Développement d'un traitement acoustique basses-fréquences à base de résonateurs d'Helmholtz intégrés à membrane électroactive

Low frequency acoustic treatment based on integrated helmoltz resonators with electroactive membrane

• Auteur / Autrice : Ahmed Abbad
• Direction : Morvan Ouisse, Noureddine Atalla
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'Ingénieur
• Date : Soutenance le 22/02/2018
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec Université de Sherbrooke (Québec, Canada)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-2024)
• Jury : Président / Présidente : Manuel Collet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Morvan Ouisse, Noureddine Atalla, Manuel Collet, Philippe Micheau, Kanty Rabenorosoa, Olivier Doutres
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Manuel Collet, Philippe Micheau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contrôle actif du bruit et des vibrations

Mots clés libres

Contrôle du bruit

Traitement acoustique

Inclusion active

Contrôle actif

Résonateur de Helmholtz

Métamatériaux

EAP

Contrôle passif

Structures périodiques

Noise control

Acoustic treatment

Active inclusion

Active control

Helmholtz resonator

Metamaterials

EAP

Passive control

Periodics structures

Résumé

Ce projet de doctorat consiste en la proposition d'une solution technologique d'un résonateur de Helmholtz adaptatif à volume variable, permettant ainsi de s'affranchir du caractère mono-fréquentiel des résonateurs de Helmholtz passifs. Le réglage de volume s'effectue grâce à l'utilisation d'une membrane en polymère électroactif (EAP), permettant ainsi d'accorder les résonances du résonateur de Helmholtz. Le comportement mécanique de ces matériaux est modifié lorsqu'ils sont stimulés par un champ électrique. Des améliorations significatives en perte par transmission acoustique sont obtenues en basses fréquences par deux effets: la variation de raideur de la membrane et l'augmentation de volume due à la déformation de la membrane. Des études numériques, analytiques et expérimentales sont réalisées pour déterminer le potentiel des concepts proposés. Enfin, une structure périodique contenant 9 résonateurs adaptatifs à membranes électroactives est étudiée en champs diffus permettant d'évaluer les performances acoustiques du concept distribué.

This main goal of the project consists in proposing a technological solution of an adaptive Helmholtz resonator with variable volume, which allows to overcome the mono-frequency character of passive Helmholtz resonators. The volume control is achieved by the use of an electroactive polymer membrane (EAP), allowing the resonances of the Helmholtz resonator to be tuned. The mechanical behavior of these materials changes when they are stimulated by an electric field. Significant improvements in acoustic transmission loss are obtained at low frequencies by two effects: the variation of stiffness of the membrane and the increase of volume due to the deformation of the membrane. Numerical, analytical and experimental studies are carried out to determine the potential of the proposed concepts. Finally, a periodic structure containing 9 adaptive resonators with electroactive membranes is studied in diffuse fields to evaluate the acoustic performances of the distributed concept.