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Spécial “ CFM 2007 ”
23
Acoustique
&
Techniques n° 50
Identification de sources acoustiques sur un moteur essence par méthodes de cohérences
L’analyse en composantes principales des capteurs de
réponse a permis de déterminer que la source virtuelle
prépondérante participait très majoritairement au bruit moteur
pour l’ensemble de la plage de fréquence étudiée (0-6kHz) : les
contributions des sources virtuelles 1 et 2 au bruit moyenné
sur les capteurs de réponse sont présentées sur la figure 2.
L’analyse de la signature de la source prépondérante paraît
alors suffisante et permet d’identifier, lorsque c’est possible,
les sources réelles en cause.
Illustration académique sur le moteur à l’arrêt
Une expérience académique a été réalisée dans le but
d’illustrer les outils présentés dans la partie précédente. Un
pot vibrant a été positionné verticalement au niveau du carter
d’huile, de manière à utiliser le moteur comme un radiateur
acoustique. Le dôme de mesure de 17 microphones a permis
d’enregistrer le bruit généré par ce dispositif. Dans le but
d’introduire une seconde source, le contact moteur a été établi,
ce qui génère un bruit parasite au niveau du boîtier papillon.
Le signal envoyé au pot vibrant a été enregistré comme une
première référence, et un signal de tension capté au niveau
du boîtier papillon a été considéré représentatif du bruit
parasite. Sur la figure 3 est représentée la densité spectrale
du bruit moteur (moyenne des spectres des 17 microphones),
et le même spectre conditionné en cascade par le signal
envoyé au pot vibrant puis par le signal ”boîtier papillon”.
Dans une plage allant de 1 à 8 kHz, le conditionnement par
le signal pot vibrant permet de faire chuter le niveau de 20
à 25 dB excepté sur les harmoniques du bruit parasite,
qui sont elles-mêmes complètement atténuées par un
conditionnement additionnel par le signal boîtier papillon.
En basses fréquences, particulièrement en dessous de 500
Hz, les conditionnements par les deux références sont sans
effets, la source prépondérante étant le bruit de fond (bruits
des systèmes d’éclairage et de ventilation) dont le spectre
est tracé en vert.
Une analyse en sources virtuelles permet d’extraire un
diagramme signature de la source virtuelle prépondérante
(cf. figure 4). En bleu est tracé le bruit global, en vert le
bruit de fond, en rouge la contribution de la source virtuelle
prépondérante et en noir la contribution des autres sources
virtuelles, au nombre de 16 (l’analyse est faite sur les 17
microphones, on extrait donc au total 17 sources virtuelles).
Sur le diagramme sont représentées les cohérences des deux
références avec la source virtuelle prépondérante.On identifie
facilement le pot vibrant comme étant la source prépondérante
entre 500 Hz et 5 kHz, excepté sur deux harmoniques à 1 et
2 kHz pour lesquelles la source prépondérante est le boîtier
papillon.
On constate qu’en basses fréquences, la
source prépondérante n’est représentée
par aucune des deux références ;
lorsqu’on compare le bruit total avec le
bruit de fond, on constate que la source
prépondérante n’est autre que le bruit
résiduel enregistré par les microphones
lorsque le contact n’est pas établi et le
pot vibrant non alimenté.
Application au moteur en
fonctionnement
Analyse des sources
La première étape de la méthodologie
consiste en l’analyse des différentes
sources potentielles sur l’objet étudié.
Fig. 3 : Conditionnement du bruit émis par le moteur excité artificiellement
par le signal alimentant le pot vibrant et par le signal boîtier papillon
(contact moteur établi). En bleu : spectre de bruit total. En rouge : spectre
conditionné par le signal du pot vibrant. En noir : spectre conditionné
par le signal pot et le signal boîtier papillon. En vert : bruit de fond
Fig. 4 : Signature du moteur - excitation artificielle,
contact moteur (présence du bruit boîtier
papillon). En bleu : spectre de bruit total. En
rouge : contribution de la source virtuelle
prépondérante. En noir : contribution des autres
sources virtuelles. En vert : bruit de fond.