Modélisation acoustique basses fréquences de cavités en présence d'absorbants sur parois rigides ou élastiques

Acoustic modeling of cavities in low frequency domain with absorbent materials on elastic or rigid structure

• Auteur / Autrice : Anne Bardot
• Direction : Jean-Michel Ville
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique appliquée, acoustique et matériaux
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyuréthanes

Son -- Absorption

Matériaux poreux

Simulation par ordinateur

Automobiles

Éléments-frontières, Méthode des

Interaction fluide-structure

Impédance acoustique

Résumé

Ces travaux concernent l'amélioration de la compréhension physique et la modélisation des phénomènes vibro-acoustiques de cavités en présence de matériaux absorbants en vue d'améliorer la modélisation vibro-acoustique d'un habitacle automobile pour des problèmes de bourdonnement [50-200Hz]. La caractérisation acoustique des matériaux absorbants, plus particulièrement des matériaux polyuréthanes est basée sur une procédure originale associant mesures et modèle de Biot pour caractériser l'impédance acoustique des matériaux en basses fréquences, sous l'incidence d'ondes planes normales ou obliques. La validation du modèle de Biot par les mesures directes en conduit (incidence normale) nous permet d'extrapoler les résultats sous l'incidence oblique dans l'hypothèse d'un matériau considéré isotrope. La modélisation acoustique des cavités a été réalisée à l'aide des méthodes par éléments finis de frontière. La prise en compte de ces matériaux passe par une notion originale ''d'impédance acoustique modale'' associée à la répartition spatiale du champ acoustique dans la cavité. Cette approche ne permet pas de définir le champ acoustique exact mais tient compte des variations d'impédance en se basant sur un modèle de boite parallélépipédique. La condition liùite des matériaux absorbants sur parois élastiques peut être représentée à l'aide d'un modèle associant vitesse de la paroi élastique et impédance acoustique du matériau sur fond rigide pour le problème spécifique des basses fréquences. La validation expérimentale du modèle a permis de comprendre les mécanismes de couplage fluide-structure mis en jeu. Ces premiers résultats contribuent à la modélisation acoustique de cavités et ouvrent des perspectives d'application pour le modèle acoustique d'habitacle en présence des matériaux d'habillage.