ces fréquences propres.

Keywords

Sensoroptical fibergeometrical nonlinearitylarge rotationsdynamicsstructuresCapteurfibre optiquenon-linéarités géométriquesgrands déplacementsdynamiquestructures
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 8 , Issue 6 , November 2007 , pp. 515 - 527
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2008

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References

Ko, J.M., Technology de, Y.Q. Nivelopments in structural health monitoring of large-scale bridges, Eng. Structures 27 (2005) 1715–1725 CrossRef
Lekidis, V., Tsakiri, M., Makra, K., Karakostas, C., Klimis, N., Sous, I., Evaluation of dynamic response and local soil effects of the Evripos cable-stayed bridge using multi-sensor monitoring systems, Eng. Geology 79 (2005) 43–59 CrossRef
Ren, W.X., Peng, X.L., Lin, Y.Q., Experimental and analytical studies on dynamic characteristics of a large span cable-stayed bridge, Eng. Structures 27 (2005) 535–548 CrossRef
Meo, M., Zumpano, G., On the optimal sensor placement techniques for a bridge structure, Eng. Structures 27 (2005) 1488–1497 CrossRef
Yan, T.H., Lin, R.M., General optimization of sizes or placement for various sensors/actuators in structure testing and control, Smart Materials and Structures 15 (2006) 724–736 CrossRef
D. Inaudi, State of the art in fiber optic sensing technology and EU structural health monitoring projects, in Proc. of the First International Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure, Tokyo, Japan, 2003
Zhao, Y., Ansari, F., Quasi-distributed fiber-optic strain sensor: principle and experiment, Appl. Opt. 40 (2001) 3176–3181 CrossRef
SMARTEC (http://www.smartec.ch), SOFO Products (Standard Deformation Sensor, SMARTape Deformation Sensor and Dynamic Reading Unit)
FOGALE (http://www.fogale.fr), Product: LISE SYSTEM, OCT-EXTEND.
FOX-TEK (http://www.fox-tek.com)
Inaudi, D., Vurpillot, S., Monitoring of Concrete Bridges with Long-Gage Fiber Optic Sensors, J. Intell. Mtals. Sys. Struct. 10 (1999) 280–292 CrossRef
D. Inaudi, B. Glisic, Combining Static and Dynamic deformation monitoring with long-gauge fiber optic sensors, in Proceedings of the International Association for Bridge Maintenance and Safety, Kyoto, Japan, 2004
E. Reynders, G. De Roeck, Measurement of modal curvature using optical fiber strain sensors and application to damage identification using vibration monitoring, in Proceedings of the 17th International Conference on Optical Fiber Sensors, 2005, pp 1076–1079
B. Glisic, D. Inaudi, Sensing tape for easy integration of optical fiber sensors in composite structures, in Proceedings of the 16th International Conference on Optical Fiber Sensors, Nara, Japan, 2003
A. Courteville, M. Delaveau, S. Delepine-Lesoille, E. Merliot, L. Quetel, New concept of low intrusion quasi-distributed optical fibre extensometer, in Proceedings of Photonics Europe, 2006
F. Casciati, M. Domaneschi, D. Inaudi, A. Figini, B. Glisic, A. Gupta, Long-gauge fiber optic sensors: a new approach to dynamic system identification, in Proceedings of the Third European Conference on Structural Control, 2004
F. Bourquin, Towards Modal Fiber Optical Sensors for Slender Beams, in Proceedings of the 2nd European Workshop on Structural Health Monitoring, Munich, Germany, 2004, pp. 1193–1198
J.M. Lopez-Higuera, Handbook of Optical Fibre Sensing Technology, John Wiley & Sons, New York, 2002
Ansari, F., Libo, Y., Mechanics of Bond and Interface Shear Transfer in Optical Fiber Sensors, J. Eng. Mech. 124 (1998) 385–394 CrossRef
J.P. Perez, Optique: fondements et applications avec 250 exercices et problèmes résolus, Dunod, Paris, 2004
Sirkis, J.S., Haslach, H.W., Interferometric Strain Measurement by Arbitrarily Configured, Surface-Mounted, Optical Fibers, J. Lightwave Technology 10 (1990) 1497–1503 CrossRef
Giallorenzi, T.G., Bucaro, J.A., Dandrige, A., Sigel, G.H., Cole, J.H., Rashleigh, S.C., Priest, R.G., Optical Fiber Sensor Technology, J. Quantum Electronics 4 (1982) 626–665 CrossRef
R. Deltheil, Cours de mathématiques générales: II- Éléments de calcul intégral : Applications géométriques de l'analyse, Baillière, 1947
M. Géradin, D. Rixen, Théorie des vibrations: Application à la dynamique des structures, Masson, 1996
H. Park, H.S. Jung, Y.H. Kwon, J.H. Seo, Mathematical models for assessment of the safety of steel beams based on average strains from long gage optic sensors, Sensors and Actuators A: Physical 125 (2006) 109–113
Delepine-Lesoille, S., Merliot, E., Boulay, C., Quétel, L., Delaveau, M., Courteville, A., Quasi-distributed optical fibre extensometers for continuous embedding into concrete: design and realization, Smart Materials and Structures 15 (2006) 931–938 CrossRef
Zhao, Y., Ansari, F., Quasi-distributed white light fiber optic strain sensor, Optics communication 196 (2001) 133–137 CrossRef
S. Delepine-Lesoille, M. Quiertant, E. Merliot, Y. Gautier, J. Dumoulin, S. Dubroca, L. Quétel, M. Delaveau, A. Courteville, Quasi-distributed optical fibre extensometers for continuous embedding into concrete: Design, Realization, Laboratory and Field Tests, in Proceedings of the Third European Workshop on Structural Health monitoring, Grenade, Spain, 2006, pp. 946–953
T.M. Nguyen, Dynamique non linéaire des systèmes mécaniques couplés : Réduction de modèle et Identification, Thèse, ENPC-MODES, 2006
Le, T.P., Argoul, P., Continuous wavelet transform for modal identification using free decay response, J. Sound Vib. 277 (2004) 73–100 CrossRef