Diminution du coefficient de transmission acoustique d'une paroi à l'aide d'amortisseurs piézoélectriques semi-passifs

par Thibaut Richard

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Daniel Guyomar.

Soutenue en 2007

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Ces dernières années, les applications mettant en œuvre des matériaux piézoélectriques se sont considérablement développées. Parmi elles, le contrôle acoustique et le contrôle vibratoire constituent un véritable enjeu scientifique et technologique dans un nombre croissant de domaines tels que l’automobile, le bâtiment, l’aéronautique, l’instrumentation, etc. L’objectif du travail présenté dans ce document est de réduire le bruit, transmis à travers une large paroi, sur laquelle ont été fixés plusieurs inserts piézoélectriques, et soumise à une excitation complexe multimodale. Il utilise des techniques dérivant toutes des méthodes d’amortissement vibratoire SSD (Synchronised Switch Damping), développées précédemment au LGEF. Elles consistent à introduire des non linéarités fortes sur la tension générée par des inserts piézoélectriques fixés sur une structure, qui ont pour effet d’augmenter considérablement l’effet de conversion électromécanique de ces inserts. Elles sont qualifiées de semi-passives parce qu’elles ne nécessitent pas ou très peu de source d’énergie externe mais effectuent cependant un traitement intelligent de la tension. Le dispositif expérimental principal utilisé durant ce travail est une boîte en bois, au bout de laquelle est fixée une plaque en acier, mise en vibration au moyen d’un haut-parleur. Une stratégie pour positionner et dimensionner les inserts piézoélectriques sur la structure est étudiée. Un modèle analytique, qui permet d’appréhender le mécanisme du couplage électromécanique d’un tel dispositif expérimental, ainsi qu’un modèle “ éléments finis ” de la paroi sont aussi présentés, et leurs résultats comparés aux résultats expérimentaux.


  • Résumé

    In recent years, applications implementing piezoelectric materials expanded considerably. Among them, control noise and vibration controls a real issue of science and technology in a growing number of areas such as automotive, construction, aerospace, instrumentation, etc. . . The work presented in this paper is part of the general case of acoustic control of a wide wall. The goal is ta reduce noise transmitted through a wide wall, on which several piezoelectric inserts are embedded, and on which a complex multimodal excitation is performed. It uses techniques derived all from SSD methods (synchronized switch damping), developed earlier in LGEF. They consist in introducing high non-linearities on the voltage generated by piezoelectric inserts attached to a structure, leading to greatly increase the electromechanical conversion of these inserts. They are called semi-passives because they require no or very little external power source but however they perform smart processing of voltage. The principal experimental set-up used during this work is a wood en box, at the end of which is fixed a steel plate, exciting through a loudspeaker. A strategy for positioning and sizing piezoelectric inserts on the structure is studied. An analytical model, which helps to understand the mechanism of electromechanical coup ling of such an experimental, and a finite element model of the wall are also presented, and their results compared to the experimental ones.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (124 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 117-121

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3290)
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