2012

    • Éco matériaux performants pour l'isolation ou l'absorption acoustiqueClément Lagarrigue (LAUM)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 18 déc. 2012, 11:00

      coll. Jean-Philippe Groby, Vincent Tournat, Olivier Dazel (LAUM), Olga Umnova (University of Salford, RU)

      Depuis quelques années, les cristaux photoniques et phononiques font l’objet d’études poussées notamment dans la communauté des acousticiens. Ces cristaux permettent d’interdire la transmission des ondes sonores sur certaines plages de fréquences (bandes interdites) dépendantes des dimensions du cristal. Ce phénomène est dû aux interférences multiples entre les diffuseurs qui le constituent et qui surviennent pour des longueurs d'onde très inférieures à ses dimensions caractéristiques. En agissant sur les caractéristiques des cellules élémentaires (périodicité, géométrie du maillage...) il est possible de combiner les pertes en transmission liées à la période à des effets résonants plus basses fréquences liés à la nature même des diffuseurs (rigides, résonants...). En optimisant ces caractéristiques, il est alors possible d’obtenir des coefficients d’absorption quasi totale sur de larges bandes de fréquences.

      Deux métamatériaux ont été étudiés, visant à trouver des solutions alternatives à des problématiques rencontrées en acoustique du bâtiment et ayant pour contrainte supplémentaire d'être écologiques ou naturelles. Le premier est une barrière acoustique constituée d’un cristal sonique en bambou, permettant d’avoir des pertes en transmission en basses fréquences (autour de 300 Hz et autour de 2000 Hz). Le second est un panneau de matériau poreux constitués d’inclusions résonantes offrant une absorption acoustique quasi totale pour des longueurs d’ondes 10 fois supérieures à l’épaisseur du matériau (2 cm).

      Le comportement de ces deux dispositifs a été étudié expérimentalement et numériquement via plusieurs méthodes (décomposition en ondes planes et méthode de diffusion multiple pour le premier et éléments finis pour le second) et a permis de mettre en évidence les bonnes performances des métamatériaux dans l’audible. 

    • Propagation non linéaire dans les structures granulaires magnétiques unidimensionnellesJérémy Cabaret (LAUM)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 4 déc. 2012, 11:00

      coll. Philippe Béquin, Vincent Tournat (LAUM)

      Nonlinear torsional vibrations and waves are experimentally and theoretically studied in a one-dimensional monoatomic granular chain composed by magnetic spherical beads. The mechanical interaction law between the beads can be described by a hysteretic-type nonlinearity. Based on this contact law, a model is developed for torsional vibrations and waves. We focus here on the study of the nonlinear resonance phenomenon in a finite length granular chain. We also observe dispersion in linear wave propagation associated to the periodicity of the medium. Experimental and theoretical results are compared and interpretations on the basis of the hysteretic contact behavior are discussed. The conclusion of this work is that this type of medium exhibits a dominant nonlinearity of hysteretic-type. 

    • Identification des forces non-linéaires de contact agissant sur les structures vibrantes à partir de réponses dynamiques mesuréesJosé Antunes (Applied Dynamics Lab., IST/ITN, Lisbonne, Portugal)

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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 27 nov. 2012, 11:00

      coll. Vincent Debut (Applied Dynamics Lab., IST/ITN)

      Les structures sont souvent soumises à des forces localisées très non-linéaires (chocs, frottements), dont la mesure directe n’est pas toujours possible. Ceci soit parce que les composants sont trop légers pour être instrumentés sans que leur dynamique soit modifiée, ou bien parce que l’accès aux points de mesure des forces est trop difficile pour une question d’encombrement, ou encore parce que l’environnement est trop agressif (température, corrosion, rayonnements ionisants).

      Dans tous ces cas il devient intéressant de pouvoir estimer les forces dynamiques de contact d’après les réponses vibratoires mesurées à distance, par application de méthodes inverses. Ces résultats sont utiles à plusieurs égards, soit pour valider des modèles prédictifs, soit pour fournir les propriétés des lois d’interaction qui «alimenteront» les modèles, soit finalement pour le suivi de l’intégrité des composants industriels.

