Vibro-acoustique des cloches : impact de la corrosion sur le son produit
Résumé
Les cloches font partie du patrimoine artistique commun et également d’un patrimoine immatériel sonore. Elles subissent dès leur mise en œuvre une altération complexe sous l'effet combiné de la corrosion atmosphérique et des sollicitations mécaniques répétées. Les conséquences de ces altérations sur les qualités sonores des cloches sont complexes et mal connues. L’objet de cette communication est de proposer une démarche combinant expérimentation et modélisation permettant d’évaluer l’impact de la corrosion sur le son produit. La couche de corrosion d’une cloche en bronze peut être représentée de façon phénoménologique par une couche de matériau possédant des propriétés modifiées par rapport au cœur. La masse volumique, le module d’Young et le facteur de pertes de ce revêtement, supposés homogène sont les paramètres mécaniques équivalents de la couche. Ceux-ci sont estimés dans une phase préliminaire au moyen d’une procédure de recalage modal expérimental réalisé avec des éprouvettes de bronze, lorsque celles-ci sont saines et lorsqu’elles ont subies une corrosion contrôlée, réalisée artificiellement au moyen d’une enceinte climatique. Les modes vibratoires inharmoniques et organisés en doublets, de la cloche complète, munie ou non de la couche de corrosion sont déterminés numériquement au moyen de la méthode des éléments finis (Comsol). Le modèle prend en compte le couplage fluide-structure, et permet d’étudier l’importance relative des pertes par rayonnement, de l’amortissement réparti dans le matériau et de l’amortissement induit par la couche de revêtement. Une synthèse sonore par modèle modal permet d’écouter l’effet de la corrosion dans le cadre de la modélisation proposée et d’évaluer l’importance perceptive du phénomène.