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Herschel est la prochaine grande mission d'astronomie de l'Agence
spatiale européenne. Cet observatoire dans l'infrarouge doit être
lancé en janvier 2009 depuis Kourou à bord d'un lanceur , en même temps que .
Il faut savoir que lors de son décollage, le lanceur est soumis
à un champ de pression acoustique, généré par les jets des moteurs
et par leur impact avec le pas de tir, qui excite les structures.
Les charges induites dans la gamme de fréquence 20-2000 Hz peuvent
endommager les charges utiles et les équipements.
Pour s'assurer que ce satellite et ses équipements surmonteront
bien le bruit assourdissant et les vibrations subis pendant son
lancement, l'Agence spatiale européenne à fait subir à son
satellite tout une série d'essais vibro-acoustiques au LEAF de l',
le Centre technique de l'ESA.
A noter que, contrairement à une idée reçue, ces essais n'ont rien
à voir avec l'environnement réel rencontré par le satellite au cours
du lancement. Tout l'art de l'ingénieur consiste à définir des essais
'conventionnels' censés être plus sévères que ce que va rencontrer
le satellite mais pas trop tout de même pour :
- ne pas sur-dimensionner les structures ;
- ne rien casser.
Essais de vibrations
Le terme essais de vibrations s'applique généralement aux essais
où l'excitation est appliquée à la base du satellite. Ils sont censés
"couvrir" l'environnement vibratoire en provenance du lanceur à
travers l'interface lanceur/satellite.
Ces essais peuvent être de deux types :
- essai sinus : On applique une excitation sinusoïdale à
la base du satellite dirigée successivement selon 3 axes perpendiculaires.
On procède à un balayage en fréquence, entre 0 et 100 Hz, lorsqu'on
passe sur les fréquences de résonance de la structure, le niveau
de vibration observé par les équipements est amplifié.
- essai aléatoire ou essai random : On applique un
signal dont on définit le spectre (densité spectrale en fonction
de la fréquence entre 0-400 Hz). Cet essai est censé couvrir les
niveaux de vibrations importants qui peuvent se produire à la fin
de combustion des étages à poudre ou les chocs pyrotechniques lors
de la séparation des étages.
Essais acoustiques
Les essais acoustiques font intervenir un mode d'excitation de la
structure tout à fait différent. Le bruit généré par les moteurs
du lanceur est réverbéré par le sol et transmis au satellite au
travers de la coiffe et de l'air qu'elle contient sous forme de
pression acoustique.
Les vibrations ne sont pas transmises à travers l'interface du satellite
mais reçues directement par ses structures externes les plus légères
et flexibles (panneaux solaires, protections thermiques, baffles
divers) qui, se comportant comme des membranes, peuvent ainsi être
endommagées.
Les cornets acoustiques génèrent toute la gamme de fréquences de
20Hz à 12kHz voire plus.
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