Etude du démarrage du son produit par un instrument de musique thermoacoustique : le thermophone

Dinh Hung Truong (1) , Catherine Weisman (1) , Diana Baltean (1) , Fathi Jebali Jerbi (1) , Jacques Rã©mus

1 LIMSI - Laboratoire d'Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l'Ingénieur

On s’intéresse dans cette étude à un instrument de musique particulier, où le son est produit par effet thermoacoustique. Cet instrument, créé par J. Rémus et appelé « thermophone » est constitué d’un tube en acier doux, verre ou aluminium, de section circulaire ou rectangulaire, à l’intérieur duquel est positionné judicieusement un « stack » formant un milieu poreux, dont l’une des extrémités est chauffée à l’aide d’une résistance électrique. Lorsque la température de l’extrémité chaude devient suffisamment élevée, le thermophone se met à chanter. Un thermophone s’apparente à un moteur thermoacoustique de type ondes stationnaires, où le gaz utilisé est de l’air atmosphérique. Le résonateur, ouvert au moins à l’une de ses extrémités pour rendre le son audible, est dépourvu d’échangeur froid permettant de maintenir un gradient de température constant dans le stack. Le démarrage du son est le résultat d’une instabilité thermoacoustique. La théorie linéaire de Rott est adaptée pour prendre en compte les particularités du thermophone. L’équation de dispersion est résolue numériquement pour une variété de thermophones existants. Le seuil de l’écart de température entre les extrémités du stack correspondant au démarrage ainsi que la fréquence du mode le plus instable sont déterminés et comparés aux mesures.

Mots clés: thermoacoustique; thermophone; instabilité

Domaines: Physique [physics]; Mécanique des fluides [physics.class-ph]

Dinh Hung Truong, Catherine Weisman, Diana Baltean, Fathi Jebali Jerbi, Jacques Rã©mus. Etude du démarrage du son produit par un instrument de musique thermoacoustique : le thermophone. Congrès Français d'Acoustique, Jan 2016, Le Mans, France. ⟨hal-02171242⟩