A multiscale approach to the elastic properties of glass , par Tanguy Rouxel, université de Rennes 1, invité par F Gautier

2019
04
02

The mechanical properties of glasses from different chemical systems were studied in the light of the atomic packing density (C_g ), medium range order and atomic bonding character. The elastic moduli reflect the volume density of energy, and are thus directly correlated to C_g and to the bond strength. Nevertheless, the packing density has actually the greater influence on the final result. In the case of metallic glasses, we found that the electronegativity mismatch (Δe-) between the host- and the major solute - elements provides a plausible explanation to the large variation observed for Poisson's ratio (ν) among metallic glasses (MGs) notwithstanding a similar C_g . This correlation also holds for monoconstituent oxide glasses and hence provides an explanation to the variation of ν observed for seemingly "isostructural" glasses.

L'acoustique de la parole en hautes fréquences, par Rémi Blandin chercheur indépendant, invité par SimonF

2019
01
15

For historical and technical reasons, the study of speech has long been limited to a narrow frequency range comprised between 0 and 5 kHz. Nowadays, with the progress of research and technology, the high frequency speech spectrum above 5 kHz is gaining more interest. This implies new challenges for the physical modelling of speech production, since neglected phenomena with a low frequency assumption must be accounted for. Thus, the so widely used plane wave assumption meets its limitation and the whole complexity of the three dimensional acoustic field needs to be modelled. Indeed, at high frequency, anti-resonances and additional resonances that are not predicted by this simple model are observed and predicted by more accurate simulations. The concept of a unique vocal tract transfer function becomes itself obsolete, since the speech directivity becomes more pronounced and complex. Indeed, in addition to a more complex diffraction of the radiated sound by the head and the torso, the features of the internal 3D acoustic field may influence the directivity. As a consequence, the transfer functions differ considerably depending on the receiving point considered. However, much work is still required to characterise the relationship between the physical phenomena and their consequences on perception.

 

Approches X-FEM : introduction, extension au haut ordre (et application à l'acoustique ?) , par Grégory LEGRAIN du GeM, invité par Olivier D

2019
01
29

La méthode X-FEM [1] (pour eXtended Finite Element Method) est une extension de la méthode des éléments finis basée sur le concept de Partition de l'Unité [2], apparue il y a maintenant vingt ans. Initialement, la méthode avait pour but de répondre aux problématiques de remaillage qui sont critiques dans le cadre de la propagation de fissures.  L'approche est néanmoins beaucoup plus générale dans la mesure où elle permet la prise en compte des particularités physiques de la solution lors de la construction du modèle numérique. Cet "enrichissement" de la solution est d'autant plus bénéfique que le comportement de cette dernière est difficile à capter par les bases polynomiales usuellement utilisée en éléments finis.\
A titre d'exemple des enrichissements discontinus sont utilisés pour introduire des sauts de déplacement entre les deux lèvres d'une fissure. Dans le domaine de l'acoustique, l'approximation est enrichie par des collections d'ondes planes qui permettent ainsi de limiter les effets de la pollution à grand nombre d'onde [3].

Cette présentation s'attachera tout d'abord à introduire la méthode X-FEM d'un point de vue général. Nous nous intéresserons ensuite à des travaux récents consistant à étendre la méthode au haut ordre (éléments finis p par exemple). Cette extension est pertinente car ces approches sont en général plus efficaces que les approches de bas ordre en terme de ratio erreur / nombre de degrés de liberté. Elles sont malheureusement également délicates à mettre en \oe uvre à cause de problématiques de génération (robuste !) de maillage. Nous nous focaliserons donc ici sur le cas des problèmes à géométrie complexe tels que ceux obtenus à partir d'acquisitions tomographiques. Enfin, quelques résultats seront (espérons-le !) présentés dans le contexte de l'acoustique où il a été montré que les approches de haut ordre (même non enrichies) étaient très pertinentes.

Mots clés : partition de l'unité, géométries complexes, calcul à partir d'image, acoustique, méthodes~p


[1] Moës, N., J-E. Dolbow, et T. Belytschko. « A finite element method for crack growth without remeshing ». International Journal for Numerical Methods in Engineering 46 (1999): 131‑50.
[2] Melenk, J. M., et I. Babuška. « The partition of unity finite element method: Basic theory and applications ». Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 139 (1996): 289‑314.
[3] Babuska, I., F. Ihlenburg, E-T. Paik, et S-A. Sauter. « A Generalized Finite Element Method for solving the Helmholtz equation in two dimensions with minimal pollution ». Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 128, (1995): 325‑59.

