VIRTualisation de moyens Expérimentaux en vibro-aCoustique par syntHèse de champ de pression – VIRTECH

Les moyens de transport durables nécessitent l'utilisation de structures de plus en plus légères pour améliorer leur efficacité énergétique. De nouveaux matériaux (acier à très haute limite élastique, matériaux polymères, hybrides polymères/métaux ou organo-minéraux, biocomposites etc…) sont à la fois très rigides et légers, avec en contrepartie de mauvaises performances acoustiques. Leur amélioration nécessite des essais in-situ très onéreux, en particulier dans le cas des bruits de couche limite turbulente. Les industriels doivent ainsi révolutionner leurs protocoles de caractérisations et de mesures pour transposer leurs connaissances des matériaux métalliques vers ce type de nouvelles technologies. Les moyens expérimentaux dont ils disposent actuellement sont très coûteux, ont une lourde empreinte carbone et ils ne permettent pas de bien maitriser tous les paramètres physiques (bruit de fond, température, homogénéité du champ, etc). La reproductibilité des mesures peut alors être remise en cause, ce qui rend difficile la comparaison de différentes solutions technologiques. Il est donc d’un intérêt considérable de disposer d’un outil implantable en production, permettant de reproduire avec précision des excitations aléatoires caractéristiques. Le projet VIRTECH apporte une démarche et des outils de synthèse de champ de pression permettant d’intégrer la fonctionnalité acoustique aux nouveaux matériaux, remplaçant des campagnes in-situ, réduisant significativement leur coût sans compromettre leur réalisme. Sous les termes « synthèse de champs de pression » sont regroupées les méthodes expérimentales (et éventuellement numériques) qui permettent de reproduire un champ de pression respectant des propriétés prescrites (homogénéité du champ, corrélations temporelles et spatiales) à l’aide de systèmes de reproduction acoustiques (haut-parleurs, sources mobiles). Ces méthodes peuvent être à post-traitement différé ou en temps réel et peuvent être utilisées pour des applications aussi variées que la caractérisation de performances acoustiques, les études de vieillissement ou de résistance sous sollicitations extrêmes ou même pour des applications de qualité acoustique. Potentiellement, les « synthèses de champ » pourraient permettre de tester systématiquement des pièces stratégiques (dans l’aéronautique ou le domaine spatial notamment) directement sur les chaînes de montage. Les principales facettes du projet sont :
(1) l'identification des composantes utiles du champ acoustique par mesures directes (en utilisant une antenne de microphones MEMs), par mesure indirecte en observant le comportement vibro-acoustique de la structure testée et par analyse d’une modélisation numérique du champ de pression excitateur. Ces analyses seront couplées à une étude perceptive pour une évaluation complète des processus de filtrage du champ de pression excitateur.
(2) l'optimisation d'un réseau de sources et de son pilotage pour synthétiser un champ de pression ayant les caractéristiques d’un champ diffus ou d’un écoulement turbulent en mettant à profit les phénomènes de filtrage observés précédemment. L’optimisation portera sur différents critères : rapidité de mise en oeuvre, résolution spatiale, sensibilité aux erreurs, coût, reproductibilité.
(3) la confrontation entre les résultats ainsi obtenus et ceux obtenus via des moyens d'essai classiques notamment par des mesures directes du champ généré et par des études perceptives. Enfin, les capacités de ces moyens d’essais alternatifs seront illustrées par des applications de type « métrologie vibro-acoustique » ou « banc de test contrôle qualité temps réel »