LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

[2021 - Stage M2 ou Ingénieur] Modélisation numérique et caractérisation expérimentale de résonateurs acoustiques basses fréquences en présence d’écoulement —> POSTE POURVU !

Encadrants :
- Pr. Cédric Maury, Professeur Centrale Marseille, Équipe Sons, LMA, cedric.maury@centrale-marseille.fr
- Dr. Teresa Bravo, Chercheure CSIC (Espagne), Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, teresa.bravo@csic.es
- Dr. Daniel Mazzoni, Maître de Conférences Centrale Marseille, Équipe Turbulence, IRPHE, daniel.mazzoni@centrale-marseille.fr

Dates : à partir de Février-Mars 2021 – Durée 6 mois
Laboratoire d’accueil : LMA – Équipe Sons
Rémunération : suivant taux horaire, max. 3.300 Euros

Contexte :

Les résonateurs acoustiques perforés ou micro-perforés sont actuellement utilisés en acoustique des salles sous la forme de toiles tendues sous plafond ou de briques perforé(e)s [1]. Ils permettent l’absorption du bruit dans le domaine des moyennes fréquences sur une largeur de bande d’une à deux octaves [2]. Leur efficacité peut être étendue sur une plus large bande de fréquence en partitionnant la cavité en alvéoles de profondeurs distinctes (multi-résonateur) [3] ou vers les basses fréquences par l’adjonction d’une structure labyrinthique dans la cavité [4].

L’efficacité basse fréquence de ces absorbeurs « augmentés » a été démontrée pour une excitation de type onde plane d’incidence normale ou oblique se propageant dans un fluide au repos. Leurs performances aéro-acoustiques en présence d’écoulement dans un conduit reste cependant peu étudiée bien qu’elle présente un intérêt industriel pour la conception silencieuse de systèmes de ventilation et le développement de traitements acoustiques innovants pour les nacelles de turboréacteur. Un des points critiques est l’interaction entre l’écoulement et la surface (micro-)poreuse de l’absorbeur qui peut générer des instabilités au sein de l’écoulement et être elle-même source de bruit [5].

Objectif :

L’objectif du stage est de comparer sous écoulement les performances acoustiques basse-fréquences de deux architectures de résonateurs (Helmholtz et interférentiel) au travers d’études numériques et expérimentales. Le plan de travail comporte trois phases :
- La modélisation numérique des propriétés aéro-acoustiques des résonateurs réalisée sous Matlab, puis sous Comsol Multiphysics afin d’intégrer l’effet d’un écoulement.
- Caractérisation expérimentale des résonateurs en salle semi-anéchoïque afin de valider les modèles acoustiques. Des excitations acoustiques synthétiques seront générées à l’aide d’un moyen d’essai robotisé VIRTECH.
- Les performances des résonateurs seront ensuite mesurées sous écoulement sur banc d’essai aéro-acoustique branché en sortie d’une soufflerie subsonique de faible vitesse.

Références :
[1] https://environnement.brussels/sites/default/files/form16-programme_fr_0.pdf
[2] D. Y. Maa, Potential of microperforated panel absorbers, Journal of the Acoustical Society of America, 104, 2861–2866, 1998.
[3] C. Wang and L. Huang, On the acoustic properties of parallel arrangement of multiple micro-perforated panel absorbers with different cavity depths, Journal of the Acoustical Society of America, 130, 208–218, 2011.
[4] F. Wu, Y. Xiao, D. Yu, H. Zhao, Y. Wang, and J. Wen, Low-frequency sound absorption of hybrid absorber based on micro-perforated panel and coiled-up channels, Applied Physics Letters 114, 151901, 2019 ;
[5] T. Bravo, C. Maury and C. Pinhède, Absorption and transmission of boundary layer noise through flexible multi-layer micro-perforated structures, Journal of Sound and Vibration, 395(12), 201-223, 2017.

Compétences recherchées : acoustique, aéro-acoustique, modélisations numériques en mécanique, méthodes expérimentales.

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