Th.--Mathématiques et automatique--Paris IX, 1988. / 1988 d'après la déclaration de dépôt légal. En appendice choix de textes de divers auteurs. Bibliogr. p. 145-148.

Th. doct.-ing.--Nancy, I.N.P.L., 1978.

Le crissement des freins à disque se caractérise par des émissions sonores nuisibles pouvant atteindre 110 dB à des fréquences allant de 1 kHz à 20 kHz. Le contact frottant induit des mécanismes d'instabilité qui engendrent des vibrations non linéaires caractérisées par une grande richesse fréquentielle. Ces vibrations auto-Entretenues sont responsables des émissions des bruits de crissement. Les objectifs principaux de ces travaux de recherche sont d'une part, de mettre en place une méthodologie globale permettant d'estimer les émissions sonores induites par frottement. Cette démarche s'accompagne du développement d'outils numériques spécifiques à l'étude du rayonnement acoustique induit par frottement. D'autre part, on cherche à développer des méthodes simplifiées permettant l'estimation rapide et contrôlée des niveaux sonores. On souhaite également employer ces méthodes pour l'étude de l'influence de certains paramètres sur le comportement dynamique et le rayonnement acoustique. Dans un premier temps, un modèle simplifié de frein à disque capable de reproduire des instabilités par couplage de modes est construit. Ensuite, les vibrations non linéaires et autoentretenues induites par frottement sec sont calculées par intégration temporelle pour des cas d'instabilités à un et deux modes instables. Puis, la méthode acoustique multi-Fréquentielle proposée est utilisée pour caractériser le rayonnement acoustique. Cette méthode permet d'étudier l'influence du trajet de chargement de la pression de freinage ainsi que du coefficient de frottement. Les résultats montrent que ces deux paramètres influent significativement sur les comportements dynamique et acoustique. Enfin, une méthode de sélection des fréquences prépondérantes de crissement couplée à une méthode d'approximation de la pression acoustique rayonnée est développée. Cette approche permet d'estimer rapidement les niveaux sonores avec une erreur contrôlée. Son efficacité est prouvée à l'aide d'une comparaison avec des résultats numériques issus de la méthode des éléments finis de frontière. / Brake squeal phenomenon is caracterized by high noise levels up to 110 dB in a frequency range from 1 kHz to 20 kHz. Frictional contact induces instabilities which generate non linear vibrations associated with a complex spectrum. These self-Excited vibrations are responsible for squeal noise. The first main objective of this work is to develop a global approach for the calculation of squeal noise emissions. This approach involves the development of specific numerical tools dedicated to friction-Induced noises. The second aim is the development of numerical tools which allow us to quickly well estimate squeal noise levels. These approaches are used to investigate the influence of parameters on dynamic and acoustic behaviors of a simplified brake. Firstly, a simplified disc-Pad model with friction is proposed. It is capable of reproducing classical cases of instability by mode coupling. Then, the friction-Induced non linear selfexcited vibrations are calculated by temporal integration for cases with one and two unstable modes. Secondly, the multi-Frequency acoustic calculation method is developed and used to calculate the radiations. Thirdly, these approaches allow us to investigate the influence of the path of loading followed by the braking pressure and the friction coefficient. Numerical results show that these two parameters significantly modify the dynamics and the radiations of the brake during squeal events. Finally, a method which allows to detect the predominant squeal frequencies is proposed. An approximation of the radiated sound power is also developed. These two approaches allow to quickly well estimate the squeal noise with a controlled error.

