Etude numérique et expérimentale du comportement vibroacoustique d'une cavité parallélépipédique jusqu'en moyennes fréquences, avec prise en compte d'un traitement absorbant. Considérations en vue du contrôle actif du bruit

par Christian Glandier

Thèse de doctorat en Sciences mécaniques pour l'ingénieur

Sous la direction de Mohamed Ali Hamdi.

Soutenue en 2001

à Compiègne .


  • Résumé

    La première partie de ce mémoire présente des travaux sur la validation expé-rimentale des méthodes de calcul vibroacoustique par éléments finis de frontière (logi¬ciel Rayon) et par synthèse modale, pour une cavité parallélépipédique de dimensions 1,45 x 1,05 x 0,75 m, jusqu'en moyennes fréquences (de 50 à 1000 Hz : plus de 160 modes acoustiques en condition rigide). Un dispositif expérimental a été réalisé à partir de panneaux en béton et d'une plaque élastique en acier (0,75 x 0,22 m, épaisseur 1,5 mm ; 23 modes de 50 à 1000 Hz). Un matériau poreux (mousse de mélamine "Illtec") de 30 mm d'épaisseur appliqué en paroi permet d'amortir les résonances acoustiques. Deux cas de figure sont rete¬nus : absorption faible (une paroi traitée) et absorption forte (5 ou 6 parois traitées). Dans un premier temps, le matériau est modélisé par une condition d'impédance locali¬sée. Trois types d'excitation sont considérés : sources acoustiques en paroi, forces ponctuelles sur la structure et source acoustique externe. Les deux méthodes de calcul sont en très bon accord pour tous les cas étudiés. Pour une paroi traitée, la concordance calcul / essai est bonne de 50 à 1000 Hz. Pour 5 ou 6 parois traitées, le calcul sous-estime l'absorption : le modèle d'impédance localisée est mal adapté à la description d'un matériau mince de faible résistance au flux d'air. Un modèle de type "fluide équivalent" permet l'obtention de meilleurs résultats. La seconde partie est consacrée au contrôle actif du bruit dans la cavité, pour un champ primaire engendré soit par une source en paroi, soit par une source externe. Une stratégie d'optimisation des positions des actuateurs pour le contrôle global est présentée : elle vise la minimisation de l'énergie potentielle acoustique sur la bande de 50 à 1000 Hz, sous pondération A. Sous absorption forte, le contrôle global par sources acoustiques est impossible au-dessus de 400 Hz. L'analyse montre également l'importance à accorder à l'optimisation du nombre et de la position des microphones d'erreur pour le contrôle global. Pour une excitation par transparence, le contrôle par forces ponctuelles sur la paroi flexible s'avère plus efficace que le contrôle par sources acoustiques. La comparaison de synthèses de contrôle actif à partir des fonctions de transfert mesurées et calculées fait apparaître une bonne concordance.


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  • Détails : vi-173 p.
  • Notes : Autorisation de reproduction par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 163-167

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