      Dans ce séminaire nous présenterons des aspects essentiels concernant ce type de problème, en particulier :

      1. la sensibilité aux bruits de mesure et la régularisation des opérateurs inverses de propagation ;
      2. la sensibilité aux erreurs dans les paramètres modaux utilisés pour construire les fonctions de transfert du système et l’amélioration de ces paramètres.

      Les propos seront illustrés par deux exemples d’intérêt pratique :

      1. l’identification des forces d’impact aux appuis avec jeux d’un tube d’échangeur de chaleur excité par la turbulence de l’écoulement ;
      2. l’identification de la force d’excitation par l’archet dans une corde frottée.

      Quelques résultats expérimentaux seront présentés.

    • Modèle de Biot-JKD : simulation d’ondes transitoires dans des milieux poroélastiques hétérogènesBruno Lombard (LMA, CNRS, Marseille)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 20 nov. 2012, 11:00

      coll. Émilie Blanc (LMA), Guillaume Chiavassa (LM2P2, École Centrale, Marseille)

      On s’intéresse à la propagation des ondes poroélastiques décrites par le modèle de Biot, dans le domaine temporel. La plupart des méthodes numériques existantes ont été développées en régime basse-fréquence [1]. On propose ici de concevoir des méthodes numériques dans l’ensemble du domaine de validité du modèle de Biot. En régime haute-fréquence, les effets de couche limite visqueuse à l’intérieur des pores doivent être pris en compte. On utilise pour cela le modèle de perméabilité dynamique de Johnson-Koplik-Dashen (JKD). Certains coefficients du modèle de Biot-JKD sont alors proportionnels à la racine carrée de la fréquence. Dans le domaine temporel, les équations d’évolution se mettent sous la forme d’un système hyperbolique avec des dérivées fractionnaires. Celles-ci généralisent la notion de dérivées classiques, et reviennent à un produit de convolution en temps dont le noyau singulier est lentement décroissant.

      Pour calculer ces dérivées fractionnaires, deux stratégies existent. La première consiste à calculer directement le produit de convolution mis en jeu. Cependant, cela nécessite de stocker le passé de la solution, ce qui est trop pénalisant en terme de mémoire informatique. La deuxième stratégie, que nous mettons en oeuvre ici, est basée sur une représentation diffusive du noyau de convolution. Celui-ci est remplacé par un nombre fini de variable de mémoire dont la relaxation est gouvernée par une équation différentielle ordinaire du premier ordre, locale en temps. Les coefficients de la représentation diffusive sont déterminés par une technique d’optimisation sur la plage de fréquence d’intérêt.

      On propose une analyse mathématique du modèle 1D de Biot-JKD avec représentation diffusive. Le système est modélisé numériquement en utilisant une méthode de splitting : la partie propagative est discrétisée par un schéma aux différences finies ADER, d’ordre 4 en temps et en espace, et la partie diffusive est intégrée exactement. Les propriétés de cet algorithme sont ensuite analysées. Les solutions numériques sont comparées avec des solutions analytiques, pour des valeurs des paramètres physiques représentatives de milieux réels. Des simulations numériques 2D seront également présentées. Les algorithmes proposés rendent possibles des simulations numériques de propagation à travers des milieux complexes.

      [1] G. Chiavassa, B. Lombard, Time domain numerical modeling of wave propagation in 2D heterogeneous porous media, J. Comput. Phys. 230, 5288-5309 (2011).

      [2] E. Blanc, G. Chiavassa, B. Lombard, Biot-JKD model: simulation of 1D transient poroelastic waves with fractional derivatives, soumis au J. Comput. Phys. (2012) http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00713127

    • Champs acoustiques en mélanges gazeux thermovisqueux : phénomènes de diffusion mutuelle et de pré-condensation aux paroisCécile Guianvarc'h (LVA, INSA, Lyon)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 13 nov. 2012, 11:00

      coll. Michel Bruneau (LAUM), Roberto Gavioso (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Turin, Italie)

      Le champ acoustique en milieu fluide thermo-visqueux est étudié ici de façon analytique en milieu limité, dans le cas où le fluide est un mélange de deux gaz différents (air-vapeur d'eau par exemple), l'état de l'un des deux gaz pouvant être proche de l'état d'équilibre liquide-vapeur, entraînant alors la formation d'une fine couche de liquide en paroi (phénomène de pré-condensation). Ainsi, aux deux variables thermodynamiques usuelles, pression et température, s'ajoute la variable concentration des deux composants (milieu tri-variant), ce qui se traduit notamment, hors couches limites, par un facteur de dissipation supplémentaire associé aux écarts instantanés de concentration. 

