Conception et fabrication de matériaux poreux anisotropes à gradients de propriétés incorporant des résonateurs pour l’absorption du son
Auteur / Autrice : | Théo Cavalieri |
Direction : | Jean-Philippe Groby, Vicente Romero-Garcia, Gwénaël Gabard, Marie Escouflaire |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Acoustique |
Date : | Soutenance le 03/05/2021 |
Etablissement(s) : | Le Mans |
Ecole(s) doctorale(s) : | Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'acoustique de l'Université du Mans |
Jury : | Président / Présidente : Valentin Leroy |
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Groby, Vicente Romero-Garcia, Gwénaël Gabard, Marie Escouflaire, Valentin Leroy, Bart Van Damme | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Nicolas Dauchez, Kirill Horoshenkov |
Mots clés
Résumé
Le contrôle et l’atténuation des ondes sonores sont d’une importance prédominante dans de multiples disciplines et industries. Les matériaux poreux font partie des solutions conventionnelles pour répondre à ces besoins, et sont attractifs par leurs faibles coûts de fabrication et leurs vastes performances acoustiques. En revanche, seuls des matériaux de grande épaisseur permettent d’absorber les fréquences les plus basses, ce sont alors les structures résonantes, plus complexes, qui sont privilégiées. En parallèle, les avancées dans le domaine de la fabrication additive permettent désormais l’accès au grand public de technologies d’impression tridimensionnelle. Cette thèse s’inscrit au sein de ces différentes thématiques, et propose des outils de modélisation, de fabrication, et d’optimisation de matériaux poreux et multi-résonants. Ces matériaux sont constitués d’un arrangement périodique de pores à géométrie simple qui leur confère des propriétés anisotropes. Leur modélisation est effectuée par une approche d’homogénéisation multiéchelles. Des méthodes numériques permettent de concevoir et d’optimiser des matériaux poreux dont la géométrie varie dans l’espace et permettent d’obtenir des propriétés physiquesoptimales pour l’absorption du son. Différents procédés de fabrication additive sont utilisés afin de construire des échantillons, puis des techniques d’imagerie permettent d’attester la présence de défauts de fabrication et de les quantifier. Enfin, un traitement multi-résonant incorporant des résonateurs périodiques désaccordés au sein d’une matrice poreuse anisotrope est fabriqué et validé expérimentalement.