Effet non linéaire d'auto-démodulation d'amplitude dans les milieux granulaires : théories et expériences

• Auteur / Autrice : Vincent Tournat
• Direction : Bernard Castagnède
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Le Mans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anisotropie

Ondes de cisaillement

Ondes sonores -- Diffusion

Modulation d'amplitude

Acoustique non linéaire

Milieux granulaires

Résumé

Dans ce travail, le fonctionnement de l'antenne paramétrique dans les milieux granu- laires non consolidés est étudié. L'antenne paramétrique en émission met en jeu un effet d'acoustique non linéaire qui peut s'interpréter comme une auto-démodulation d'am- plitude. Plusieurs modèles d'antenne paramétrique sont développés afin de prendre en compte les phénomènes d'absorption, de diffusion, de dispersion de vitesse, ou encore le caractère évanescent des modes acoustiques. Des expériences de propagation solidienne dans des assemblages désordonnés de billes de verre sont réalisées, et elles sont en ac- cord qualitatif avec les prédictions théoriques. Des ondes de cisaillement sont utilisées en émission pour la première fois, et permettent de générer, par auto-démodulation, des ondes longitudinales de basses fréquences. Ce phénomène de dilatance non linéaire est mis en évidence dans plusieurs configurations expérimentales et est très sensible à l'anisotropie non linéaire du réseau de chaînes de force.

In this thesis, opération of the parametrie antenne in unconsolidated granuler mate- rials is studied. The parametrie antenne, widely used in underwater acoustics, involves a nonlinear acoustie effect that can be interpreted as an amplitude self-demodulation Several models of parametrie antenna are developed to take into account absorption, scattering, or dispersion phenomena, as well as évanescent feature of the waves. Experiments in disordered packings of glass beads, in qualitative agreement with theoretical prédictions are performed. Shear waves for emission are used for the first time, and produce a low frequency demodulated longitudinal signal. This nonlinear dilatancy phenonienon is tested in different expérimental configurations and is shown to be very sensitive to the nonlinear anisotropy of the force chains network.