      Dans les couches limites, au phénomène de diffusion thermique se superposent des phénomènes de diffusion moléculaire qui résultent d'un couplage fort entre le champ thermique et le champ de concentration.

      Sur la frontière du domaine (paroi solide), les conditions portent sur -i/ le non-glissement -ii/ le lien entre la composante normale de la vitesse particulaire et le flux de matière à l'interface liquide-gaz (les deux sont nuls en paroi en l'absence de changement de phase), -iii/ l'écart instantané de température imposé sur l'interface liquide-gaz par la chaleur latente de changement d'état et la diffusion thermique qui en résulte (il est nul en paroi en l'absence de changement de phase).
      Cet ensemble de trois conditions doit être "fermé" par une description de l'état d'équilibre thermodynamique de la couche de liquide pariétale (quand elle existe), de façon à exprimer l'écart instantané d'épaisseur de cette couche (vitesse normale de l'interface liquide-gaz). 

      Bien que ce sujet ait été traité au cours des trente dernières années, notamment dans le cadre de travaux sur les propriétés thermo-physiques des fluides, sur la propagation en milieux poreux (grès), sur la séparation de mélanges de gaz, et sur la thermo-acoustique, les études sont toujours limitées à certains aspects des phénomènes, à l'exclusion des autres quand bien même seraient-ils fortement couplés. 
      Ainsi l'étude présentée ici s'attache à pallier ce manque, en traitant le problème dans son ensemble, tous les phénomènes et leurs interactions étant considérés de façon continue dans et hors des couches limites. In fine, l'objectif est de relancer des travaux qui restent actuellement en suspend et dont les résultats sont attendus.

    • Des ondes acoustiques à la détection chimique et biologique : deux exemplesNajla Fourati & Chouki Zerrouki (CNAM, Paris)

      2012
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      LAUM, salle de conférences (4e étage), mardi 30 oct. 2012, 11:00

      Des ondes acoustiques à la détection chimique et biologique en milieu liquide

      Najla Fourati

      Le développement des capteurs à ondes acoustiques n’a pas cessé depuis la première balance à quartz développée par Sauerbrey en 1959. Leurs applications vont de la recherche médicale et le dépistage de maladie lors de tests cliniques jusqu'à la détection de contaminations dans l’industrie agro-alimentaire et l’environnement. Les systèmes les plus récents sont les capteurs gravimétriques à ondes acoustiques de surface (SAW). Leur principe de fonctionnement repose sur la génération et la détection d’une onde acoustique à la surface d’un matériau piézoélectrique, à l’aide d’électrodes interdigitées. L’étude des variations des propriétés du milieu de propagation, situé sur la zone sensible entre les électrodes, permet de reconnaître spécifiquement des analytes en milieu aqueux. Le challenge principal étant de détecter avec la plus grande spécificité des quantités de plus en plus petites en un minimum de temps. Quelques applications, hybridation d'ADN, reconnaissance anticorps / antigènes..., seront présentées.

      Des capteurs gravimétriques à la caractérisation des surfaces : encore une histoire d’ondes !

      Chouki Zerrouki

      L’utilisation des rayonnements X comme « outil » pour la caractérisation structurale et/ou physicochimique n’est pas nouveau et constitue encore l’une des méthodes les plus robustes et fiables dans ces champs d’application.A travers quelques exemples, cet exposé s’attachera à mettre en évidence le potentiel offert par la réflectométrie X à incidence rasante et son apport au domaine des détections chimiques et biologiques, notamment via les capteurs gravimétriques à ondes acoustiques de surface ; et plus généralement à l’étude de l’état de surface des matériaux.

