Academic literature on the topic 'Transparence acoustique'

International audience The aim of this paper is to study some iterative methods, based on the domain decomposition approach to solve the acoustic harmonic wave propagation in an unbounded domain. We describe how our methodology applies to semi-infinite closed guides and to acoustic scattering problems. In both cases, we use some well-known transparent boundary conditions by imposing on a fictitious boundary a boundary condition by the means of a Fourier expansion. For numerical purposes, we propose an original algorithm based on a fixed-point technique applied to the problem set in the truncated domain. We will interprate this method as a domain decomposition solver which allows to state convergence results. The improvement brought by this method is a consequence of the sparsity presentation of the finite matrix system which is decomposed only once. L'objectif de cet article est de présenter et d'étudier quelques méthodes itératives, utilisant les méthodes de décomposition de domaine pour la propragation d'onde acoustiques harmoniques en domaine extérieur. On développe notre méthode dans le cas d'un guide infini dans une direction et celui du problème de diffraction par un obstacle. Dans les deux cas, on utilise des conditions aux limites transparentes connues, qui imposent sur une frontière fictive une condition aux limites utilisant un développement en série de Fourier. En vue de la mise en oeuvre numérique, on propose un algorithme original, obtenu en appliquant la méthode des itérations successives au problème posé dans le domaine tronqué. Notre méthode sera interprétée comme une méthode de décomposition de domaines, ce qui permettra son étude de convergence. Les avantages de cette méthode résident dans la conservation de la structure creuse de la matrice éléments finis et la possibilité de la factoriser une fois pour toute au cours des itérations.

Le rayonnement acoustique des plaques trouées est modélisé par formulation variationnelle pour l'aspect mécanique et intégrale pour le calcul du champ rayonné (potentiel de double couche). La non-unicité des décompositions modales, due à la présence du trou, est levée grâce à la notion nouvelle d'ectoplasme. La validation du logiciel est effectuée d'une part en comparant avec des calculs éléments finis et d'autre part, grâce à une expérimentation fine, sur maquette. Ce travail généralise la méthode integro-modale, aux structures de formes non simples, et ouvre la voie à la résolution de nombreux problèmes d'acoustique industrielle, du bâtiment (doubles plaques perforées), et musicale (simulation de guitare)
The acoustical radiation of holed plates is modelized by using a variational approach for the mechanical structure and an integral formulation of the pressure field (double layered potential). The uniqueness; of modal expansions due to hales presence is removed with a new concept of "ectoplasm". The program is validated regarding to a finite elements program in a first part and by comparing with experimental results; in a second part. This work generalize the integro-modal methods to complicated shape structures, and lead a way to the resolution of many industrial and building trade acoustical problems (double perforated plate), or musical application (simulation of a guitar)

Le mémoire présente les bases de la vibroacoustique ainsi que les différentes approches de contrôle modal pouvant être employées afin d’améliorer l’isolation acoustique des double parois. Cette stratégie de contrôle nécessite un modèle de la structure. Par conséquent, des modèles analytiques et numériques de poutres, plaques et double parois instrumentées ont été développés. Puis, les différentes approches de contrôle ont été comparées lors de simulations. Des travaux de dimensionnement de la double paroi sont également réalisés afin de minimiser le recouvrement modal de la structure expérimentale. Une double paroi symétrique rectangulaire (600×400×1mm3) en duraluminium est étudié expérimentalement. Elle est équipée de six capteurs PVDF utilisés comme capteurs et deux actionneurs piézoélectriques commandés par un contrôleur modal. En raison de la grande sensibilité de la double paroi à son environnement, une technique d’identification rapide des paramètres modaux a été développée au cours de cette thèse. Cette technique d’identification a été validée lors de l’expérimentation. Ensuite, le contrôleur a été mis en oeuvre expérimentalement sur une double paroi soumise à des excitations aériennes et solidiennes. La transparence acoustique de la double paroi est réduite de façon conséquente. Les méthodes d’identification et de contrôle développées pour la double paroi ont ensuite été validées sur une autre structure (paroi simple)
This thesis deals with active control of sound transmission double panel. When structures are relatively small and light, the panels have low modal overlap, so in this case, modal control appears to be adapted. It enables limiting the active surface, the number of the control components and concentrating control energy on high radiation efficiency modes. As a first step, vibroacoustic and modal control are introduced. Modal control requires an accurate model of the structure. Consequently, analytical and numerical model of beams, plates and double panels are presented. Next, simulations are performed to evaluate different modal control approaches. Moreover, optimal dimensions of the structure that minimize modal overlap are aimed for. Experiments were conducted on a symmetric rectangular double panel of duraluminium material (600x400x1mm^3). The double panel was clamped between two soundproofed rooms. The structure was equipped with 2 PZT patches used as actuator and 6 PVDF patches used as sensors. It is controlled via a modal controller in case of mechanical and aerial disturbance. The identification procedure developed in this thesis is used to build an experimental model of the double panel. Then, the controller is implemented. Sound power and sound transmission of the controlled double panel are evaluated with sound intensity measurements. The transmission loss of the double panel is significantly improved. Finally, identification and control techniques developed in this work are validated on a simple panel

