Contexte
Une tour métallique portuaire présente des oscillations perceptibles lors des épisodes de vent, même modéré.
CIDECO a mené une analyse vibratoire complète pour comprendre ce comportement et définir un renforcement structurel durable.
L’étude a combiné instrumentation in situ et modélisation numérique afin d’identifier précisément les causes des mouvements.
Haute de plus de 15 mètres, la tour subit d’importantes sollicitations aérodynamiques.
Ces déformations affectent à la fois le confort des usagers et la perception de stabilité.
L’objectif de l’étude est triple :
- confirmer le ressenti des usagers et caractériser la dynamique sous vent réel ;
- mesurer les déplacements et les fréquences propres ;
- concevoir des solutions de contreventement efficaces sans gêner l’usage intérieur.
Interventions réalisées
CIDECO a installé seize accéléromètres triaxiaux 3D-MEMS répartis sur cinq niveaux.
Un anémomètre en toiture a permis de corréler les vitesses de vent aux accélérations mesurées.
Les capteurs, reliés à une passerelle IoT 4G, ont collecté cinq semaines de données continues.
Ce dispositif a permis de détecter l’ensemble des modes vibratoires, y compris les effets de torsion.
En parallèle, un modèle numérique a été développé pour reproduire la géométrie réelle et les propriétés mécaniques de la structure.
Les mesures ont servi à calibrer ce modèle et à valider les hypothèses de calcul.
Méthodes et expertises mobilisées
Les signaux ont révélé des déplacements horizontaux de ± 2,2 cm en tête pour des vents de 30 à 50 km/h.
Ces mouvements génèrent des accélérations maximales de ± 3,4 cm/s², en accord avec le ressenti des usagers.
L’analyse modale opérationnelle (AMO) a mis en évidence un premier mode de flexion à 1,93 Hz.
Cette fréquence indique un risque de résonance aérodynamique et un niveau d’inconfort notable selon les normes ISO.
Plusieurs scénarios de renforcement structurel ont été simulés.
La solution retenue – ajout de barres circulaires pleines de 58 mm sur la plateforme inférieure – porte la fréquence propre de 1,9 Hz à 3,5 Hz.
Résultat : les déplacements diminuent de 75 %, et la rigidité en flexion progresse de 84 %.
La torsion, elle, est réduite de 77 %. Malgré ces gains, la circulation intérieure reste libre.
Avec un tel renforcement, la structure sera hors de la zone de résonance et le confort vibratoire s’en trouvera nettement amélioré.
Valeur ajoutée
Cette mission illustre la maîtrise de CIDECO en analyse vibratoire et en renforcement structurel.
Grâce à la combinaison instrumentation – modélisation – simulation, l’équipe transforme une perception de mouvement en diagnostic objectif.
Le jumeau numérique obtenu sert désormais d’outil d’aide à la décision pour la conception et les travaux futurs.