La harpe de concert est un instrument à cordes dont les propriétés acoustiques et vibratoires ont fait l'objet de peu d'études. L'objectif visé au cours de ce travail de thèse est de comprendre et de modéliser le comportement vibro-acoustique de cet instrument.<br />Dans une première partie, une description générale de l'instrument est proposée, de ses origines à sa constitution actuelle. Une attention particulière est ensuite portée à l'interaction entre le doigt et la corde au moment du pincement : l'analyse d'images obtenues avec une caméra rapide permet d'obtenir les paramètres d'un modèle d'interaction. <br />Dans une deuxième partie, le rayonnement acoustique du corps sonore de l'instrument est étudié. Ce rayonnement met en jeu des couplages entre la table d'harmonie et la caisse de résonance. Une analyse modale, complétée par des mesures de vitesse particulaire acoustique en sortie d'évents permet d'identier deux modes couplés caractéristiques du comportement vibro-acoustique de l'instrument en basses fréquences. Un modèle discret 2 degrés de liberté décrivant la réponse de la harpe autour des fréquences de ces deux modes est développé. Du fait de la particularité des mécanismes d'amortissement présents dans le système, l'estimation des paramètres du modèle n'est possible que grâce à l'utilisation d'une méthode non standard d'analyse modale : l'appropriation par le calcul. Par ailleurs, le rayonnement acoustique en champ lointain est étudié à l'aide d'une antenne de microphones. La méthode dite des sources équivalentes est appliquée an d'identier une distribution de monopoles acoustiques rendant compte du rayonnement acoustique de l'instrument. Finalement, en basses fréquences, la harpe de concert est modélisée par 2 sources acoustiques élémentaires, l'une placée sur la table d'harmonie et l'autre au niveau des évents.<br />La troisième partie est consacrée à l'étude des couplages entre les cordes et la table d'harmonie qui donnent lieu à des phénomènes de résonance par sympathie. Ces couplages sont étudiés au moyen d'un modèle d'instrument à cordes générique constitué d'une poutre encastrée à ses extrémités sur laquelle des cordes sont xées à leurs extrémités. Le formalisme du vecteur d'état et la méthode des matrices de transfert sont utilisés pour décrire la propagation des ondes de exion et de compression dans chaque sous-structure (cordes et poutre). A partir des conditions de couplage entre les sous-structures, les modes de l'assemblage sont déterminés et ceux responsables du phénomène de vibration par sympathie sont identiés. Appliqués au cas de la harpe de concert, ces modes, dit sympathiques, sont également extraits expérimentalement. Les multiples couplages entre les cordes, occasionnés par ces modes, donnent lieu à des signaux musicaux présentant un grand nombre de composantes spectrales, dont les fréquences sont parfois très proches et non résolues dans un même partiel. L'identication de ces composantes est alors eectuée par l'emploi de méthodes spéciques du traitement du signal : des méthodes à haute résolution.<br />Des résultats issus de ces travaux sont mis en perspective pour des applications possibles en facture instrumentale.

Le bruit est une source importante de problème et de désagrément au sein des habitations. Pouvant provenir de nombreux systèmes au sein d’un même habitat, les hottes de cuisine en sont un bon exemple. Les utilisateurs n’hésitant plus maintenant à ne plus s’en servir à leur détriment, le code du bâtiment exige des systèmes de plus en plus silencieux pour contrer cet effet. Né d’un partenariat entre la société VENMAR Ventilation Inc et le Groupe d’Acoustique de l’Université de Sherbrooke, le but de ce projet est de réduire au maximum le transmis hors de la hotte en se focalisant sur la grille de filtration. L’isolation acoustique sera réalisée via l’utilisation des méta-matériaux pour leurs propriétés hors du commun. Pour obtenir un prototype fonctionnel, optimisable et adaptable, des modélisations numériques et analytiques validées par l’expérience ont été mises au point afin de mieux comprendre les mécanismes régissant ce type de matériaux.

