Modélisation analytique des effets structuraux dans les matériaux acoustiques à double porosité
Résumé
Les milieux à double porosité présentent deux échelles de porosité de dimensions caractéristiques différentes. Typiquement, la première échelle de porosité correspond à la porosité intrinsèque du matériau. Pour les matériaux étudiés ici, la seconde échelle de porosité (méso-porosité) est introduite par des perforations d'une taille caractéristique du millimètre à la dizaine de millimètre. La séparation d'échelle entre ces deux réseaux de pores peut conduire à un phénomène de diffusion de pression entre les perforations et la porosité intrinsèque du matériau. Les travaux de Boutin et al. [Int. J. Solid Structures. 1998] et Boutin & Olny [J. Ac. Soc. Am 2003] ont permis de montrer que cet effet pouvait, sous certaines conditions, conduire à une augmentation significative de l'absorption acoustique par rapport aux performances du même matériau sans perforation. Lors de la validation expérimentale de ces modèles, qui supposent que le milieu poreux possède un squelette rigide et immobile, il est apparu crucial d'inclure les effets de la déformation du squelette du matériaux poreux. Le travail présenté ici propose un modèle simple pour inclure ces effets. L'approche, analytique, est basée sur la théorie de Biot en faisant l'hypothèse que la masse volumique et la compressibilité du milieu homogène équivalent correspondent à celles du milieu à double porosité supposé rigide et indéformable. Les résultats de simulations sont comparés avec des résultats de mesures au tube d'impédance réalisées sur des matériaux perforés, de nature fibreuse ou cellulaire. Les résultats obtenus permettent de distinguer l'effet de diffusion de pression de ceux de la déformation du squelette. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives pour la modélisation fine de traitements acoustiques innovants.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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