    • Retournement temporel avec conditions aux limites absorbantesFrédéric Nataf (Laboratoire J.-L. Lions, UPMC, Paris)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 4 septembre 2012, 11:00

      The time-reversed absorbing conditions (TRAC) method introduced in "Time Reversed Absorbing Condition: Application to Inverse Problems", Assous, Kray and Nataf (Inverse Problems, 2011) enables one to "recreate the past" without knowing the source which has emitted the signals that are back-propagated. It has been applied to inverse problems for the reduction of the computational domain size and for the determination, from boundary measurements, of the location and volume of an unknown inclusion. The method does not rely on any "a priori" knowledge of the physical properties of the inclusion. We present the extension of the "TRAC" method to the partial aperture configuration and to discrete receivers with various spacing. In particular the "TRAC" method is applied to the differentiation between a single inclusion and a two close inclusion case. Subwavelength resolution can be achieved even with more than 20% noise in the data.

    • Band gap and waveguide engineering with periodic arrays made of rigid square-rod scatterersVicent Romero-Garcia (IGIC, Universitat Politècnica de València, Espagne)

      2012
      07
      10

      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 10 juil. 2012, 11:00

      Résumé non communiqué

    • Acoustics and vibration groups in Oita UniversityToru Otsuru (Oita University, Japon)

      2012
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      06

      LAUM, salle de conférence (4e étage), vendredi 6 juil. 2012, 11:00

      Résumé non communiqué

    • Progress in thermoacoustic refrigerationSteven Garrett (Penn State University, E.-U.)

      2012
      06
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), vendredi 22 juin, 14:00

      Résumé non communiqué

    • Étude numérique de l’interaction d’une onde acoustique de volume avec une interface de type contact avec frottement. Relation entre contenu fréquentiel et dynamique locale de contactAnissa Meziane (I2M, Université de Bordeaux)

      2012
      06
      15

      LAUM, salle de conférence (4e étage), vendredi 15 juin 2012, 11:00

      L'étude des effets non linéaires sur la propagation d’ondes acoustiques dans les solides suscite un intérêt grandissant. En effet, des études déjà réalisées montrent un potentiel très intéressant dans l’utilisation de ces effets sur la propagation d’ondes ultrasonores pour obtenir des informations sur la santé ou les caractéristiques d’une structure (micro-fissures, fissures fermées, état de plasticité d’une structure soumise à de la fatigue, ou pour l'état d’adhésion d’un joint de colle...)

      Les travaux présentés portent sur l'étude numérique de l’interaction d’une onde acoustique avec une interface de type contact avec frottement. La détection et la caractérisation de fissures fermées en est une application directe. Un modèle numérique dynamique non linéaire Éléments Finis d’un milieu possédant une interface ou une fissure d’orientation donnée est présenté. Une loi de contact unilatéral avec frottement de Coulomb est prise en compte au niveau du contact ou des lèvres de la fissure. Cette loi d’interface présente l’avantage de n’avoir qu’un paramètre: le coefficient de frottement. Numériquement, la gestion du contact avec frottement est effectuée à partir de la méthode des multiplicateurs de Lagrange [1]. Dans un premier temps, les résultats numériques [2] et expérimentaux [3] de l’interaction en incidence normale d’une onde de cisaillement avec une interface de type contact avec frottement infinie sont présentés. Le comportement non linéaire de la fissure implique entre autre la génération d’harmoniques supérieures dans le contenu fréquentiel des ondes transmises. Nous montrons que ce contenu fréquentiel est directement relié la dynamique locale de contact. Les résultat expérimentaux permettent de valider le modèle numérique. L’interaction entre une onde plane (compression et cisaillement) avec une fissure est ensuite étudiée. Le but est de réaliser une caractérisation du comportement acoustique linéaire et non linéaire du milieu en fonction de l’orientation de la fissure. Les résultats obtenus confirment que l’activation du clapping et/ou du glissement est déterminante dans l’évolution des harmoniques.

      [1] L. Baillet and T. Sassi. Mixed finite element formulation in large deformation frictional contact problem. Revue Européenne des Éléments Finis 14, 287–304 (2005).

      [2] A. Meziane, A.N. Norris, A.L. Shuvalov. Nonlinear shear wave intercation at a frictional interface: Energy dissipation and generation of harmonics. J. Acoust. Soc. Am. 130(4) 1820- 1828 (2011).

      [3] P. Blanloeuil, A. Meziane, A. C. Croxford. Numerical and experimental study of the nonlinear interaction between a shear wave and a frictional interface (under review).

