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| Mathieu RODRIGUEZ | ||||
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Dynamique
des interactions vent-arbre
L'interaction vent-arbre est un sujet de préoccupation majeur pour le
domaine de la foresterie. La rupture d'arbres lors de tempêtes
à un coût important pour l'industrie forestière. A l'échelon national,
celui-ci peut atteindre jusqu'à l'équivalent d'un an de production, et
se chiffrer en milliards
d'euros.
Dans le cas de l'arbre urbain, sa stabilité revêt un intérêt particulier, en temps que risque potentiel pour l'homme et le matériel urbain. D'un point de vue physiologique, l'étude de la mécano-perception, par l'arbre, des contraintes induites par le vent, est une étape fondamentale dans la compréhension de la dynamique de la croissance de l'arbre. |
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Pour
progresser dans la compréhension de l'interaction, une partie de l'étude se concentre sur les caractéristiques
vibratoires des arbres.
L'influence de l'architecture de l'arbre et de l'élancement de ces branches est explorée en essayant de conserver un maximum de généricité. Des lois d'échelles sur les caractéristiques modales sont dérivées, permettant de comparer les différents modes de vibration d'un arbre suivant la géométrie de celui-ci. A fins de comparaison, l'analyse modale d'arbres réels, préalablement digitalisés, est effectuée en utilisant la méthode des éléments finis. Une expérience combinant une table vibrante et l'analyse par traitement d'images est développée. |
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La
caractérisation des modes de l'arbre est un premier pas vers une
meilleure compréhension du rôle de la dynamique multi-modale dans la
réponse de l'arbre au vent.
La répartition dans l'arbre de l'excitation par le vent, la possibilité de rupture du tronc ou de branches, l'amortissement aérodynamique, ou encore l'amortissement par impacts entre les branches, sont autant de mécanismes clarifiés par la prise en compte de la dynamique multi-modale dans l'interaction vent-arbre. Pour illustration, la vidéo de droite présente un exemple de simulation de la réponse multi-modale d'un noyer, préalablement digitalisé, à une excitation aléatoire par un vent turbulent. |