(en blaum),

2019
02
05

mkjmi

Sandwichs visco-élastiques : modèles éléments finis, optimisation et propagation d'incertitudes, par Mohamed HAMDAOUI, université de lorrain, invité par JMG

2019
02
12

Le contrôle passif des vibrations consiste à appliquer une fine couche de polymère sur une
structure puis à la contraindre par une couche plus rigide : c'est le principe du sandwich visco-
élastique. Le cisaillement induit dans la couche visco-élastique provoque une dissipation d'énergie
thermique résultant en un amortissement des chocs et des vibrations. Dans le cadre de la conception
de telles structures, des modèles éléments finis efficaces ont été développées pour la prédiction de
leurs propriétés d'amortissement. Un modèle éléments finis à trois couches décrivant une structure
sandwich visco-élastique sera détaillé. Par ailleurs, le facteur de perte du premier mode de la
structure sandwich est maximisé, en jouant sur la distribution de matière dans les couches élastiques
et visco-élastiques via une optimisation topologique. Enfin, la prise en compte des incertitudes
inhérentes aux propriétés matériaux et géométriques de telles structures sera présentée en utilisant
une méthode de collocation stochastique sur grilles creuses.

MODÉLISATION DE LA VAPORISATION ACOUSTIQUE DE MICRO- ET NANO-GOUTTES ENCAPSULÉES, par Thomas Lacour de l’UPMC et maintenant au labo, invité par Samuel R

2019
02
26

Les particules nanométriques à coeur liquide présentent un fort intérêt pour l’imagerie médicale, l’embolothérapie ou la délivrance ciblée de médicaments. Elles visent à réduire les effets secondaires et la résistance des tumeurs. Leurs fonctions thérapeutiques peuvent être activées mécaniquement à l’aide d’ultrasons focalisés entraînant un changement de phase du liquide interne : c’est le processus de vaporisation acoustique. Un modèle à quatre phases (vapeur+liquide+coque+milieu externe) est proposé pour décrire la dynamique de la vaporisation acoustique, couplant une généralisation de l’équation de Rayleigh-Plesset avec l’équation de la chaleur dans les phases denses. Une attention particulière est donnée à la modélisation des propriétés mécaniques de l’encapsulation et notamment à la prise en compte des grandes transformations engendrées par le changement de phase. Deux types d’encapsulation sont considérés : une coque viscoélastique (viscosité linéaire et hyperélasticité) et une membrane de tensioactifs (tension de surface dynamique).
Un seuil de vaporisation séparant différents régimes dans la dynamique de la bulle est alors proposé, dont la sensibilité aux paramètres est étudiée. L’existence d’un optimum d’excitation acoustique minimale en amplitude pour atteindre la vaporisation sans rebond est mise en évidence.

Nanodroplets have great, promising medical applications such as contrast imaging, embolotherapy or targeted drug delivery.
They aim at reducing side effects and drug resistance.
Their therapeutic functions can be mechanically activated by means of focused ultrasound inducing a phase change of the inner liquid known as acoustic droplet vaporization (ADV) process.
In this context, a four-phases (vapor+liquid+surfactant layer+surrounding environment) model of ADV is proposed. Attention is especially devoted to the large but finite deformation expected after the complete vaporization of the inner liquid.
Two kinds of encapsulation are considered: a viscoelastic shell (linear viscosity and hyperelasticity) and a surfactants membrane (dynamical surface tension).
Various responses to ultrasound excitation are illustrated, depending on mechanical properties of the encapsulation and acoustical excitation parameters. Different classes of ADV outcomes are exhibited within a phase diagram, and a relevant threshold ensuring complete vaporization is defined. The dependence of this threshold with acoustical, geometrical and mechanical parameters is also discussed. Finaly, an optimum point is highlighted in the context of medical applications.

Origine d’un nouveau système de communication chez les grillons Eneopterinae, par Tony Robillard, Institut Systématique Evolution Biodiversité (ISYEB), Muséum national d'Histoire naturelle, CNRS, SU, EPHE, UA , invité par Vincent T

2019
04
30

La plus grande partie de notre compréhension de la communication des grillons provient d'études sur les grillons des champs (Gryllinae), chez qui les mâles émettent des signaux d'appel à basse fréquence (3-8 kHz) pour attirer les femelles, suite à quoi les femelles trouvent les mâles par phonotaxie. Cependant, les grillons de la sous-famille des Eneopterinae utilisent des signaux à plus haute fréquence (>12 kHz) pour communiquer, ce qui correspond à la première étape de l'évolution d'un nouveau système de communication découvert dans une tribu en particulier, les Lebinthini. Dans ce clade, les femelles ne présentent pas de phonotaxie mais répondent à l'appel à haute fréquence du mâle en produisant des vibrations transmises par le substrat végétal. Nous étudions actuellement ce nouveau système par une approche multidisciplinaire pour comprendre plus précisément les mécanismes impliqués. Nous combinons notamment desanalyses phylogénétiques, des inférences biogéographiques et des études comparatives phylogénétiques pour étudier l’origine du nouveau système de communication chez les Lebinthini. Nous analysons des données sur la morphologie, la bioacoustique et l’écologie de manière à reconstruire les états ancestraux de 14 traits à travers la phylogénie de la sous-famille, ce qui nous permet d’estimer les caractéristiques et le contexte écologique dans lequel évoluait le premier grillon à avoir fait usage de hautes fréquences pour communiquer. A partir de ces informations, nous passons en revue les différentes causes invoquées pour expliquer cette transition en matière de communication.