    • Détection et localisation de changements en régime de diffusion multipleThomas Planès (ISTerre, Université Joseph Fourier, Grenoble)

      2012
      05
      29

      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 29 mai 2012, 16:30

      Les ondes qui se propagent dans les milieux très hétérogènes, et qui rentrent dans le régime de la diffusion multiple, sont souvent considérées comme trop complexes pour apporter des informations directes sur le milieu étudié. Dans ce régime, la plupart des techniques conventionnelles d’imagerie et de surveillance sont inefficaces. Nous présentons une technique d’imagerie permettant de détecter et localiser une petite perturbation apparaissant dans un milieu fortement diffusant. Cette technique est basée sur la mesure de la décorrélation des ondes diffuses (coda) générée par l’apparition du défaut à imager. La dépendance spatio-temporelle de cette décorrélation est modélisée à l’aide d’un noyau de sensibilité basé sur l’équation de la diffusion. La position du défaut est retrouvée par résolution d’un problème inverse sous la forme d’un maximum de vraisemblance. La technique LOCADIFF à permis de localiser un défaut millimétrique dans un bloc de béton de 600kg avec une résolution de quelques centimètres. Cette méthode pourrait s’appliquer au contrôle non destructif des structures en béton. Une application à l’échelle des ondes sismiques pour le monitoring en géophysique est aussi étudiée.

    • Nearfield acoustical holography in a noisy environmentChuan-Xing Bi (Université de Technology de Hefei, Chine)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mercredi 16 mai 2012, 14:00

      Nearfield acoustical holography (NAH) is a powerful tool for sound source identification and sound visualization. However, free-field conditions have to be required in the conventional NAH. In this presentation, Pr. Bi will introduce a new technique, named sound field separation technique, which has the ability to recover the radiated field in a noisy environment. In virtue of this technique, NAH can be performed in that environment. Several different types of sound field separation techniques will be described in the presentation, including how to separate the radiated and reflected fields in a semi-free field, how to separate the radiated fields from multiple sources, and how to separate the radiated and scattered fields and the field generated by unknown reflections and disturbing sources.

    • The Lattice Boltzmann Method and its application to acoustic and flow simulationsJim Buick (University of Porthmouth, RU)

      2012
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      LAUM, bibliothèque (1er étage), jeudi 12 avril 2012, 15:30

      The Lattice Boltzmann Method (LBM) will be described demonstrating the basic principle ; how it is applied ; its accuracy ; and its limitations. A number of acoustic applications of the technique will then be presented including acoustic streaming from a medical ultrasound probe, transport of a rigid particle due to the radiation force and the simulation of the acoustic and velocity fields at the open end of a pipe. Applications of the LBM to fluid flow simulations, including blood flow in the carotid artery and turbulence in oscillatory flows, will also be presented.

    • Acoustic characterisation of the hydraulic flows and boundary conditions in open channelsKirill Horoshenkov (University of Bradford, RU)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mercredi 15 fév. 2012, 16:00

      This talk will illustrate how acoustic waves can provide a reliable means to measure the surface roughness in shallow water flows. A turbulent, shallow water flow is typically characterised by its dynamically rough water surface that carrier information on the hydraulic processes within this system. It has been suggested that the spectral and statistical characteristics of this surface can be related to the scale and intensity of the flow turbulent structures which cause the water surface to appear rough. These characteristics are very important for our better understanding of the hydraulic energy losses and the mixing processes in turbulent flows. It will be shown that these characteristics can be obtained from accurate measurements of amplitude, phase and the intensity of the acoustic signal scattered by the dynamically rough water surface.

    • Modelling of the acoustical properties of periodic arrays of small resonant scatterers in a porous matrixOlga Umnova (University of Salford, RU)

      2012
      09
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 11 sept. 2012, 11:00

      It is well known that infinite periodic arrays of resonant scatterers (for instance split rings) in air can possess stop-bands at low frequencies. Around bandgap frequencies finite size arrays act as reflective screens, allowing very little sound transmission through them. Recently it has been demonstrated in the numerically, that when arrays of split rings are embedded in a layer of porous foam with a rigid backing, a nearly total absorption of sound can be achieved at frequencies well below the usual 1/4 wavelength resonance range. Moreover the position of the absorption peak depends strongly on the orientation of the resonator openings - the lowest peak frequency is achieved when the openings face the rigid backing.

