Mesure directe de la porosité des matériaux insonorisants par réflexion d'ondes ultrasonores basse fréquence
Résumé
Ce travail a pour but de déterminer la porosité des matériaux poreux à partir de la mesure du coefficient de réflexion en utilisant des signaux ultrasonores basse fréquence. L'objectif est de mettre au point un banc de mesure fiable et simple d'utilisation adapté à une démarche industrielle de R&D. Le modèle théorique utilisé est celui du fluide équivalent et son approximation asymptotique haute fréquence. Une méthode d'inversion simple permet de calculer la porosité à partir du coefficient de réflexion en connaissant au préalable deux autres paramètres physiques : la tortuosité et la longueur caractéristique visqueuse. Ces deux paramètres sont déterminés sur le même banc ultrasonore grâce à la mesure de la vitesse de phase et du coefficient de transmission. Les deux montages expérimentaux, l'un en réflexion, l'autre en transmission permettent finalement de déterminer quatre paramètres du poreux. Les transducteurs ultrasonores fonctionnent dans une bande étroite centrée sur 40 kHz. La méthode d'inversion est valide pour des matériaux de différentes épaisseurs, de quelques mm à plusieurs cm. Les résultats sont présentés pour un grand nombre de matériaux poreux et fibreux. Les incertitudes de mesure ainsi que les limites du banc sont également présentés. Afin de valider les paramètres obtenus, un calcul numérique complémentaire a été implémenté en se basant sur les équations complètes du modèle sans approximation haute fréquence.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt