Dans un contexte où la pollution, qu'elle soit sonore ou environnementale, continue de
s'accroître malgré les efforts déployés, ce projet de recherche propose la conception d'un
absorbant acoustique à base de fibres naturelles possédant un fort potentiel acoustique, la
soie d'asclépiade. Produite au Québec, cette fibre permet de respecter les grands principes
du développement durable. Pour assurer une conception optimale, la démarche proposée
passe par l'adaptation d'un modèle acoustique micro-macro de matériaux fibreux afin de
relier le comportement acoustique aux paramètres de conception, qui sont l'orientation
des fibres, leurs diamètres ainsi que la masse volumique apparente de l'agrégat.
En premier lieu, la validité du modèle micro-macro pour le cas des fibres creuses est investiguée. Pour ce faire, une correction de l'expression de la porosité du matériau est proposée
afin d'alimenter le modèle micro-macro avec la porosité externe aux fibres uniquement,
comme cela aurait été le cas pour des fibres pleines. Cette approche est validée à l'aide
de mesures directes et ultrasonores de la porosité, montrant que la porosité « acoustique » est inférieure à la porosité totale mesurée directement. Les résultats du modèle sont
ensuite comparés avec des mesures en tube d'impédance d'échantillons de fibres en vrac
à différents taux de compaction. On peut observer que le comportement global de la fibre
est bien capté par le modèle, qui se compare bien avec le modèle classique de Miki. On y
observe aussi que la résistivité mesurée suit bien les prédictions du modèle pour un arrangement
de fibres dans le plan perpendiculaire au sens de propagation de l'onde acoustique.
C'est aussi cet arrangement qui permet d'obtenir les meilleurs résultats en termes d'absorption
acoustique. Ensuite, une modélisation de type double porosité avec une loi des
mélanges est proposée afin de capter l'effet acoustique de la fibre creuse. On peut observer
que pour ces dimensions de fibres, l'effet n'est pas très marqué car la perméabilité du
domaine microporeux est faible. Par contre, la loi des mélanges permet de bien corriger le
modèle proposé.
En second lieu, des tests de fabrication sont réalisés à partir de mats d'asclépiade. Le mat
est un mélange d'asclépiade et de fibres bicomposantes formé d'un empilement thermolié
de voiles préalablement cardés. Les mats sont compactés et thermoliés de façon à obtenir
un matériau d'épaisseur et de masse volumique apparente déterminées. Les meilleurs résultats ont été obtenus sous presse chauffante. Le matériau résultant est ensuite testé et
comparé à la mousse de mélamine, une référence en termes d'absorbant acoustique léger.
La démarche suivie dans ces travaux a permis de fabriquer un matériau acoustique exploitant
le plein potentiel acoustique de la soie d'asclépiade grâce à une optimisation via le
modèle prédictif proposé. Pour des développements futurs, il serait intéressant d'étudier
les effets de fibres creuses de plus grandes dimensions, en plus de valider l'applicabilité du
procédé de fabrication sur ces fibres.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/11513 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Campeau, Simon |
| Contributors | Elkoun, Saïd, Panneton, Raymond |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French, English |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | © Simon Campeau, Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 2.5 Canada, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ca/ |
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