Une étude théorique, basée sur la méthode des mobilités de surface, et expérimentale de la transparence acoustique des doubles parois est présentée. L'étude de la diffusivité du champ acoustique pariétal d'excitation est aussi réalisée à l'aide d'un nouvel indice permettant d'expliquer la dispersion des mesures de transparence acoustique inter-laboratoires. L'ajout de matériaux granulaires est ensuite étudié, et un modèle basé sur une simplification du modèle de Biot est proposé. Il permet d'utiliser une méthode de résolution très performante en terme de temps de calcul. Des méthodes de mesure inverse sont alors utilisées afin de déterminer les caractéristiques de ces matériaux, et donnent des résultats probants. Enfin, l'amélioration de l'isolation acoustique par optimisation de la position de liens mécaniques est étudiée, et les solutions théoriques sont ensuite testées expérimentalement.

Une étude théorique, basée sur la méthode des mobilités de surface, et expérimentale de la transparence acoustique des doubles parois est présenté. L’étude de la diffusivité du champ acoustique pariétal d’excitation est aussi réalisée à l’aide d’un nouvel indice permettant d’expliquer la dispersion des mesures de transparence acoustique inter-laboratoires. L’ajout de matériaux granulaires est ensuite étudié et un modèle basé sur une simplification du modèle de Biot est proposé. Il permet d’utiliser une méthode de résolution très performante en terme de temps de calcul. Des méthodes de mesure inverse sont alors utilisées afin de déterminer les caractéristiques de ces matériaux, et donnent des résultats probants. Enfin, l’amélioration de l’isolation acoustique par optimisation de la position de liens mécaniques est étudiée, et les solutions théoriques sont ensuite testées expérimentalement
A theoretical study of acoustic transparency of double panels based on a patch mobility method is presented and campa red with experiment. Boundary diffuse field is a Iso characterize with a new index th at explains inter-laboratory problems of reproductibility. Granular materials are then studied with a new madel based on a simplification of Biot's madel th at yields to a gain in ti me of computation. Inverse measurements with several models are also presented to characterize such materials. Finally improvement of acoustic transparency with mechanical links by optimising their location is studied, and theoretical solutions are compared with experiments

L'objectif est de connaître la contribution du bruit d'engrènement (émissions acoustiques internes) au bruit global rayonné par les carters des transmissions à engrenages. Le bruit d'engrènement a deux origines : le rayonnement acoustique des corps d'engrenage excités en vibration par l'erreur de transmission, et une source d'origine aérodynamique, associée aux phénomènes cycliques d'aspiration et de refoulement d'air entre la tête et le fond des dents en prise. Un modèle de la source aérodynamique est élaboré et validé, à partir de résultats expérimentaux de la littérature. Il est constitué de huit monopoles dont les caractéristiques intègrent l'influence de la fréquence d'engrènement, de la largeur de denture et du module de l'engrenage. Ensuite, nous étudions le comportement vibroacoustique des corps d'engrenage. Plusieurs modèles vibratoires analytiques sont proposés, complétés par une résolution avec le logiciel ansys. Le rayonnement acoustique est calculé à l'aide des logiciels astryd et sysnoise. Les résultats montrent que les puissances acoustiques émises en champ libre par les deux sources internes sont importantes (100 a 120 db). La transparence acoustique des carters vis-à-vis des sources de bruit internes est ensuite étudiée. Les formulations analytiques développées nous permettent de montrer l'importance des couplages entre modes de cavité et modes de paroi, et la nécessité d'adopter une démarche globale. Pour les configurations réelles d'engrenages étudiées, les logiciels astryd et sysnoise sont donc utilisés. Les résultats montrent que, malgré la forte réduction de bruit induite par le carter (40 db en moyenne), la contribution des sources internes à la puissance acoustique rayonnée à l'extérieur peut atteindre 90 db. Une étude paramétrique nous conduit à proposer des solutions permettant de limiter la transparence acoustique des carters et le bruit d'engrènement, tout en conservant les performances mécaniques de la transmission.

