Les différents processus de dégradation des structures de génie civil induisent une micro, puis macro- fissuration du béton. Celle-ci génère alors une réduction des propriétés mécaniques de l'ouvrage et, à terme, sa perte d'étanchéité. Il est donc nécessaire de fournir des informations quant à la présence et à la taille de fissures pour procéder aux réparations nécessaires et conserver l'intégrité de l'ouvrage. Dans un premier temps, le contrôle du béton ainsi que la morphologie de la fissure réelle sont présentés. La notion de contacts entre ses lèvres est introduite pour définir la problématique de sa caractérisation. La bibliographie montre que les méthodes acoustiques standards ne sont pas adaptées à la caractérisation d'une fissure dans le béton. Deux pistes sont alors identifiées : les ultrasons diffus et l'acoustique non linéaire. Nous présentons dans un second temps la caractérisation de la fissure par analyse du transport de l'énergie suivant une équation de diffusion. Les paramètres associés (diffusivité et dissipation) sont déterminés expérimentalement sur des éprouvettes fissurées sur différentes profondeurs. Nous introduisons et définissons le temps d'arrivée du maximum de l'énergie (ATME) qui s'avère être le paramètre le plus sensible à la partie ouverte d'une fissure. Son évolution au regard des incertitudes de mesure ne permet toutefois pas de caractériser totalement la partie fermée. Une simulation numérique en différences finies est réalisée. Elle met en évidence le rôle des contacts au sein de la partie fermée de la fissure et confirme les observations expérimentales. / The various processes of deterioration of the building structures lead to a micro and macro-cracking of the concrete. Consequently, the mechanical properties of the structure are reduced and, eventually, the building is no longer airtight. It is therefore necessary to supply information regarding the presence and size of cracks to carry out the necessary repairs and keep the integrity of the structure. First, the control of concrete as well as the morphology of the actual crack are presented. The notion of contacts between its lips is introduced to define the problem of its characterization. The bibliography shows that the standard acoustic methods are not adapted for characterizing of a crack in concrete. Two tracks are then identified: the diffuse ultrasound and the nonlinear acoustics. Subsequently, we present the characterization of the crack by analyzing the transport of the energy with a diffusion equation. The associated parameters (diffusivity and dissipation) are experimentally determined on test tubes cracked at different depths. We introduce and define the arrival time of the maximum energy (ATME), which turns out to be the most sensitive parameter to the open part of a crack. Its evolution with regard to the measurement uncertainties does not allow a full characterization of the closed part. A digital modeling in finite differences is performed. It highlights the role of the contacts within the closed part of the crack and confirms the experimental observations. Then, we present the nonlinear acoustics and the associated methods applied to concrete.

Cette thèse porte sur la propagation d’ondes non-linéaires dans des métamatériaux acoustiques unidimensionnels. Plus précisément, nous voulons étudier les interactions entre les non-linéarités, les pertes et la dispersion. Ce travail combine des calculs analytiques, des simulations numériques et des résultats expérimentaux. En particulier, nous concentrons notre analyses sur deux phénomènes : la génération du second harmonique et la formation de solitons acoustiques. Deux types différents de métamatériaux sont étudiés : (i) un guide d’onde chargé par une distribution périodique de trous latéraux (milieu à densité effective négative) et (ii) un guide d’onde chargé périodiquement par des  plaques élastiques encastrées (milieu à masse effective négative). En s’appuyant sur une analogie électroacoustique et sur la théorie des lignes de transmission, un modèle discret de la propagation est développé pour chaque système. L’approximation des grandes longueurs d’ondes est ensuite utilisée pour obtenir une modèle continu permettant d’établir une équation non-linéaire, dispersive et dissipative pour la propagation. Cette dernière est analysée à l’aide de la méthode des perturbations conduisant à une expression analytique pour la génération du second harmonique. De plus, la méthode des échelles multiples est utilisée pour obtenir les diverses solutions de solitons d’enveloppe (bright, dark et gray) présents dans les systèmes. Les prédictions analytiques sont corroborées par des simulations numériques directes et des mesures de la génération de second harmonique sont effectuées mettant en lumière un bon accord avec le modèle théorique. / The subject of this PhD thesis is the propagation of nonlinear waves in 1D acoustic metamaterials. More specifically we aim to study the interplay between nonlinearity, loss and dispersion. Our studies combine analytical calculations, numerical simulations and experimental results. In particular we focus our analysis on two main phenomena: the second harmonic generation and the formation of solitary waves. Two different acoustic metamaterials are studied: (i) A waveguide loaded with a periodic distribution of side holes (featuring negative effective bulk modulus) and (ii) a waveguide periodically loaded with clamped elastic plates (featuring negative effective mass density). Relying on the electroacoustic analogy and the transmission line approach, we derive a discrete lattice model for each system. The corresponding long wavelength, continuum approximation of the lattice models, leads to a nonlinear, dispersive and dissipative wave equation. From the latter, by utilising a perturbation method, we obtain analytical results regarding the second harmonic generation. Furthermore with the use of a multiple scale analysis we find various envelope (bright, gap, black and gray) soliton solutions supported by the acoustic metamaterial. The analytical predictions are corroborated by direct numerical simulations. We finally perform experiments on an acoustic waveguide loaded with a periodic distribution of side holes and measure the second harmonic generation in close agreement with our theoretical predictions.

