Absorption acoustique par des coques résonantes - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Acoustique et Techniques : trimestriel d'information des professionnels de l'acoustique Année : 2016

Absorption acoustique par des coques résonantes

Résumé

The absorption of acoustic waves at low frequencies, when the wavelength is large compared to the thickness of the treatment, remains challenging. This study illustrates the performances of a new category of poro-granular materials, composed by spherical hollow shells. Shells can be rigid or elastic, eventually drilled with a neck (Helmholtz resonators), and either impervious or naturally porous (double porosity). These materials allow a large diversity of configurations by mixing shells having different properties, thus combining the effects of resonance of elastic shells and Helmholtz resonators or the effects of diffusion of double porosity materials. The coincidence of all these mechanisms can increase very significantly the effectiveness of sound absorbers at low frequencies while overcoming the intrinsic size constraints of more conventional materials. Their implementation opens the door to the thickness reduction of conventional treatments. We propose an effective medium model which accounts for the effect of these various mechanisms. Our model extends the works of Boutin et coll. to configurations studied by solving the local equations of the shell’s elasticity coupled to the internal fluid dynamic. Our Measurements cover the diversity of the studied configurations and illustrate the expected performances of these materials. The model shows a good agreement with measurements, allowing thus to consider the optimization of these innovative materials.
L’absorption des ondes acoustiques en basses fréquences, quand la longueur d’onde est très grande devant l’épaisseur du traitement, reste un challenge. Cette étude illustre les performances d’une nouvelle catégorie de matériaux poro-granulaires, composés de coques sphériques creuses. Les coques peuvent être rigides ou élastiques, percées ou munies d’un col (résonateur de Helmholtz), imperméable ou micro-poreuse (double porosité). Ces matériaux permettent une grande diversité de configurations en mélangeant des coques avec des propriétés différentes, combinant ainsi les effets résonants des coques élastiques, des résonateurs de Helmholtz ou de diffusion des matériaux à double porosité. La concomitance de tous ces mécanismes permet d’accroître très significativement l’efficacité des absorbants acoustiques en basses fréquences tout en s’affranchissant des contraintes d’encombrement intrinsèques des matériaux plus classiques. Leur mise en œuvre ouvre la voie vers une diminution d’épaisseur des traitements conventionnels. Nous proposons un modèle de milieu effectif qui rend compte de l’effet de ces différents mécanismes. Notre modèle étend les travaux de Boutin et coll. aux configurations étudiées en résolvant les équations locales de l’élasticité de la coque couplées à la dynamique du fluide interne. Nos mesures couvrent la diversité des configurations étudiées et illustrent les performances attendues de ces matériaux. Le modèle présente un bon accord avec les mesures, permettant ainsi d’envisager l’optimisation de ces matériaux innovants.
Fichier principal
Vignette du fichier
AT_2016.pdf (1.28 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
Loading...

Dates et versions

hal-01558727 , version 1 (09-07-2017)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01558727 , version 1

Citer

Stephane Griffiths, Benoit Nennig, Stéphane Job. Absorption acoustique par des coques résonantes. Acoustique et Techniques : trimestriel d'information des professionnels de l'acoustique, 2016, 83. ⟨hal-01558727⟩
144 Consultations
980 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More