Nous présentons la théorie de base des plaques microperforées (MPP) fines. Nous la comparons avec des mesures. Nous l'intégrons dans un modèle analytique de transparence appliqué à un système basique de plaques infinies : MPP couplée par une cavité d'air à une plaque flexible. Nous étudions l'influence que peut avoir l'ajout d'une MPP sur les propriétés de transparence de plaques. La comparaison avec des mesures de transparence et d'absorption faites en champ diffus valide le modèle. Il est ensuite intégré à des systèmes plus complexes permettant l'optimisation de leur acoustique. Ne voulant plus nous limiter à des MPP fines, nous proposons une approche basée sur la résolution des équations de Kirchhoff pour des tubes très fins. Toutes les corrections nécessaires à la généralisation des structures microperforées sont présentées. Une comparaison avec le modèle de base pour les plaques fines est proposée permettant la discussion de ce modèle. Enfin nous proposons des approximations de notre modèle pour les MPP fines.

On traite ici le problème théorique et expérimental du contrôle optimal par rétroaction (ou "feedback") de la transparence acoustique de plaques élastiques. La plaque considérée est encastrée dans une baie séparant deux salles anéchoi͏̈ques et soumise à une excitation aérienne large bande stationnaire. Elle et équipée de capteurs et d'actionneurs piézoélectriques collées sur sa surface. Il s'agit donc d'un problème de contrôle actif structural acoustique, ou "contrôle vibroacoustique du rayonnement de structures", qui consiste à atténuer le champ acoustique rayonné par la plaque en minimisant les amplitudes des vibrations incriminées par des méthodes de contrôle actif. Après un travail d'analyse des phénomènes qui sont à l'origine des transmissions vibroacoutiques, la mise en oeuvre d'un algorithme de contrôle Linéaire Quadratique Gaussien est envisagée d'un point de vue théorique et pratique. Un algorithme LQG permet de prendre en compte un critère de minimisation adapté au problème posé et cette possibilité est exploitée afin d'atténuer le rayonnement acoustique à basses fréquences de la plaque. Le contrôle est expérimenté en temps réel pour différents critères de minimisation. . . . Les performances obtenues pour différentes configurations du système de contrôle sont comparées et montrent l'intérêt de l'usage de cet outil de simulation.

Le domaine des métamatériaux acoustiques connaît un succès grandissant depuis maintenant une vingtaine d’années, notamment en raison de phénomènes exotiques aux perspectives d’applications plus que prometteuses : « l’invisibilité » acoustique en est l’exemple le plus manifeste. Dans cette thèse, nous présentons des métamatériaux acoustiques à résonances locales, et qui permettent de générer aussi bien de l’opacité que de la transparence acoustique. C’est plus particulièrement le couplage entre résonateurs de différentes formes qui est l’objet de nos investigations. Notre étude nous a permis de comprendre que la diffraction est l’une des principales limitation à l’omnidirectionalité des performances d’opacité, que nous avons caractérisé au moyen d’un banc ultrasonore motorisé. Un tel phénomène de diffraction est dû à la présence d’un réseau, et nous proposons dans notre étude des solutions qui permettent de dépasser cette limitation. A partir de cette étude, nous avons ainsi pu transposer au domaine sonore les résultats obtenus pour les ultrasons, ce qui nous a permis de réaliser deux principaux types de dispositifs : des métamatériaux acoustiques aux fonctions de réflecteur d’une part et d’absorbant basses fréquences d’autre part. Enfin, l’étude en homogénéisation de ce type de structure a aussi révélé un effet de densité effective quasi-nulle, dont les applications vont du contrôle de front d’onde, à la furtivité acoustique. De tels résultats offrent un potentiel d’application dans de nombreux champs, que ce soit pour le bâtiment ,l’automobile, l’aéronautique, ou l’acoustique sous-marine
For more than twenty years now, Acoustic Metamaterials are experiencing a growing success, partlydue to exotic phenomena and their wide variety of extremely promising applications: “InvisibilityCloak” is the most vivid example of this. In this thesis, we report on designs of locally resonantacoustic metamaterials, that enable us to generate both sound opacity and transparency. It is moreparticularly coupling between resonators having different forms which is the focus of our work.This study permit us to understand that diffraction is one of the main limitation of omnidirectionalcapabilities involving locally resonant perforated plates, as supported by experimental investigationsrealized using a motorized ultrasonic set-up. We proposed solutions to overcome such a limitation,in the case where the opacity mechanism uses diffraction gratings. From this, we transposed theresults obtained in ultrasonic frequencies to the audible range, which permits us to develop twomain kinds of acoustic devices based on metamaterials: broadband reflectors and low-frequencyabsorbers. Finally, homogenization study of such structures revealed an effect of density near-zero,with applications from shaping wave front, to acoustic furtiveness. Such results paves the way forpromising applications in various field, including construction, automotive and aeronautical industries,submarine acoustics and so on