Vers un traitement acoustique peu onéreux à base de micro-résonateurs multi-résonants dans un fuselage d'avion

03 2019
Les Carnot préparent le futur

Les panneaux composites, plaques raidies et autres structures allégées sont connues depuis longtemps pour offrir un excellent compromis entre tenue mécanique et légèreté. Ces composants sont cruciaux dans l’industrie aéronautique et plus largement dans le domaine du transport. Revers à cette médaille, ils sont également source de nombreuses nuisances vibratoires et acoustiques, en particulier dans les gammes de fréquences audibles.

Une équipe de chercheurs s’est intéressée à ce problème de transmission acoustique dans les fuselages d’avions, structures ayant la particularité de présenter une importante chute de leurs performances acoustiques à une fréquence caractéristique, dite « fréquence d’anneau ». Ce problème ne pouvant qu’être partiellement traité par l’ajout traditionnel de mousses isolantes, un concept de micro-résonateurs intégrés dans le fuselage a été proposé pour couvrir la bande de fréquences correspondante.

Ces résonateurs à masses réglables ont étés conçus et imprimés en 3D par des chercheurs du groupe « Vibroacoustics & Complex Media » à l’Ecole Centrale de Lyon (Carnot Ingénierie @ Lyon). Ce concept, inspiré des métamateriaux à résonances locales et des techniques de contrôle par d’oscillateurs harmoniques distribués, a permis de réaliser un traitement acoustique « sur mesure » dans une section de fuselage d’avion de type jet Bombardier.

Les tests de transmission acoustique en champs diffus, réalisés dans les deux chambres réverbérantes et anéchoïques couplées du Groupe d’Acoustique de l’Université de Sherbrooke, ont révélé des performances exceptionnelles sur la plage de fréquences critique de 630-670 Hz. Le gain obtenu à l’aide des micro-résonateurs est supérieur à 10 dB, pour une masse ajoutée à peine supérieure à la mousse et un encombrement négligeable, car les résonateurs s’insèrent facilement entre le cadre du fuselage et la couche de matériaux isolants.

Automobile, équipements de production, transport par rail… de nombreuses applications industrielles sont concernées. Cette première preuve-de-concept industrielle a été sélectionnée en collection 2019 de la revue « The Journal of the Acoustical Society of America » (JASA), article écrit par des chercheurs du LTDS (Carnot Ingénierie @ Lyon) et sera également en couverture du premier numéro de l’année.