Le choix de la filière SFR (Sodium Fast Reactor : Réacteurs à neutrons rapides refroidis par du sodium liquide), par la France conduit à la réalisation d’un prototype de quatrième génération nommé ASTRID. Le développement de ce type de réacteurs présente plusieurs défis, en particulier du point de vue de l’amélioration de la démonstration de la sûreté et de la surveillance du fonctionnement. Cette dernière passe, entre autres, par la caractérisation de l’engazement du sodium liquide (présence de microbulles de gaz). La caractérisation de l’engazement est l’objet de cette étude, elle implique la détermination du taux de vide (fraction volumique de gaz) et de l’histogramme des rayons des microbulles. Le travail bibliographique réalisé a montré que les techniques acoustiques linéaires de caractérisation des nuages de bulles ne permettaient pas de répondre pleinement à cette problématique, en revanche des pistes prometteuses ont été identifiées en étudiant les techniques acoustiques non linéaires. Cette dernière voie a par conséquent été explorée. Un banc expérimental en eau permettant la génération et le contrôle optique de nuages de microbulles nous a permis de valider finement la reconstruction d’histogrammes des rayons grâce à une technique de mixage nonlinéaire d’une haute fréquence avec une basse fréquence. La potentialité du mixage de deux hautes fréquences, plus intéressante d’un point de vue industriel, a par ailleurs été démontrée. Enfin, les bases de la transposition originale d’une technique de spectroscopie de résonance non linéaire appliquée à un nuage de bulles ont été posées, grâce à la mise en place de résonateurs acoustiques. Les résultats obtenus offrent de nombreuses perspectives, tant du point de vue des applications industrielles que du point de vue plus fondamental de la compréhension du comportement acoustique non linéaire d’une bulle excitée par plusieurs fréquences et d’un nuage de bulles excité à basse fréquence. / The SFR system chosen (Sodium Fast Reactor: fast neutron reactors cooled by liquid sodium) by France led to afourth-generation prototype named ASTRID. The development of this kind of reactors presents several challenges, particularly in terms of improving the safety and monitoring operation. This involves, among other things, characterization of the bubbles presence in liquid sodium. The characterization of the bubbles presence is the subject of this thesis. It involves the determination of void fraction (gas volume fraction) and histogram of the radiiof bubbles. The bibliographic work done has shown that linear acoustic techniques for the characterization of bubble clouds are inadequate to achieve this. However promising leads have been identified by studying nonlinear acoustic techniques. This last idea has therefore been explored. An experimental water bench for the generation and optical control of microbubbles cloudallowed us to validate finely the reconstruction of histograms of radii through a technique of nonlinear mixing of a high frequency with a low frequency. The potential of the mixing of two high frequencies, more interesting for the industrial point of view has also been demonstrated. Finally, the bases of the transposition of an original technique of nonlinear resonance spectroscopy applied to a bubbles cloud were explored through the introduction of acoustic resonators. The results offer many interesting opportunities, both in terms of industrial applications and formore fundamental understanding of non-linear behavior of a bubble excited by multiple frequencies and of bubbles clouds excited at low frequency.

