Thèse soutenue

Analyse théorique et expérimentale de l'efficacité de mousse de carbone pour génération acoustique dans des milieux visqueux
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Auteur / Autrice : Pierre, Henri Guiraud
Direction : Olivier Bou Matar-LacazeStefano Giordano
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Micro et nano technologies, acoustique et télécommunications
Date : Soutenance le 20/11/2020
Etablissement(s) : Centrale Lille Institut
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Institut d’Électronique- de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520 / IEMN
Jury : Président / Présidente : Franck Levassort
Examinateurs / Examinatrices : Juliette Pierre, Philippe Pernod, Raphael Lardat, Philippe Coquet, Philippe Pouliguen
Rapporteurs / Rapporteuses : Diana-Georgiana Baltean, Pierrick Lotton

Résumé

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Les transducteurs électroacoustiques ainsi que les dispositifs piézoélectriques sont les principales méthodes de génération acoustique dans un gaz ou un liquide. Un mouvement mécanique d’une membrane crée une vibration du fluide générant une onde acoustique. La thermoacoustique en revanche utilise des variations rapides de température d’un matériel pour exciter un fluide. Ces changements thermiques rapides créent une compression dilatation de l’air qui va générer une onde acoustique. De tels matériaux sont appelés thermophones. Dans cette thèse une vaste revue de littérature est présentée et un modèle innovant multicouche de génération thermoacoustique en est déduit. Ce modèle est résolu pour la génération d’ondes planes, cylindriques et sphériques. Un second modèle basé sur une hypothèse dite de deux températures est aussi créé pour représenter de façon plus fidèle la génération thermoacoustique dans un milieu poreux épais. Une analyse étendue des résultats découlant de ces modèles est ensuite faite permettant la compréhension des forces, faiblesses et particularités des thermophones par rapport aux transducteurs traditionnels. Enfin une analyse expérimentale de mousses carbonées en partenariat avec CINTRA Singapour est présentée. Cela permet la validation des modèles théoriques et procure une compréhension expérimentale sur la manipulation de ce type de matériaux flexibles et légers mais fragiles, ainsi que leurs potentielles applications scientifiques et commerciales.