From virtual violins to microscopic microphones, by way of auditory approximations, par Michael Newton invité par Joel G

2019
06
04

In this talk I will briefly describe three research projects that span musical acoustics, machine listening, and MEMS transducer design. After a short introduction to present the Acoustics and Audio Group at the University of Edinburgh, I will describe ongoing work in the physical modelling of bowed string musical instruments. I will focus in particular on attempts to make such models ‘playable’, by reference to the pioneering work of Raman and Schelleng on the playability of real violins. I will then describe an attempt to simulate the processing of acoustic transients in the human auditory system, a process of particular relevance to the perception of musical notes. Finally, I will provide an overview of ongoing work to build new kinds of acoustic transducers. This work involves collaboration between micro-electro-mechanical systems (MEMS) researchers and acoustic engineers, and seeks to explore the use of graphene as a key component in a new kind of audio microphone.

Contrôle de la santé des structures à partir de la signature dynamique non-linéaire des dommages, par Marc Rébillat, DYSCO, PIMM, Arts et Métiers – CNRS - CNAM, invité par Laurent S.

2019
06
11

La mise en place de procédures de suivi automatisé de l’endommagement de structures issues de
l’aéronautique ou du génie civil constitue une thématique émergente nommée « Contrôle de la santé
des structures » (SHM : « Structural Health Monitoring »). Le déploiement de ces procédures laisse
présager d’importantes améliorations en termes de sécurité ainsi qu’une réduction importante des
couts de maintenance. Les procédures de SHM sont habituellement divisées séquentiellement en
quatre étapes : détection, localisation, classification, puis quantification de l’endommagement. Les
dommages apparaissant dans ces structures sont de plus à l’origine de non-linéarités dans la réponse
dynamique de ces structures qui ne sont pour l’instant pas ou peu utilisées à des fins de SHM. Nous
verrons ainsi dans ce séminaire que, s’il est possible d’estimer efficacement la signature non-linéaire
des dommages, cette information s’avère être un indicateur extrêmement sensible pour la
surveillance des dommages. Du point de vue mathématique les travaux présentés ici s’appuient sur
une classe de modèles non-linéaires par bloc : les modèles de Hammerstein en parallèle. L’intérêt de
cette classe de modèles est qu’elle est à la fois simple à estimer et représentative d’un large panel de
structures endommagées. Nous verrons ainsi, qu’à partir d’une représentation non-linéaire plus riche
tirée de ces modèles, des algorithmes de SHMs peuvent être développés. Ces algorithmes seront
illustrés dans des contextes « aéronautique » ou « génie civil » sur des données numériques et
expérimentales.

Le GAUS / la déflectométrie optique , Olivier Robin, GAUSS Sherbrooke, invité par François G.

2019
04
09

Le Groupe d’acoustique de l’université de Sherbrooke est le premier en importance dans ce domaine de recherche au Canada, et le 5ème au niveau de l’Amérique du Nord. Le séminaire débutera par une présentation de ce laboratoire et de ses principaux axes de recherche, ainsi que des opportunités actuellement offertes en termes de stage ou de sujet de doctorats. La présentation se focalisera ensuite sur une technique pour la mesure vibratoire de plein champ. La déflectométrie optique, utilisée pour l’inspection de surface planes en statique, permet lorsque couplée à une caméra rapide d’être alors appliquée à la mesure plein champ et résolue en temps du champ vibratoire sur une structure plane. La méthodologie sera tout d’abord détaillée, avec des exemples de résultats de mesure sur des structures académiques ou industrielles. Le couplage avec la méthode des champs virtuels pour l’identification de chargement mécanique ou acoustique sera ensuite présenté. Enfin, les perspectives d’extension aux structures non planes ou d’applications à des cas spécifiques seront brièvement abordées.

Cartographie des écoulements dans une sphère en rotation rapide : l'apport des modes acoustiques., par Henry-Claude NATAF, Directeur de Recherches CNRS en géophysique, Institut des Sciences de la Terre, Université Grenoble Alpes

2019
04
26

séminaire le vendredi à 11h30

Titre à venir, par Jean-Baptiste Gros (Institut Langevin). Invité par Simon F.

2019
07
02

Résumé à venir

Strong scattering and localization of classical waves : experimental investigations, par Laura Cobus Institut Langevin – Ondes et Images, invitée par Olivier R.

2019
05
16

Attention : Jeudi à 11h en BLAUM. résumé non diponible (pour l'instant)