Le bruit routier constitue depuis plusieurs décennies une nuisance majeure d'environnement en France et dans de nombreux autres pays. Ce document fait le point sur ma contribution de chercheur au cours de mes vingt années de carrière, pour 'lutter contre le bruit routier'. Mon action s'est concentrée sur les deux principaux outils de réduction du bruit routier : les écrans antibruit, puis les revêtements de chaussée peu bruyants. Ces derniers nécessitaient de s'intéresser de près aux mécanismes de génération du bruit de contact pneumatique-chaussée, ainsi qu'aux techniques de mesure de ce bruit. Pour chacun de ces domaines, la particularité de mon travail a été de toujours mener en parallèle le développement de connaissances amont et la mise au point d'outils plus expérimentaux répondant à des besoins de terrain. La première partie s'attache à décrire les travaux de modélisation du champ sonore autour d'un écran complexe en présence d'un revêtement poreux. Elle montre ensuite l'utilisation de ce modèle pour la mise au point d'une méthode de caractérisation expérimentale des propriétés acoustiques d'écrans antibruit. Une seconde partie traite de la modélisation du bruit de contact entre un pneumatique et une chaussée rugueuse, selon une approche physique détaillant certains mécanismes (contact, effet dièdre), puis une approche 'hybride' s'appuyant sur des mesures de bruit et de propriétés de chaussée. Cette dernière vise à fournir des outils plus opérationnels de prévision du bruit de roulement pour l'optimisation des revêtements de chaussée. Une troisième partie présente les récentes recherches appliquées et développements pour mesurer ce bruit de roulement. De telles méthodes de mesures sont utiles pour établir les modèles expérimentaux précités, mais répondent aussi à un besoin opérationnel de court terme. Enfin le dernier chapitre résume l'aboutissement de ces recherches en termes de revêtements peu bruyants.

Une onde acoustique plane propagée dans un guide couplée à des parois vibrantes, siège d'ondes transversale ou de flexion, donne un ensemble d'ondes dans le fluide et dans la structure. Les ondes dans le fluide sont évanescentes, propagatives, ou encore propagatives avec un amortissement. Il n'est pas besoin que l'ensemble soit dissipatif pour en arriver là car les résultats proviennent d'interférences destructives on constructives. Un amortissement dans la structure donne un système cette fois-ci dissipatif et ajoute ses effets à la dissipation mais pas de façon classique puisqu'il s'agit ici d'ondes couplées acoustique/structure. En présence d'un flux stationnaire et uniforme la capacité d'une paroi vibrante à produire de l'atténuation acoustique se réduit. Les opérateurs en jeu, les méthodes pour les résoudre dont celle des éléments finis donnent accès à des prédictions. Elles sont confrontées à des résultats expérimentaux. Sans écoulement, les prédictions font sens. En revanche, avec écoulement, il n'en est pas de même et le mémoire tentera d'analyser les raisons. En conclusion technologique, une atténuation d'une quinzaine de décibels en moyenne sur une gamme de fréquences de quelques centaines de Hz centrées dans les médiums (500Hz) est envisageable avec une paroi mince qui n'encombre pas le guide. / A plane acoustic wave propagated in a duct some walls of which are vibrating due to transversal or flexural waves gives rise to a set of various waves within the fluid and the structure. Within the fluid, the waves are evanescent, propagatives or propagatives with decreasing amplitudes. There is no need for the global operator to be dissipative for such a result since it is arising from destructive or constructive interferences. When the structural damping exists, as in the real life, it adds its effect to the coupling but not in a classical way as coupled acoustic/structure waves are at play rather than pure acoustic or structural waves. Now in presence of a convection of the fluid that bears the acoustic wave (a stationary and uniform flow), the attenuation is reduced sligtly at the very low Mach numbers, and significantly at higher Mach numbers. As far as technological conclusions are sought, an averaged acoustic attenuation of around fifteen dB in a frequency range of some hundreds Hz centered at 500Hz can be obtained with this system very light and needing almost no room.

