Résumé : Tout comme l’aéronautique, l’industrie aérospatiale s’est tournée progressivement vers l’emploi des coques à base des matériaux composites. Cette transition a permis d’alléger considérablement les structures aéronautiques et aérospatiales, et par conséquent, a réduit la consommation de carburants ainsi que l’impact écologique des aéronefs et des lanceurs. Toutefois, la loi de masse stipule que cela ne peut être sans conséquence sur la perte par transmission acoustique des panneaux, surtout sur les basses fréquences. Que ce soit pour la conformité aux exigences des normes aéronautiques en terme de niveau de pression acoustique à l’intérieur des cabines ou la protection des charges utiles dans les coiffes des lanceurs, les traitements acoustiques ciblant les basses fréquences s’avèrent un défi d’envergure. En effet, avec des contraintes très strictes de minimum de masse et de volume ajoutés, il est difficile de traiter les problèmes d’absorption acoustique basses-fréquences, avec les traitements phoniques classiques. Afin de tirer avantage des effets résonants pour améliorer l’absorption sur les basses fréquences, ce projet se propose d’étudier l’intégration d’écrans résistifs à très faibles épaisseurs dans les revêtements acoustiques, tout en minimisant le poids. Il a été proposé dans le cadre de la chaire industrielle de recherche en aéroacoustique dont les principaux bailleurs de fonds sont Bombardier aerospace, Pratt & whitney et Bell helicopter. Aussi, des travaux de recherche connexes se sont déroulés en partenariat avec ULA (United Launch Alliance). Ce travail de maîtrise comporte une partie bibliographique qui présente une étude exhaustive des traitements basses-fréquences existants, tout en y portant un regard critique. La partie théorique met particulièrement l’emphase sur les différents modèles de propagation d’onde et les phénomènes de dissipations dans les milieux poreux. Dans cette partie, on dénombre également les différents types d’écrans ainsi que les modèles de propagation correspondants. Des critères permettant une étude comparative objective du point de vue masse/performance ont été proposés. En plus des paramètres non acoustiques, les conditions de montage et d’agencement des couches ont été étudiées avec des simulations numériques appuyées par des mesures expérimentales. Dans l’avant dernier chapitre, un modèle SEA (Statical Energy Analysis) d’une coiffe de lanceur a été construit avec tous ses détails à partir d’un exemple concret. Les simulations se sont terminées avec une étude comparative de la réduction de niveau de pression acoustique dans la coiffe. Le dernier chapitre résume les principaux résultats et conclusions de cette étude. / Abstract : Over the last few decades, the aerospace industry has witnessed a significant emergence of the use of composite shells. The latter are continuously replacing the metallic ones. This transition allowed a significant weight reduction of flying structures. Consequently, it substantially lessened the fuel consumption and mitigated the environmental footprint of aircrafts and space launch vehicles. However, evoking the mass law, this transition clearly cannot be without consequences on the acoustic transmission loss of fuselage panels. Neither can it be on payload fairings, especially over the low frequencies. Whether to meet with the standards and regulations in terms of acoustic pressure levels inside the pressurized cabins or to protect the payloads inside the launchers fairings, acoustic treatments design targeting the low frequencies seems to be a challenging issue. Indeed, with very stringent constraints in terms of added weight and volume, it is difficult to deal with the low frequencies noise and vibration, using passive monolayers. In order to take advantage of the resonant effects in enhancing low frequencies absorption, this work intends to investigate the integration of heavy treatments of very low thicknesses in acoustic coatings while minimizing weight. It was conducted within the frame work of the industrial research chair in aeroacoustics, whose main funders are : Bombardier Aerospace, Pratt & Whitney and Bell Helicopter. Also, other related researches were jointly carried out in partnership with ULA (United Launch Alliance). This master thesis includes a bibliographical section which consists of an overview of the existing low-frequencies solutions while keeping a critical eye on most of them. The following theoretical part focuses on the different models describing wave s’ propagation and dissipation phenomena in porous media. In the same section, we also list the different types of screens and the corresponding propagation models. Criteria for an objective comparative study in terms of weight versus performance were suggested. In addition to non-acoustic parameters, the layout and the mounting conditions of the acoustic packages were also investigated by means of numerical simulations, seconded by experimental measurements. In the penultimate chapter, an SEA detailed model of a launcher fairing was built based on data taken from a concrete example. The simulations ended with a comparative study of the sound pressure level reduction in the inner fairing cavity. The final chapter summarizes the main findings, conclusions and perspectives of this study.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/7702 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Kerkeni, Dhia |
| Contributors | Atalla, Noureddine |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | © Dhia Kerkeni |
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