Outils de prédiction numérique pour l'optimisation des stratégies de contrôle du bruit à la source

• Main Author: Foin, Olivier
• Other Authors: Nicolas, Jean
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 1999
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1704

L'objet principal de ce doctorat est le développement de techniques numériques permettant la réduction des nuisances sonores dues à la vibration de structures résonantes. Pour ce faire, des formulations théoriques originales ont été développées, puis implantées dans des codes numériques. Les résultats obtenus par ces codes ont fait l'objet d'une analyse minutieuse afin de dégager les principes physiques qui permettent de diminuer le rayonnement acoustique d'une structure soumise à des vibrations stationnaires. Dans le cadre de l'étude de l'amortissement d'une structure par l'ajout de matériaux viscoélastiques, une formulation théorique originale a été développée: elle traite le cas d'une plaque rectangulaire, bafflée, simplement appuyée et couverte par un traitement partiel, constitué d'une couche viscoélastique et d'une couche rigide. L'analyse des résultats a permis de mettre en évidence les points suivants: (1) L'existence d'un module d'Young optimum de la couche viscoélastique, qui entraîne un amortissement maximum des vibrations de la structure, a été montrée. (2) Dans le cas où l'on considère un traitement viscoélastique qui ne couvre qu'une partie de la plaque, on remarque que l'augmentation d'amortissement est une fonction logarithmique du pourcentage de couverture, ce qui signifie que l'amortissement augmente beaucoup entre 0% et 25% de couverture alors que la différence est très faible entre 75% et 100%. (3) Une méthode est proposée pour optimiser la position de la couverture partielle sur la plaque de base, pour les premiers modes de structure. Cette méthode consiste à rechercher les zones qui vont maximiser les déformations de cisaillement transversal dans la couche viscoélastique, car elles sont principalement responsables de la dissipation d'énergie. Pour les modes de haut-ordre, la position de la couverture importe peu, car la dimension de la couverture étant très supérieure à la longueur d'onde structurale, la même efficacité est obtenue quelle que soit la position de la couverture sur la plaque. Afin d'étudier l'isolation acoustique procurée par l'ajout d'un matériau de masquage sur une structure immergée dans l'eau, un modèle théorique a également été développé. La structure considérée est une plaque rectangulaire, bafflée, simplement appuyée et recouverte par un matériau de masquage. L'analyse des résultats montre que l'isolation obtenue par le matériau de masquage croit en fonction de la fréquence. De plus, la diminution de la rigidité du matériau de masquage améliore l'isolation acoustique de manière uniforme. La troisième partie de ce doctorat est consacrée au développement d'une méthode qui permet l'évaluation numérique du champ acoustique rayonné par une structure, à partir de la mesure de son champ de déplacement. Cette méthode a fait l'objet de nombreuses validations qui ont permis de montrer que bien qu'elle soit définie pour des structures planes, elle donne encore des résultats précis pour des structures avec une légère courbure."--Résumé abrégé par UMI