Au terme de cette étude, un critère objectif synthétisant la perception du confort acoustique sera défini pour le cas du bruit de roulement dans une voiture particulière. Le bruit généré lors du roulage n'étant actuellement défini que par son niveau acoustique global, on veut expliquer sa perception par rapport à des calculs psychoacoustiques validés. Pour ce faire, l'analyse sensorielle est utilisée afin de décrire le bruit de roulement par des descripteurs sensoriels. D'abord, à partir d'une banque de sons préenregistrés en conditions contrôlées, une écoute en salle sur jury permet de dresser la liste des termes les plus évocateurs pour décrire les aspects perceptifs du bruit de roulement. Ensuite, chaque membre du jury évalue l'intensité de chaque aspect retenu sur une échelle d'intensité de 0 à 15. Parallèlement, une série de calculs effectués par traitement du signal attribuent des valeurs psychoacoustiques sur ces mêmes enregistrements. Une étude statistique de régression multiple permet alors de lier les intensités perçues à des métriques psychoacoustiques, pour rendre objectif le caractère subjectif de la perception acoustique. Les résultats attendus sont sous forme d'une liste de descripteurs perceptifs, chacun ayant été corrélé avec une fonction ou un algorithme appliqué à un enregistrement binaural. L'intégration de ces fonctions dans un logiciel synthèse d'analyse permet d'anticiper l'appréciation client. Ce travail s'insère dans le cadre plus général d'un déploiement orienté vers les attentes de différentes typologies de clients chez Renault S.A. Pour des raisons de confidentialité, les descripteurs de même que les coefficients de régression liant les descripteurs aux métriques psychoacoustiques ne sont pas explicités. Par ailleurs, ce mémoire se concentre sur la méthodologie adoptée ainsi que sur l'interprétation des résultats.

La volonté d'améliorer le confort acoustique à bord des bateaux sport est à l'origine de cette étude. Pour trouver des améliorations, des modèles S.E.A. ont été utilisés. Ils sont basés sur des modèles numériques d'ensemble coque-carrosserie.La validation des modèles S.E.A. développés est nécessaire pour trouver des solutions d'optimisation. Une fois que les modèles ont été validés, ils sont considérés comme fiables et pourront être appliqués à de nouveaux bateaux similaires.

Shoddy fibres or"Shoddies" are a mixture of post-consumer and post-industrial fibres diverted from textile waste streams and recycled into their raw fibre form. They have found widespread use as a raw material for manufacturing sound absorbers that include, but are not limited to: automotive, architectural and home appliance applications. The purpose of this project is to develop a simple acoustic model to describe the acoustic behaviour of sound absorbers composed primarily of Shoddy fibres. The model requires knowledge of the material's bulk density only. To date, these materials have not been the focus of much published research and acoustical designers must rely on models that were developed for other materials or are overly complex. For modelling purposes, an equivalent fluid approach is chosen to balance complexity and accuracy. In deriving the proposed model, several popular equivalent fluid models are selected and the required input parameters for each model identified. The models are: the model of Delaney and Bazley, two models by Miki, the model of Johnson in conjunction with the model of Champoux and Allard and the model of Johnson in conjunction with the model of Lafarge. Characterization testing is carried out on sets of Shoddy absorbers produced using three different manufacturing methods. The measured properties are open porosity, tortuosity, airflow resistivity, the viscous and thermal characteristic lengths and the static thermal permeability. Empirical relationships between model parameters and bulk density are then derived and used to populate the selected models. This yields several"simplified" models with bulk density as the only parameter. The most accurate model is then selected by comparing each model's prediction to the results of normal incidence sound absorption tests. The model of Johnson-Lafarge populated with the empirical relations is the most accurate model over the range of frequencies considered (approx. 300 Hz - 4000 Hz) Characterization testing yields specific values for intrinsic material parameters that allow for comparison to other porous materials. Individual parameter relations allow users to substitute measured or theoretical values as needed. A new empirical acoustical model is proposed to describe the behaviour of Shoddy-based fibre absorbers. The model requires knowledge of the bulk density only. This parameter is easily measured making application of the model elementary.