      This work is an attempt to develop a semi-analytical model of these and other phenomena happening when periodically arranged split ring resonators are immersed in a porous matrix.

      The properties of a single split ring are considered first. Its resonant frequency in a porous matrix is estimated and is shown to be much lower than that in air if for porous materials with high tortuosity values. Then the influence of the rigid wall on the resonant frequency is investigated. The radiating impedance of the resonator opening facing the rigid wall is calculated. It is demonstrated that in this case an additional "attached mass" leads to the decrease of split ring resonant frequency.

      Periodically arranged split rings embedded in a porous layer are modelled after that. Scattering coefficients of the split rings are derived by replacing them with hollow fluid cylinders with "effective" properties. The latter depend on the orientation of the resonator opening relative to the rigid wall. Absorption coefficient of the porous layer with embedded scatterers is then calculated and compared with numerical model predictions and measurements.

    • Le retard à la bifurcation dans un modèle simplifié de clarinetteBaptiste Bergeot (LAUM)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 2 oct. 2012, 11:00

      D’un point de vue mathématique la clarinette peut être vue comme un système dynamique non linéaire qui permet de relier des paramètres de contrôle comme la pression de souffle du musicien à des variables de sortie comme le son rayonné par l’instrument. En prenant en compte de fortes simplifications ce système peut se réduire à une simple équation aux différences qui peut être résolue par un processus itératif appelé "carte itérée".

      Ce modèle simplifié de clarinette est communément étudié dans le cadre de la théorie de la bifurcation statique qui fait l’hypothèse que les paramètres de contrôle sont constants. A l’inverse, nous présentons ici une étude dynamique qui prend en compte une pression de souffle qui varie lentement dans le temps. Après avoir défini et mis en évidence le phénomène de « retard à la bifurcation » nous en proposons une estimation théorique.

    • Modélisation numérique des guides d'ondes courbes: application à l'élastodynamique de structures hélicoïdales et multi-brinsFabien Treyssède (Ifsttar, Nantes)

      2012
      09
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 18 sept. 2012, 11:00

      Nous présentons ici une méthode d'investigation numérique des ondes guidées dans les structures courbes. Dans un contexte général, nous discutons d'abord de l'existence des modes de propagation dans les guides courbes. La propriété d'invariance par translation, implicitement utilisée pour l'analyse des guides droits, est redéfinie pour les systèmes de coordonnées curvilignes. Nous montrons que l'écriture des équations de la physique dans un système hélicoïdal permet de satisfaire cette invariance. Notre étude est ensuite particularisée aux guides d'ondes mécaniques. Étant donné la difficulté d'obtenir des solutions analytiques, une approche purement numérique est adoptée, basée sur la méthode des éléments finis dite semi-analytique. Les câbles du génie civil, dont la structure est généralement hélicoïdale et multi-brins, constituent l'application phare des travaux présentés. Cette structure multi-brins complique la question de l'existence des modes guidés. Nous montrons qu'un système de coordonnées tournant, cas particulier du système hélicoïdal, permet de satisfaire la propriété d'invariance par translation. Enfin, nous discutons brièvement d'autres phénomènes compliquant davantage la modélisation de la propagation des ondes dans les câbles (effets de précontrainte, présence d'une matrice solide enrobant les guides, interaction ondes-défauts).

    • Holographie numérique couleur appliquée aux vibrations multidimensionnellesPascal Picart (LAUM)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 25 sept. 2012, 11:00

      Nous présentons une méthode d'holographie numérique à trois longueurs d'ondes qui permet d'étudier la propagation d'ondes acoustiques à la surface d'un milieu granulaire. La méthode donne accès simultanément à une information plein champ et aux trois composantes du mouvement du milieu. Après une présentation du principe des méthodes holographiques numériques, nous détaillerons certains aspects algorithmiques et nous discuterons du dispositif expérimental mis en place. Les premiers résultats expérimentaux obtenus récemment seront présentés.

