Version HTML de base
Actual i tés
53
Acoustique
&
Techniques n° 41
TRANSPORTS
2. Innovation dans les matériaux et
structures
En parallèle à la minimisation des sources
internes aux moteurs, une réduction
du bruit des aéronefs est également
attendue de la recherche par la mise en
place d’absorbants.
Les traitements acoustiques ne sont
actuellement employés que dans les
parties froides des moteurs et sont, de
plus, fondés sur des systèmes dits à
« impédances localisées ». Le besoin se
fait donc aujourd’hui sentir d’absorbants
« chauds », d’absorbants à réaction
non locale, ou à large bande, tout en
maintenant l’excellent niveau d’opérabilité
que présentent les absorbants actuels
(bas coût, faible masse spécifique,
maintenance aisée…). Lamise au point de
telles structures absorbantes nécessite
donc un gros effort technologique pour
transférer des solutions de laboratoire
vers des dispositifs industriels.
Pour optimiser finement les traitements
acoustiques, un effort de compréhension
théorique est nécessaire.
La compréhension fine des mécanismes
d’absorption et de leur interaction avec
l’écoulement aérodynamique notamment
aux forts niveaux reste à construire. Deux
axes de développement sont envisagés :
d’une part, l’optimisation des répartitions
d’impédances dans une manche à air
ou dans un conduit en vue de limiter le
bruit rayonné et, d’autre part, la mise au
point de modèles théoriques rendant
compte du couplage des mécanismes
d’absorption avec la couche limite
aérodynamique. Dans ce dernier
contexte, les mécanismes vibratoires
pourraient jouer un rôle additionnel à
l’absorption classique par frottement
fluide.
I l est nécessa i re d ’ éva l uer l es
pe r f o rmances acous t i ques e t
mécaniques de nouvelles technologies :
billes creuses, feutres métalliques, tôles
microperforées…L’opérabilité et la facilité
d’intégration de ces matériaux doivent
être évaluées. De nouvelles méthodes
de caractérisation expérimentale des
matériaux en présence d’écoulement
doivent aussi être mises au point.
L’initiative IROQUA permet de fédérer
les recherches fondamentales, à visée
applicative et industrielle. Elle permettra
donc l’émergence de technologies de
traitements acoustiques innovantes et
adaptées aux besoins industriels.
Contacts :
Yves Aurégan : yves.auregan@univ-Iemans.fr
Laurent Leylekian : laurent.leylekian@onera. fr
3. Innovation dans les technologies
actives
La prise en compte, dès la conception, de
critères acoustiques permet de réduire
à la source le bruit émis par les organes
d’un aéronef ; des matériaux absorbants
à proximité permettent ensuite d’atténuer
le bruit au début de sa propagation. Ces
techniques dites passives ont permis de
réduire le bruit des aéronefs aux cours
des dernières décennies mais, alors que
les aéronefs devront être toujours plus
silencieux, les compromis optimaux entre
les performances des organes et le bruit
produit ont parfois déjà été atteints. Les
techniques dites actives, qui font appel
à des sources auxiliaires pour combattre
un bruit indésirable, constituent une voie
prometteuse pour repousser les limites
du compromis entre performances et
bruit produit, d’autant plus que toutes
les sources de bruit aéroacoustiques
(soufflante, jet, combustion, gouvernes…)
sont susceptibles d’être combattues par
contrôle actif.
Les travaux les plus avancés en
contrôle actif du bruit extérieur des
aéronefs concernent la soufflante des
turboréacteurs. Plusieurs programmes
français (Réseau de recherche sur
l ’avion supersonique), européens
(SilenceR, Ranntac) ou américains y
ont été consacrés et des expériences
de contrôle en vraie grandeur ont été
menées au sol. Aujourd’hui les éléments
théoriques d’acoustique et d’automatique
nécessaires au contrôle sont à peu près
connus. Les difficultés concernent
plutôt la mise en oeuvre pratique et une
intégration complète et satisfaisante des
dispositifs de contrôle.
Le contrôle du bruit produit par le jet
des réacteurs a également été abordé
notamment via des expér iences
de laboratoire où différents types
d’act ionneurs sont ut i l isés pour
perturber le jet. Les mécanismes de
production de bruit par le jet sont
compliqués, l’interaction entre le jet et
les actionneurs auxiliaires est également
difficile à maîtriser. Les travaux menés à
l’heure actuelle privilégient une approche
phénoménologique du problème. Enfin
des expériences exploratoires ont été
menées en laboratoire pour l’application
de technologies actives contre des
sources de bruit aussi diverses que
des couches limites turbulentes, la
combustion ou le bang sonique.
Dans le cas du bruit de soufflante, l’enjeu
théorique est une compréhension plus
précise des modalités de propagation du
bruit en écoulement et de son contrôle,
ce qui suppose aussi bien des études
numériques qu’expérimentales. Les enjeux
sont ensuite d’ordre technologique avec,
entre autres, la réalisation nécessaire de
réseaux de sources linéaires conduisant
à de forts niveaux acoustiques.
Dans le cas du bruit de jet et des autres
sources, il s’agit d’abord de comprendre
finement les mécanismes responsables
de l’émission de bruit et les possibilités
d’interagir avec eux à l’aide d’actionneurs
auxiliaires. Les problèmes posés se
situent au carrefour de la mécanique
des fluides, de l’acoustique et de
l’automatique des systèmes.
Contacts :
Emmanuel Friot friot@lma.cnrs-mrs.fr
Florence Roudolff florenc :. roudolff@onera.fr
4. Comparaison et validation par
l’expérience
Pour élaborer des stratégies de réduction
des nuisances sonores du transport
aérien, les industriels ont besoin de
codes de calculs fiables et robustes ainsi
que d’installations d’essais adaptées et
performantes.
L’évaluation des performances des
outils numériques et expérimentaux
existants ou futurs est capitale pour
accompagner le développement des
innovations technologiques. Il convient de
mener des benchmarks expérimentaux
et numériques pour :
- confronter les codes de simulation sur
des cas tests ;
- valider les méthodes de réduction
mises au point en laboratoire ou sur
maquette,
- valider expérimentalement les méthodes
de prévision ;
- évaluer les performances des moyens
expérimentaux.