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Thèse soutenue

Modélisation et optimisation d'un résonateur harmonique passif pour la réduction du bruit harmonique à basse fréquence : application à un générateur de puissance diesel

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Auteur / Autrice : Hasan Hassoun
Direction : Denis Duhamel, Mohammad Hammoud, Jaafar Hallal
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
Date : Soutenance le 24/10/2023
Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Navier (Paris-Est)
Jury : Président / Présidente : Camille Perrot
Examinateurs / Examinatrices : Denis Duhamel, Thien-Phu Le, Emeline Sadoulet
Rapporteurs / Rapporteuses : Thien-Phu Le, Emeline Sadoulet

Résumé

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L'atténuation du bruit harmonique à basse fréquence est devenue un domaine de recherche de plus en plus important. Cette thèse de doctorat vise à optimiser un résonateur harmonique passif accordé et innovant pour réduire le bruit harmonique à basse fréquence. Les résonateurs harmoniques sont des amortisseurs acoustiques passifs constitués d'une structure où toutes les fréquences naturelles sont proportionnelles à une valeur donnée (valeurs liées harmoniquement) ; c'est-à-dire que le rapport entre deux fréquences naturelles est rationnel. Les résonateurs harmoniques classiques offrent des rapports successifs aux fréquences fondamentales: 1,2,3,4 etc. comme dans les résonateurs coniques et cylindriques à demi-onde, et les séries: 1,3,5,7 etc. comme dans les résonateurs quart d'onde. Cependant, le résonateur harmonique nouvellement conçu fournit des rapports successifs aux fréquences fondamentales, les séries: 1,1,5,2,2,5,3, etc. Le résonateur optimisé fournit généralement la série N(k)=N(k-1)+0.5 où N(k) est le numéro d'ordre et k est un nombre entier (k=1,2,3,4,5 etc.). Le processus d'optimisation du résonateur harmonique comprend la sélection des paramètres géométriques optimaux du col et de la cavité, qui sont directement liés aux fréquences de résonance visées. Le processus d'optimisation de la forme du résonateur conçu est réalisé à l'aide de la théorie analytique, de simulations numériques basées sur la méthode des éléments finis et de mesures expérimentales. Le résonateur harmonique optimisé sera utilisé pour réduire le bruit harmonique à basse fréquence émis par un générateur diesel. Ce dernier est l'une des sources les plus importantes de pollution sonore. Les générateurs diesel produisent de l'électricité en brûlant du carburant diesel comme source d'énergie principale. Ils se composent généralement d'un moteur diesel, d'un alternateur et d'un panneau de commande. Les moteurs diesel convertissent l'énergie du carburant diesel en énergie mécanique, qui entraîne les alternateurs. Les alternateurs convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique, qui alimente les appareils et les systèmes. Les résultats montrent la capacité du résonateur harmonique conçu à réduire le bruit harmonique à basse fréquence. Le résonateur proposé présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes existantes de contrôle du bruit à basse fréquence, comme le faible coût, la facilité d'intégration et la configuration passive. Il s'agit d'une solution efficace et rentable pour réduire les bruits harmoniques à basse fréquence tels que ceux émis par les générateurs diesel.