Les géomatériaux tels les roches et le béton ont la particularité de s’amollir sous chargement dynamique, c.-à-d. que la vitesse du son diminue avec l’amplitude de forçage. Afin de reproduire ce comportement, un modèle de milieu continu à variables internes est proposé. Il est composé d’une loi de comportement donnant l’expression de la contrainte, et d’une équation d’évolution pour la variable interne. La viscoélasticité non linéaire de type Zener est prise en compte par l’ajout de variables internes supplémentaires. Les équations du mouvement forment un système de lois de conservation non linéaire et non homogène. Le système d’équations aux dérivées partielles est résolu numériquement à l’aide de la méthode des volumes finis. Une solution analytique du problème de Riemann de l’élastodynamique non linéaire est explicitée. Elle est utilisée pour évaluer les performances des méthodes numériques. Les résultats numériques sont en accord qualitatif avec les résultats expérimentaux d’expériences de résonance (NRUS) et d’acousto-élasticité dynamique (DAET). Des méthodes similaires sont développées en 2D pour réaliser des simulations de propagation d’ondes. Dans le cadre des méthodes de continuation reposant sur la décomposition en harmoniques, une méthode numérique est développée pour le calcul de solutions périodiques. Sur la base d’une discrétisation éléments finis des équations du mouvement, cette méthode fréquentielle donne des simulations de résonance rapides, ce qui est utile pour mener des validations expérimentales. / Geomaterials such as rocks and concrete are known to soften under a dynamic loading, i.e., the speed of sound diminishes with forcing amplitudes. To reproduce this behavior, an internal-variable model of continuum is proposed. It is composed of a constitutive law for the stress and an evolution equation for the internal variable. Nonlinear viscoelasticity of Zener type is accounted for by using additional internal variables. The equations of motion write as a nonlinear and nonhomogeneous system of conservation laws. This system of partial differential equations is solved numerically using finite-volume methods. An analytical solution to the Riemann problem of nonlinear elastodynamics is provided, which is used to benchmark the performances of the numerical methods. Numerical results are in qualitative agreement with experimental results from resonance experiments (NRUS) and dynamic acousto-elastic testing (DAET). Similar methods are developed in 2D to perform wave propagation simulations. In the framework of harmonic-based continuation methods, a numerical method is developed for the computation of periodic solutions. Based on a finite element discretization of the equations of motion, this frequency-domain method provides fast resonance simulations, which is useful to carry out experimental validations.

Le vent acoustique et la déformation de l'onde sont deux phénomènes connus relevant de l'acoustique non linéaire. L'objet de ce travail est de les étudier dans le cadre de la propagation faiblement non linéaire en guides d'ondes monodimensionnels. A niveau sonore élevé, la non-linéarité des équations de base de l'acoustique a pour conséquence l'apparition d'une composante continue, se traduisant par la présence d'un écoulement moyen : le vent acoustique. Une analyse dimensionnelle met en évidence le rôle de l'inertie du fluide, particulièrement marqué en guides : les lignes de courant ne peuvent être correctement décrites qu'en prenant en compte cette inertie. Des équations non linéaires de l'écoulement sont obtenues, et des solutions sont décrites, permettant d'observer une distorsion des lignes de courant dépendant d'un nombre de Reynolds approprié. Cet écoulement reste néanmoins lent, et ne perturbe pas à son tour le signal acoustique. Les termes non linéaires des équations de l'acoustique sont par ailleurs à l'origine d'une déformation progressive de la forme du signal, qui, bien que négligeable localement, se cumule au cours de la propagation et peut aboutir à la formation d'ondes de choc. Cette déformation, décrite par des équations de Burgers généralisées est le résultat de la compétition entre les effets non linéaires et les pertes visco-thermiques. La résolution présentée est basée sur une méthode de rééquilibrage harmonique, applicable également pour une source périodique non sinusoïdale et pour une terminaison quelconque. Le modèle est ensuite adapté de manière à prendre en compte la présence d'un écoulement moyen, puis ces travaux sont généralisés au cas du pavillon. Les résultats des modèles sont confrontés à l'expérience dans les différentes configurations citées précédemment.

