Classification automatique des phénomènes hydrodynamiques de création de bulles grâce à l'acoustique de l'impact d'une goutte sur une surface liquide
Résumé
Lorsqu'une goutte de liquide frappe une surface liquide, des bulles peuvent être créées et entraînées dans le liquide par plusieurs mécanismes hydrodynamiques. Chacun des cinq mécanismes mis en lumière dans cette étude a une signature acoustique typique, à la fois dans le liquide et dans l'air. Même si les différences entre ces signatures sont subtiles, il s’avère possible de les distinguer automatiquement par une procédure de traitement du signal élaborée dans le cadre de cette étude. Pour ce faire, l’étude d'une base de données d'apprentissage étiquetée, constituée de signaux acoustiques provenant de différents mécanismes de bulles, est d'abord faite et permet d'extraire des descripteurs qui utilisent à la fois les signaux d’un hydrophone et d’un microphone associés à un traitement simple des données. Une combinaison efficace de descripteurs pour la classification automatique des événements acoustiques est alors obtenue. Dans un second temps, une méthode de classification basée sur un algorithme KNN (K plus proches voisins) est appliquée à une base élargie de données. Si la procédure d'identification montre de très bons résultats pour classer les signaux acoustiques, des confusions systématiques restent cependant entre certaines familles de mécanismes, qui pourraient être corrigées en élargissant la base de données d'apprentissage. Ainsi, la méthode présentée dans cette étude peut être utilisée pour analyser dans le détail l'hydrodynamique de l'entraînement des bulles lors d'impacts de gouttes, pour un coût moindre, car uniquement à partir des signaux acoustiques et sans faire usage de supports vidéo.