Les outils de métrologie actuels concernant la mesure des vibrations sont principalement basés sur l'utilisation d'accéléromètres ou de vibromètres laser. Cependant, lorsque l'on souhaite instrumenter une structure avec un nombre important de capteurs afin d'obtenir une description des déformées modales suffisamment précise, l'utilisation d'accéléromètres introduit un amortissement supplémentaire, en raison des câbles les reliant aux systèmes d'acquisition, mais également un ajout de masses additionnelles dû aux capteurs eux-mêmes. Les vibromètres laser nécessitent quant à eux des surfaces dont la direction de réflexion doit rester relativement invariante durant l'essai et indemne d'effet de bord, conditions qui sont difficiles à garantir dans certains cas. Pour réaliser des mesures de champs (de vitesse ou de déplacement), les vibromètres par balayage exigent de plus l'usage d'une excitation stationnaire périodique, ce qui est limitant.

Depuis une décennie, la corrélation d'images numériques (CIN) est de plus en plus employée en mécanique des matériaux et des structures afin, notamment, de déterminer des champs de déformation en 2D comme en 3D. En effet, lorsque les conditions expérimentales sont optimales, il est possible d'obtenir des résolutions en déplacement inférieures au dixième voire au centième de pixel. La technique peut être mise en œuvre pour l'analyse de sollicitations dynamiques grâce au recours à des caméras rapides. Toutefois, ces dernières sont souvent limitées en terme de résolution d'image, ce qui restreint la résolution spatiale de l'analyse et est pénalisant sur des structures élancées telles que celles rencontrées en génie civil. De nouvelles générations de caméras, récemment proposées à coût raisonnable et présentant une grande variété de combinaisons de résolution d'image et de fréquence d'acquisition, permettent de repousser ces limites, et constituent ainsi des alternatives potentielles aux systèmes classiques d'analyse modale.

Nous présentons ici la mise en œuvre de cette technique pour l'analyse modale d'une poutre. Des images de la vibration transversale d'une poutre suite à une excitation par choc sont obtenues à l'aide d'une caméra rapide haute résolution pouvant acquérir des images avec une fréquence de l'ordre de 4,5 kHz. Des poutres de différentes dimensions, de plusieurs dizaines de centimètres à quelques mètres, seront étudiées. Dans un premier temps, les paramètres optimaux permettant de réaliser une mesure de champs précise seront exposés et discutés, notamment la qualité des images et du mouchetis, ainsi que la fréquence d'acquisition adéquat pour diminuer l'impact du repliement spectral. Puis, dans un second temps, l'analyse modale réalisée à l'aide d'une méthode utilisant la transformée en ondelettes continues à partir des mesures obtenues par CIN sera présentée. Les paramètres modaux extraits à l'aide des images seront comparés à ceux obtenus avec des accéléromètres. Les deux principaux intérêts d'utiliser les techniques d'imageries sont, d'une part, une densité d'information plus importante, plusieurs centaines de points le long de la poutre contre quelques dizaines pour les accéléromètres et, d'autre part, le caractère non intrusif de l'instrumentation. La mesure de champs par CIN semble donc, a priori, plus adaptée pour l'observation de phénomènes locaux tels que des endommagements pouvant entraîner une variation de rigidité locale de la poutre.