Etude théorique et expérimentale de l'impédance acoustique de matériaux en présence d'un écoulement d'air tangentiel

Une croissance durable du transport aerien ne sera possible que si les nuisances sonores autour des aeroports, occasionnees par les mouvements d'avions, sont considerablement reduites. Parmi les emissions acoustiques issues de l'avion, le bruit des moteurs et particulierement le bruit de soufflante est une source preponderante. Pour reduire ce bruit, l'interieur de la nacelle est tapisse de materiaux absorbants constitues d'un couche mince (de-type plaque perforee) collee sur des cavites d'air cloisonnees. Le travail de la these consiste a etudier, theoriquement et experimentalement, les proprietes de l'impedance acoustique specifique de ce type de materiaux, en presence d'un ecoulement d'air tangentiel a leur surface, de vitesse representative de l'environnement dans la nacelle (240 m/s). Une etude bibliographique montre les proprietes de l'impedance d'orifices, de plaques perforees et de tissus metalliques en fonction de la frequence de l'onde sonore a laquelle ils sont soumis (modele lineaire), del'amplitude de la vitesse acoustique (modele non lineaire) et des caracteristiques de l'ecoulement d'air. Ces proprietes sont principalement quantifiees par des formules semi- ou totalement empiriques, qui different selon le dispositif experimental utilise et sont specifiques aux types de couches testees. Une etude experimentale s'avere donc necessaire. La majeure partie du travail a consiste en la mise au point d'un banc mesurant l'impedance des couches minces en presence d'ecoulement d'air tangentiel, a de forts niveaux sonores. La methode de mesure choisie est basee sur la technique dite des "deux microphones". Plusieurs methodes de deduction de l'impedance sont developpees et comparees selon cette technique, utilisant une sonde microphonique mobile ou deux microphones classiques fixes. Un echantillon de couche et les capteurs sont places dans un conduit avec ecoulement, dont la vitesse peut atteindre 240 m/s. Des mesures sur une tole perforee "test" sont comparees aux resultats donnes par un systeme sans ecoulement et a des modeles. La methode utilisant deux microphones fixes donne des resultats en bon accord avec un modele empirique de la litterature : en fonction de la vitesse d'air, la resistance de la tole perforee augmente et la reactance diminue. Les mesures sont effectuees jusqu'a Mach 0,6 et montrent que les lois empiriques d'evolution de l'impedance ne sont pas modifiees a de faibles ( 0,2) nombres de Mach. Les tests sur un materiau de type "tole perforee 4- tissu metallique" presentent comme attendu une plus faible sensibilite de l'impedance a la vitesse acoustique et a la vitesse de l'ecoulement. Parallelement a ce travail experimenta], un code de calcul analytique est developpe pour modeliser la pression acoustique dans le conduit, en presence d'ecoulement uniforme. La sonde mobile permet une exploration de la pression sur une section du conduit. Sans ecoulement d'air, la comparaison entre ces mesures et le modele est satisfaisante. En presence d'ecoulement, les differences observees peuvent etre expliquees par le fait que le profil de l'ecoulement (de type turbulent) n'est pas pris en compte dans le modele.