    • Modèle de contact dynamique pneumatique/chaussée par approche multi-aspérités : application au bruit de roulementGuillaume Dubois (Ifsttar, Nantes)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 9 oct. 2012, 11:00

      Le bruit de contact pneumatique/chaussée joue un rôle important dans la nuisance sonore du trafic routier. Il est généré par des mécanismes complexes influencés par plusieurs paramètres tels que la texture de chaussée, la géométrie du contact et les caractéristiques du pneumatique. Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'étude numérique du contact pneumatique/chaussée pour la prévision du bruit en s'intéressant plus particulièrement à l'influence de la texture de chaussée. Le problème de contact est résolu à l'aide d'une Méthode Itérative à Deux Échelles (MIDE) basée sur une approche multi-aspérités de la surface de chaussée. Le pneumatique est modélisé par un massif semi-infini viscoélastique et caractérisé par des modèles rhéologiques standards (Zener ou Maxwell généralisé). Pour appliquer la MIDE au contact pneumatique/chaussée, un partitionnement de chaussée est développé permettant une description globale à partir de lois de contact sur chaque aspérité. En la comparant à des méthodes classiques, la MIDE donne des résultats identiques avec un temps de calcul largement réduit. Elle permet donc d'étudier le problème de contact sur une zone de plusieurs mètres. L'introduction de la viscoélasticité du pneu entraine une diminution de l'aire de contact identique quelle que soit la vitesse du véhicule, conformément aux résultats expérimentaux. L'introduction de la vibration du pneumatique dans le modèle de contact influence l'aire de contact apparente et le niveau des forces de contact, mais les résultats montrent la nécessité d'une validation expérimentale des effets dynamiques sur le contact pneumatique/chaussée. Enfin, les paramètres de contact permettent d'obtenir rapidement une approximation du niveau de bruit global à basses fréquences (315 - 1 000 Hz). Les forces de contact obtenues en utilisant la MIDE élastique sont très fortement corrélées avec le bruit mesuré jusqu'à 1 000 Hz pour deux configurations de pneumatique (lisse et standard). Ainsi une méthode hybride statistique est développée pour estimer le bruit de roulement à basses fréquences, donnant des résultats convaincants.

    • Identification par problème inverse vibratoire de la composante acoustique d'une excitation par écoulement turbulentDamien Lecoq (LAUM)

      2012
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      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 16 oct. 2012, 11:00

      Turbulent flows, due to the presence of obstacles or turbulent boundary layers near the structure, generate vibrations and can be a major source of noise. This kind of excitation have two components: the aerodynamic and the acoustic parts respectively in the high and low wavenumbers. The vibrations and acoustic radiations of the wall are more sensitive to the acoustic component. Indeed, the wavelengths of the aerodynamic part are very small and they excite modes with low radiation. However, the aerodynamic part has a very high amplitude, so that the acoustic component becomes very difficult to assess by measurement. The study aims to use the Force Analysis Technique (FAT), also known by its french acronym RIFF (Résolution Inverse Filtrée Fenêtrée), to measure these excitations.


      In this work, the acoustic pressure identification is tested by performing a numerical experiment where excitation is obtained by a synthesis method of time signals by Cholesky decomposition of cross spectra matrices. Thanks to the wavenumber filtering of the Force Analysis Technique, the results show that the acoustic component can be extracted even if its energy level is very small with respect to that of the aerodynamic component.

    • Propagation in complex waveguidesAgnès Maurel (Institut Langevin, ESPCI, Paris)

      2012
      10
      23

      LAUM, salle de conférence (4e étage), mardi 23 oct. 2012, 11:00

      coll. Jean-François Mercier (Poems, ENSTA, Palaiseau)

      The scattering of a scalar wave propagating in a waveguide containing weak penetrable scatterers is inspected in the Born approximation. The scatterers are of arbitrary shape and present a contrast both in density and in wavespeed (or bulk modulus), a situation that can be translated in the context of SH waves, water waves, or transverse electric/transverse magnetic polarized electromagnetic waves. For small size inclusions compared to the waveguide height, analytical expressions of the transmission and reflection coefficients are derived, and compared to results of direct numerical simulations. The cases of periodically and randomly distributed inclusions are considered in more detail, and compared with unbounded propagation through inclusions. Comparisons with previous results valid in the low frequency regime are proposed.