Version HTML de base
10
8
e
CFA - Tours 2006
Acoustique
&
Techniques n° 45
Point 5 : Méthodes de réduction
- contrôle actif : d’abord limité aux vibrations, puis à l’acoustique,
le procédé a fait l’objet de recherches en vibroacoustique ;
voir en particulier les travaux de l’ISVR, de l’ONERA et du LMA-
CNRS Marseille [17] [18].
- contrôle passif par matériaux poreux : les modèles à cinq
paramètres de Biot caractérisant le matériau ont été introduits
dans les logiciels d’éléments finis : travaux de l’UTC, LAUM,
Gauss Sherbrooke [19].
- contrôle mixte actif-passif, développé au LMFA (ECL) [20].
- utilisation de matériaux intelligents. Les études utilisant ce
type de matériaux pour la vibroacoustique sont en cours à
l’ONERA et au CNAM-LMSS.
Point 6 : Qualité sonore et vibroacoustique
Lier les paramètres physiques à la perception auditive,
développer des études sur le design sonore est un sujet
d’actualité complété par les aspects «agréments». Nous
renvoyons le lecteur à l’article de G. Canevet et al [21] et aux
études du GDR Acoustique des transports.
En synthèse de ces aspects historiques,
nous voudrions
souligner plusieurs points :
- A la suite du développement des méthodes numériques,
de nombreux industriels disposent maintenant d’outils qu’ils
estiment
a priori
suffisants pour aborder des problèmes
concrets dans les domaines BF, MF, HF. Bien évidemment,
l’aspect formation est essentiel mais en France notamment,
les cours de vibroacoustique en écoles d’ingénieurs se
comptent sur les doigts d’une seule main. C’est un premier
handicap, pallié en partie par des formations spécifiques
réalisées par les créateurs de logiciels. Le deuxième handicap
est lié à la méconnaissance des phénomènes physiques de
base. Enfin, le troisième handicap concerne la confiance des
jeunes générations dans l’approche numérique et l’absence
d’interprétation critique des résultats obtenus.
- Les expériences réalisées sont souvent aujourd’hui limitées à
une confrontation théorie-expérience, dite phase de validation,
absolument nécessaire mais insuffisante. Remettre en cause
la modélisation, les hypothèses, rechercher les phénomènes
importants quelquefois noyés dans une masse d’informations
mal exploitées est une démarche scientifique classique, fondée
sur l’humilité. Quel que soit le type de systèmes, nous devons
détecter les phénomènes les plus dangereux. Les connaître
permet d’agir d’une façon plus efficace avec le contrôle actif
et passif.
- Les outils expérimentaux utilisant des algorithmes de
nature linéaire présentent aujourd’hui les mêmes richesses
potentielles que les méthodes numériques. Ils ont tendance
à nous faire mettre de côté nos cinq sens auxquels on peut
ajouter le bon sens. Par exemple, la localisation des fuites si
souvent présentes sur des objets réels, nécessite-elle une
antenne avec logiciel approprié ou … le bon stéthoscope
de Leannec. Les plus malins connaissent la réponse ; par
ailleurs, localisation et quantification des sources ne font
pas encore bon ménage. Sur ce point, en résumé, ne faut-
il pas prendre le temps d’observer, de sentir, de toucher
et réfléchir afin de bien utiliser ces moyens modernes
indispensables ?
- Points à développer (liste non exhaustive) :
- de nombreux problèmes pratiques échappent au schéma
linéaire et le couplage avec la tribologie n’est pas encore
bien réalisé. L’étude des contacts roue-rail, pneumatiques-
chaussée fait l’objet de nombreux travaux, mais que de chemin
à parcourir pour bien comprendre ces questions.
- l’interaction fluide-structure met en jeu des paramètres et
fonctions difficilement accessibles par la mesure. C’est ainsi
que l’on ne sait pas accéder aux pressions pariétales externes
sur un avion ou un TGV. Le développement des méthodes
inverses et l’utilisation d’antennes fixes (tout au moins pour le
TGV) constituent des voies intéressantes.
- quels sont les chemins de propagation des énergies
vibratoires et acoustiques ? Il semble que les méthodes
mises au point donnent de bons résultats pour la détection
des chemins vibratoires sur un véhicule routier (automobile
– camion) [22]. Ce n’est pas le cas pour d’autres secteurs
industriels déjà évoqués.
- le développement d’études vibroacoustiques sur les systèmes
hétérogènes est souhaitable. La présence de vitrages, de
hublots, les variations d’épaisseur, le comportement de
structures composites multicouches finies (3D) sont autant
d’exemples concrets pour lesquels nous devons faireœuvre de
recherche sur le plan de la compréhension des phénomènes
et leur prévision.
- les procédures pour estimer la qualité sonore sont bien en
place. Une approche globale multi-sensorielle, décrivant les
interactions entre l’audition et les autres sens, nécessiterait
sans doute la prise en compte de la cognition animale, domaine
quelque peu délaissé en France.
Les phénomènes physiques importants :
Pièges à éviter
La connaissance de ces phénomènes a été pour l’essentiel
acquise grâce aux méthodes analytiques. Elle s’avère
importante pour tester un logiciel sur des objets de forme
simple, détecter les zones fréquentielles dangereuses et
enfin, agir à bon escient pour réduire bruits et vibrations. Nous
n’allons ici considérer que quelques éléments, permettant de
souligner des pièges assez classiques et l’importance des
effets de coïncidence spatiale.
Singularités fréquentielles et tendance des lois de
transmission
Comportement des plaques en flexion pure
Pour les plaques infinies, séparant deux champs libres avec
excitation par ondes planes, la courbe TL (transmission loss)
présente une croissance de 6 dB/octave jusqu’à la fréquence
de coïncidence (f
coin
) puis au-delà une pente de 18 dB/octave :
Cremer [3] (1942). Si la plaque sépare deux champs diffus,
croissance de 6 dB/octave jusqu’à la fréquence critique f
c
puis 9 dB/octave au-delà de f
c
: London [23] (1949). Pour une
plaque finie, les courbes précédentes constituent le squelette
du phénomène de transmission avec en outre une singularité
à la première fréquence propre de plaque (f
11
) et la présence
de fréquences de pseudo-coïncidences comprises dans la
Vibroacoustique : Évolutions et perspectives