Etude vibroacoustique des matériaux poreux par éléments finis

• Auteur / Autrice : Nicolas Dauchez
• Direction : Sohbi Sahraoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Le Mans en cotutelle avec Université de Sherbrooke (Québec, Canada)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Anisotropie

Vibrations

Propriétés acoustiques

Matériaux poreux

Résumé

Le travail presente est une analyse critique des elements finis poroelastiques bases sur la theorie de biot, permettant la simulation du comportement vibroacoustique des materiaux poreux a squelette deformable (mousses polymeres, en particulier). Dans un premier temps, une etude de convergence montre que les criteres de maillage, habituellement utilises pour les elements monophasiques, s'appliquent eu egard aux longueurs d'onde de biot, mais restent insuffisants pour des applications tridimensionnelles. Une deuxieme partie est consacree a la validation experimentale. Une attention particuliere est portee sur la caracterisation experimentale des materiaux. La premiere validation concerne la mesure d'impedance en conduit d'un echantillon resonnant. Differentes conditions aux limites sont realisees afin de tester la validite des lois de comportement isotrope ou isotrope transverse pour le squelette. La deuxieme validation porte sur la vibration d'une plaque amortie par collage d'une couche poreuse. Bien que les tendances soient bonnes, la difficulte a caracteriser le comportement mecanique du squelette est mise en relief. Dans la derniere partie, on s'interesse a l'analyse du comportement des materiaux poroelastiques. Un calcul de la repartition des puissances dissipees et reactives est developpe a partir de la formulation par elements finis. Applique au cas d'une couche poreuse collee a une plaque, il permet de montrer l'importance de la dissipation due a la viscoelasticite du squelette. Un modele de plaque equivalente, considerant la couche poreuse comme un milieu viscoelastique, sujet au cisaillement, a ete developpe. Les bons resultats obtenus permettent un allegement consequent des calculs en ce qui concerne le comportement vibratoire de cette structure.