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Spécial “ Acoustics’08 ” - Part II77
Acoustique
&
Techniques n° 54-55
Les mousses actives : une solution pour l’amélioration de l’absorption acoustique aux basses fréquences
Ceci indique que l’efficacité et donc l’optimisation des
mousses actives sont fortement reliées à la forme du
PVDF ainsi qu’à la forme et aux propriétés de la mousse.
On comprend bien que la variabilité des géométries et des
formes rend toute optimisation empirique particulièrement
longue et délicate. Un code numérique par élément fini 3D
pour la modélisation des mousse actives a été développé
afin d’approfondir la compréhension des phénomènes
physiques impliqués dans le contrôle et la dissipation,
mais aussi de permettre de mener une étude prospective
d’optimisation de la forme et des propriétés des matériaux
absorbants employés. La présentation vulgarisée de ce
code est donnée sur internet à l’adresse :
http://www.acoustics.org/press/155th/leroy.htm.
L’apparition de nouveaux types d’actionneurs
potentiellement utilisables dans la conception des
mousses actives, comme les électro-élastomères ou
polymères diélectriques [13], pourraient permettre
d’envisager un gain d’efficacité considérable sur les
niveaux de pression incident contrôlables. Toutefois, les
problèmes liés aux non-linéarités risquent d’apporter leur
lot de contraintes et de limitations.
Conclusion
Cette étude expérimentale vise la compréhension du
comportement et des limitations de trois prototypes de
mousse active. Pour ce qui est du mécanisme de contrôle
dans les basses fréquences, il apparaît que le déplacement
de l’actionneur doit être en phase avec le déplacement
particulaire de l’air à la surface de la mousse.
Il est possible d’absorber une pression incidente de 103 dB
à 100 Hz en contrôle adaptatif avec une fréquence pure.
Avec un bruit blanc, il est possible d’avoir un coefficient
d’absorption supérieur à 0,95 à partir de 300 Hz pour une
pression incidente de 100 dB. Quatre paramètres sont
fondamentaux dans la conception et l’optimisation des
mousses actives. Le premier est l’absorption passive. Elle
détermine la plage d’utilisation du contrôle. Le deuxième
est le débit de la mousse active qui détermine l’efficacité
du contrôle et l’amplitude maximale de pression que la
mousse active peut absorber. Les troisième et quatrième
paramètres concernent particulièrement le cas de
contrôle adaptatif en large bande.
Le troisième paramètre est le niveau de distorsion
dans les basses fréquences qui limite le contrôle des
basses et hautes fréquences. Enfin le dernier paramètre
est le temps d’anticipation octroyé au contrôleur. Les
trois premiers paramètres sont directement liés à la
configuration géométrique, ce qui souligne encore une
fois le fait qu’une modélisation numérique fiable est
nécessaire pour l’optimisation géométrique. L’utilisation
de nouveaux types d’actionneur (polymères diélectrique,
électro-élastomères) pourraient permettre des gains
d’efficacité importants.
Les mousses actives peuvent trouver des applications
pratiques dans les traitements acoustiques liés à
l’industrie du transport (trains, voitures, avions, tunnels,
autoroutes…) mais aussi dans les traitements acoustiques
impliqués dans l’industrie du bâtiment.
Remerciements
Ce travail a été en partie financé par le réseau de
centres d’excellence canadien Auto21 et fait partie du
projet «PARABAS» (ANR-06-BLAN-0081). Nous tenons à
remercier Alain Roure du LMA pour son support technique.
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