Un nombre important de structures à travers le monde sont touchées par la réaction alcalis-silice (RAS), mais plusieurs points restent à valider concernant leur diagnostic. Il y a donc un besoin d'un moyen efficace d'identifier le problème, quantifier l'endommagement et faire le suivi des structures dans le temps afin de déterminer notamment l'efficacité des mesures de mitigation. Le projet présenté dans ce mémoire met en relief les travaux de recherches menés dans le cadre d'un contrat de recherche avec le Federal Highway Administration des USA. L'objectif à moyen et long terme est d'élaborer un guide d'utilisation essais non destructifs sur les structures en service qui pourra être intégré à un protocole d'inspection. Ce projet a été scindé en deux parties complémentaires, soit une partie d'essais in situ et une partie en laboratoire où une nouvelle technique non linéaire du saut temporel a été étudiée. La maniabilité et la sensibilité d'une combinaison de techniques acoustiques pour l'auscultation in situ ont été mises à l'épreuve sur des structures en service. Des ponts et viaducs autoroutiers dans le nord-est des États-Unis ont été évalués en utilisant l'impact-écho, la vitesse d'impulsions ultrasonores et le saut temporel, une nouveauté dans le contrôle non destructif. De ces trois techniques, quatre indicateurs ont été étudiés : vitesse provenant de la fréquence de résonance, la vitesse directe, la fréquence centroïde et le saut temporel. Le saut temporel est une technique où des rafales ultrasonores de hautes fréquences balaient le matériau pendant qu'une onde élastique de basses fréquences perturbe le matériau et causant un délai dans la propagation des ultrasons. Contrairement aux autres techniques non linéaires très sensibles mais non applicables sur le terrain, le saut temporel semble pouvoir être utilisé efficacement sur les structures en service. La technique permet également d'évaluer des paramètres linéaires telle que la vitesse d'impulsions ultrasonores en plus du paramètre non linéaire. L'étude a porté sur l'applicabilité à différents niveaux d'endommagement afin d'identifier les avantages et les limites de la technique ainsi que pour optimiser son utilisation avec différentes configurations de transmission. Les configurations indirecte et semi-directe ont été évaluées sur des échantillons de mortiers à différents niveaux d'endommagement généré par les cycles de gel-dégel. Les résultats ont démontré que le saut temporel est plus sensible lorsqu'utilisé en configuration de transmission indirecte, mais également beaucoup plus sensible que les indicateurs linéaires à l'initiation de l'endommagement. Sa sensibilité et sa versatilité (différents indicateurs pour différents niveaux d'endommagement) sont d'un grand intérêt pour l'évaluation rapide des structures.

Ce travail concerne l’évaluation par méthodes non destructives (ND) de l’endommagement du béton associé à l’oxydation des sulfures de fer présents dans les granulats. Plus spécifiquement, ce projet a été réalisé dans le cadre des problèmes de dégradation précoce de fondations résidentielles relevés dans la région de Trois-Rivières. Ce projet de maîtrise vise à valider les essais ND réalisés pour la caractérisation des phénomènes de dégradation, ce qui va permettre de donner une nouvelle approche à la caractérisation ND du béton endommagé par l’oxydation des sulfures de fer. Quatre méthodes ND ont été évaluées afin de quantifier le niveau d’endommagement et faire un suivi de l’évolution de la réaction d’oxydation : vitesses ultrasonores en mesure directe, vitesses ultrasonores en mesure indirecte, impact-écho, acoustique non linéaire (technique du saut temporel). Le programme expérimental a été effectué en trois volets. Le premier volet consiste à réaliser un suivi sur des blocs prélevés à partir de murs de fondation (4 séries de S blocs) et de murs mitoyens (1 série de 5 blocs) de maisons affectées par le problème et ayant des niveaux visuels de dégradation variant entre 0 (faible) et 3 (très élevé), respectivement. Ces blocs ont été placés sur un site d’exposition extérieure à Trois-Rivières. Dans le deuxième volet, un programme de carottage consistait à retirer cinq carottes de chaque série de blocs/année, de même que trois carottes de trois niveaux différents (de la base au sommet de la fondation) dans deux maisons sélectionnées. Des essais de résonance (non linéaire), mesure directe (UPV) et mesure indirecte (linéaire) ont été réalisés sur toutes les carottes. Le troisième volet, en collaboration avec l’IREQ, consistait à réaliser des essais ND sur des blocs de béton fabriqués à l’IREQ. Ces blocs sont caractérisés par différentes formulations (dosage en ciment, e/c) et l’utilisation de granulats réactifs (type Trois-Rivières) et non réactif (contrôle). Les résultats obtenus au cours de cette recherche ont montré une diminution significative des vitesses de propagation au cours de la période d’essai (mai 2011 - 2012) sur les blocs prélevés des murs de fondation à Trois-Rivières (blocs B, C, D et E). Cependant, aucun changement n’a été détecté au niveau de la série de blocs prélevés du mur mitoyen (blocs A) puisque ces derniers n’avaient pas commencé à se détériorer. Les résultats obtenus sur les carottes prélevées à partir des blocs de fondation indiquent des degrés de dégradation similaires à ceux des blocs. Les carottes prélevées d’une des maisons présentent un gradient de dégradation, (i.e. dégradation plus élevée dans la partie supérieure exposée aux intempéries des murs de fondation). Cet écart entre les 2 maisons n’a pu être expliqué à ce jour. De même, les essais destructifs sur les carottes (résistance à la compression uniaxiale et traction indirecte) ont montré une bonne corrélation avec les essais ND sur site. Aucun changement n’a été enregistré dans la vitesse de propagation des blocs de l’IREQ sur une période de 6 mois, ce qui est logique compte tenu de leur jeune âge. Cette étude par caractérisation ND, menée sur des bétons endommagés par l’oxydation sulfures de fer, a permis de porter un éclairage sur l’efficacité des méthodes ND au chantier et au laboratoire, en démontrant une différence de sensibilité de ces méthodes face au degré d’endommagement du béton.

