L’objectif de l’équipe Acoustique et Vibrations consiste à développer et mettre en œuvre des modèles numériques et des outils expérimentaux pour l’optimisation du comportement vibroacoustique des structures en vue d’un meilleur confort acoustique.
Les activités de l’équipe acoustique et vibrations du laboratoire Roberval sont centrées principalement autour des problèmes de nuisances sonores et des vibrations de structures.
Elles couvrent un large spectre de thématiques scientifiques que l’on peut identifier selon deux grands axes de recherche :
On s’intéresse ici à la génération, la propagation et le rayonnement des ondes acoustiques dans des conduites en présence (ou non) d’écoulement. Le type d’applications visé concerne essentiellement le rayonnement du son en extrémité de conduits : traitement acoustique dans les entrées d’air de réacteurs d’avion, systèmes de conditionnement d’air, dans l’automobile et le bâtiment.
Ce deuxième axe comprend une action de recherche centrée autour des matériaux acoustiques, en particulier les matériaux poreux et les matériaux structurés, l’étude vibratoire des structures complexes (structures composites, feuilletées, périodiques), et le développement de méthodes numériques adaptées au calcul à moyennes et hautes fréquences.
Cet axe constitue une référence de la compétence historique de l’équipe par ses deux volets numérique et expérimental. Il présente toujours un grand intérêt dans le domaine des transports (aéronautique, automobile) et dans le secteur du bâtiment (climatisation). Jusqu’à présent, nos efforts se sont portés sur l’aspect propagation guidée et rayonnement. Nous avons étendu depuis peu cet axe vers la génération de bruit et vibrations par l’écoulement en présence d’obstacles.
Les matériaux poreux et structurés sont connus pour leur propriété d’absorption du son, due à leur porosité élevée et à une taille de pores de l’ordre du dixième de mm. Les travaux de recherche s’attachent d’une part aux propriétés homogénéisées nécessitant une description de la microstructure, et d’autre part aux propriétés de ces matériaux dans un contexte vibro-acoustique, où leur environnement sollicite également leurs propriétés viscoélastiques.
En ce qui concerne les vibrations des structures complexes, les travaux portent sur le développement des méthodes spécifiques (semi-analytiques et/ou numériques) pour le calcul de transmission à travers des structures multicouches de type élastique-matériau poro/viscoélastiques, mais également sur le rayonnement vibro-acoustique des structures, ou encore sur la génération et le rayonnement vibro-acoustique des transformateurs et bobines électriques, et enfin sur la dynamique vibratoire non-linéaire des soufflets métalliques multicouches.
Enfin, le développement de méthodes numériques adaptées au calcul à moyennes et hautes fréquences fait également partie des préoccupations de l’équipe avec le développement des éléments finis spéciaux dont les fonctions d’interpolation sont enrichies par des solutions particulières de l’équation d’onde (ondes planes). Des travaux sont actuellement en cours sur le développement de la méthode des éléments finis enrichis (Partition of Unity Finite Element Method, PUFEM) pour la simulation des champs acoustiques tridimensionnels en présence de matériaux absorbants.
Emmanuel Perrey-Debain
Tél : 03 44 23 46 41
Mail : emmanuel.perrey-debain@utc.fr
Marion Risbet
Tél : 03 44 23 79 75
Mail : Direction Roberval