Ce projet traite de la restitution par Wave Field Synthesis (WFS) d’un champ sonore mesuré par une antenne microphonique. L’importance de la reproduction de champ sonore de milieux industriels ou d’intérieurs de véhicule a pris son essor depuis ces dernières années. Ainsi la capacité de pouvoir synthétiser fidèlement un champ mesuré dans une salle dédiée à l’écoute faciliterait son analyse dans le cadre de mesures objectives (études suivant des métriques prédéfinis) et subjectives (études de perception). La WFS s’impose comme une technologie de reproduction de champ capable d’assurer une grande résolution spatiale, une restitution étendue du champ d’écoute ainsi qu’une bonne précision physique du champ sonore. L’objectif principal est de reproduire un champ fidèle en terme de : 1) réponses en fréquences de la chaîne complète de reproduction, 2) d’erreurs de spectre réduites, 3) bonne restitution du champ d’un point de vue des caractéristiques spatiales. Des simulations appuyées par une campagne expérimentale ont été menées pour valider les algorithmes de restitution proposés et définir l’approche type problème inverse régularisé par formation de voies comme étant le plus performant. Cette recherche est le fruit de deux ans de travaux effectués au Groupe d’Acoustique de l’Université de Sherbrooke (GAUS).

Le bruit est aujourd'hui un enjeu majeur dans l'aéronautique. Au coeur d'un milieu concurrentiel, les motoristes aéronautiques doivent réduire les émissions sonores de leurs produits pour améliorer le confort des passagers des avions. C'est le cas de Pratt and Whitney Canada (P&WC) qui doit réduire le niveau sonore de ses moteurs, et donc avant tout connaître ces sources sonores. L'objectif de ce projet de recherche est d'identifier et de discriminer les sources acoustiques des sources aéroacoustiques de moteurs d'avions fabriqués par P&WC placés dans des cellules de tests. Ces cellules sont déjà utilisées à des fins aéroacoustiques par P&WC. Pour ce faire, l'utilisation d'outils de calcul numériques est primordiale pour simuler le problème. Dans un premier temps, ils permettront de dimensionner une antenne (géométrie, nombre de microphones, envergure) de manière optimale pour effectuer la mesure du champ acoustique généré par les sources sonores. Ensuite, les simulations numériques permettront de proposer des algorithmes de localisation de sources sonores se basant sur la technique de formation de voies (beamforming en anglais). Ils doivent s'adapter aux conditions expérimentales imposées par P&WC. En effet, toutes les mesures se font dans les salles de test de P&WC, qui sont des milieux réverbérants. Les murs de ces salles réfléchissent les ondes acoustiques, ajoutant ainsi du bruit indésirable au signal initial, rendant l'établissement de la cartographie sonore plus difficile, voire inexact. Des mesures dans les salles de test de P&WC permettront de les caractériser acoustiquement (temps de réverbération, coefficient de réflexion des murs etc...). Ensuite, des expériences en salle réverbérante au Groupe d'Acoustique de l'Université de Sherbrooke (GAUS) seront menées pour valider différentes approches du problème. L'application aux salles de P&WC suivra. La technique sera compatible avec tous les moteurs de P&WC (et même généralisable à une multitude d'autres situations). Elle permettra d'identifier et de localiser les sources acoustiques des moteurs.

L'étude expérimentale de la propagation et du rayonnement multimodal en guide large est abordée via des mesures par antennerie microphonique de la réflexion des modes pour différentes extrémités. Le banc expérimental est constitué d'un guide large fermé à une extrémité et débouchant sur différentes terminaisons à l'autre extrémité ; en paroi du guide sont branchées une source acoustique et deux antennes microphoniques. Chaque composant du banc est étudié pour améliorer les résultats de mesure. Une méthode de vérification des performances des haut-parleurs constituant la source et une méthode de pilotage de la source acoustique sont proposées pour favoriser la génération des différents modes de propagation de l'onde. Une méthode de calibration in-situ pour l'antenne est développée pour les différents modes. Un calcul des incertitudes pour l'estimation du coefficient de réflexion est proposé.Enfin les mesures sont effectuées pour différentes extrémités de guide : avec une bride, sans épaisseur, avec un écran infini. Le principe de la méthode de mesure de la réflexion des différents modes consiste à appliquer la méthode du doublet microphonique adaptée aux signaux issus de la décomposition modale obtenue au moyen de deux antennes de microphones. Les résultats de mesure pour le mode plan sont avantageusement comparés aux résultats théoriques issus de la littérature. Les résultats pour les premiers modes supérieurs montrent l'aptitude du système à extraire le coefficient de réflexion en module et en phase suffisamment précisément pour distinguer l'effet de la condition de rayonnement. / The experimental study of multimodal propagation and radiation in a wide guide is proposed via measurements of the reflection of modes for different terminations by using microphone arrays. The experimental bench consists of a wide guide closed at one end and ended with different terminations at the other end; an acoustic source and two microphone arrays are flush-mounted to the wall of the guide. Each component of the bench is first studied to improve the measurement results. A method of verifying the performance of the loudspeakers constituting the acoustic source and a method of controlling the acoustic source are proposed in order to facilitate the generation of the different modes of propagation of the wave. An in-situ calibration method for the microphone array is developed for the different modes. A calculation of the uncertainties for the estimation of the reflection coefficient is proposed.Then, measurements are performed for different guide terminations: with a finite flange, without flange, and with an infinite flange. The measurement of the reflection for the different modes consists of applying the method of two microphones to the signals from the modal decomposition obtained by means of two microphone arrays. Results of measurements for the plane mode are satisfactorily compared with theoretical results from the literature. Results for the first higher modes show the ability of the system to extract the reflection coefficient in modulus and in phase with sufficient precision to distinguish the effect of the radiation condition.