Ce travail concerne la détection de fissure par une méthode optoacoustique non linéaire. Les échantillons sont des plaques de verre contenant une fissure de longueur centimétrique et de largeur micrométrique. La méthode développée est basée sur l’absorption de deux lasers, indépendamment modulés, et focalisés au même endroit de l’échantillon. Ceci génère deux ondes par expansion thermique. La première est une onde thermoélastique à basse fréquence fL (~Hz), et la seconde une onde acoustique à haute fréquence fH (dizaines de kHz). Quand une fissure est présente dans la zone échauffée, l’onde thermoélastique peut la faire respirer. La fissure va se fermer (s’ouvrir) quand l’intensité du laser modulé à fL est haute (basse). Cette respiration influence l’onde acoustique à fH générée à proximité. Il résulte un mélange de fréquence nonlinéaire, provoquant la génération de nouvelles fréquences : fH±n fL (n=1,2,…). La détection de ces fréquences mélangées indique la présence d’une fissure. / This thesis deals with crack detection by a nonlinear optoacoustic method. The samples are glass plates containing a centimeter length and micrometer thick crack. The developed method is based on the absorption of two light beams, independently modulated, and focused at the same location on the sample. This causes the generation of two waves, by thermal expansion. The first one is a thermoelastic wave at low frequency fL (~Hz), and the second is an acoustical one at high frequency fH (tens of kHz). When a crack is present in the heated zone, the thermoelastic wave can make it breathe. The crack is expected to close (open) when the intensity of the heating laser modulated at fL is high (low). This breathing influences the acoustic wave generated in the vicinity of the crack at fH. It results a nonlinear frequency-mixing process, leading to the generation of new frequencies: fH±n fL (n=1,2,…). The detection of these mixed-frequencies indicates the presence of a crack.

Avant leur lancement dans l'espace, les satellites font l'objet de tests afin d'éprouver leurs comportements à diverses sollicitations (thermiques, acoustiques, etc.). Pour les essais acoustiques, la société Intespace soumet les satellites à de forts niveaux sonores (de l'ordre de 145 dB SPL dans la chambre réverbérante) comparables à ceux existant lors du décollage du lanceur. Elle utilise pour cela des sources électropneumatiques couplées à des pavillons débouchant dans une chambre réverbérante. Ce système acoustique assure sa mission avec succès mais la société Intespace s'interroge sur ses possibilités d'amélioration. Deux prototypes de sources pneumatiques (à disque oscillant ou rotatif, à l'échelle 1 sur 5) sont développés et construits. Les prédictions théoriques avec vena contracta sont comparées aux données expérimentales issues d'un banc de mesure. Leurs différences concernant les niveaux sonores à la sortie de la source n'excèdent pas 1 dB pour des pressions d'alimentation de 1 à 3,5 bars absolus. Un prototype de pavillon de géométrie optimisée a été construit à l'échelle 1 sur 5. Les mesures montrent des performances intéressantes. Compte tenu des niveaux sonores générés par la source, une étude de la propagation dans le pavillon met en évidence des phénomènes non linéaires, qui s'avèrent peu influencés par la présence d'un écoulement moyen pour les vitesses envisagées dans l'étude. Finalement, des mesures sont réalisées sur l'ensemble du système à l'échelle 1 sur 5, afin d'en évaluer les performances. Les niveaux sonores mesurés sont comparés aux prédictions d'un modèle issu de la théorie de Sabine. Les différences n'excèdent pas plus ou moins 3 dB. / Before their launch in space, satellites are the object of tests in order to test their behaviors with diverse constraints (thermal, acoustic, etc.). In terms of acoustic qualification, the Intespace company submits the satellites to high sound levels (of the order of 145 dB SPL in the reverberating room) comparable to those existing during the take-off phase of the launcher. For this purpose, it uses electropneumatic sources coupled to horns opening into a reverberating room. This acoustic system ensures its mission successfully but Intespace is wondering about the possibilities of improving the system. Two prototypes of pneumatic sources (oscillating or rotating disk, 1 on 5 scale) are developed and constructed. Theoretical predictions taking into account the vena contracta are compared with the experimental data from an instrumented measuring bench. Their differences in the sound levels at the source outlet do not exceed 1 dB at supply pressures of 1 to 3.5 bars absolute. A horn prototype whose shapes have been optimized was built on a 1 on 5 scale. The measurements show interesting performances. Considering the sound levels generated by the source, a study of the propagation in the horn highlights nonlinear phenomena. The latter are not influenced by the presence of an average flow for the velocities envisaged in the study. Finally, measurements are realized on the whole system at 1 on 5 scale, in order to evaluate their performance. The measured sound levels are compared to the predictions of a model derived from the Sabine theory. The differences do not exceed 3 dB or less.

Ce travail de thèse contribue à l'étude acoustique expérimentale des propriétés élastiques des milieux granulaires et de leurs évolutions lentes avec le temps faisant suite à des sollicitations mécaniques. Grâce à un montage expérimental et des protocoles expérimentaux précisément décrits, une étude des caractéristiques acoustiques linéaires et non linéaires d'une tranche de milieu granulaire est réalisée. Des zones fréquentielles caractéristiques de la fonction de transfert acoustique sont identifiées. Dans une zone basse fréquence, les propriétés élastiques du squelette solide (les billes et leurs contacts) régissent le comportement de la fonction de transfert acoustique. A plus hautes fréquences, seuls les paramètres acoustiques du fluide équivalent jouent un rôle. Il est montré que le couplage des modes de propagation au niveau de la détection du signal se manifeste à la transition entre ces zones caractéristiques. Les effets non linéaires d'auto-action et génération d'harmonique 2 dans cette tranche sont analysés pour différentes compacités. L'étude des effets de mémoire d'un échantillon granulaires est réalisée lors de la modification du protocole de compaction (l'amplitude de la sollicitation mécanique change de valeur). Cette modification entraîne des variations soudaines des paramètres élastiques et dissipatifs, linéaires et non linéaires, qui sont interprétées en termes de forces de contacts et distribution de forces de contacts. Pour la première fois, les effets de mémoire sont analysés via l'élasticité du milieu granulaire et non simplement via sa géométrie. Enfin, la relaxation lente des propriétés élastiques, linéaires et non linéaires, est observée suite à une unique sollicitation mécanique, un "tap". L'augmentation du paramètre élastique linéaire, la diminution de l'atténuation linéaire et les diminutions des paramètres non linéaires sont recueillies avec une résolution en temps de l'ordre de la seconde. Les rôles de la température et de l'hygrométrie de l'air ambiant dans les temps caractéristiques de relaxation qui sont de l'ordre de plusieurs minutes sont analysés. / This work is a contribution to the experimental acoustic study of the elastic properties of granular media and their slow evolutions during time after mechanical solicitations. With an experimental setup and experimental methods specially adapted, a study of the linear and nonlinear acoustic characteristics of a granular slab is done. Characteristic frequency regions of the acoustic transfer function are identified. In a low frequency band (<10 kHz) the elastic properties of the solid skeleton (beads and theirs contacts) govern the behavior of the acoustic transfer function. In a higher frequency range (15 - 30 kHz), only the acoustic parameters of the equivalent fluid play a role. It is shown that the coupling of propagation modes in the detected signal is visible at the transition between these characteristic frequency regions. The nonlinear effects of self-action and harmonic generation in this slab are analyzed for several compacities. Then the study of the memory effects in a granular sample is performed during the modification of the compaction process (the amplitude of the mechanical solicitation is changed). This modification makes sudden variations of the linear and nonlinear elastic and dissipative parameters. These modifications are interpreted in terms of contact forces and contact force distribution. For the first time, the memory effects are not simply analyzed via packing geometry effects but via elasticity of the granular packing. Finally, the slow relaxation of the linear and nonlinear elastic properties is observed after one single mechanical solicitation called "tap". The increase in the linear elastic parameter, the decrease in the linear attenuation and the decrease in the nonlinear parameters are observed with a less than one second time resolution. Roles of the temperature and the hygrometry of the ambient air in the characteristic relaxation times which are lasting several minutes are analyzed.