VALIDATION DU MODÈLE NUMÉRIQUE
5.6 Bilan sur la validité du code
5.6.1 Conclusion et domaine de validité du code
Nous avons étudié trois configurations de cellule dans trois cavités différentes. Quatre types de mesures ont été réalisés : absorption passive, déplacement du centre de la surface de la mousse et du PVDF, pression dans la cavité arrière et pression dans les cavités de validation.
Les mesures d’absorption passive sont validantes pour les trois prototypes de mousse adaptative. D’un point de vue passif, le modèle utilisant une définition orthotrope de la phase solide du matériau poreux est largement validé.
La validation du modèle du point de vue de la transduction des mousses adaptatives est plus délicate et est à nuancer. Le rayonnement est l’expression du déplacement moyen de la
structure. L’observation des comparaisons numérique-expérimentale montre que le
compor-tement vibratoire local n’est pas approché avec précision par les modèles. D’un point de vue
expérimental, nous sommes contraints de comparer les déplacements en un point ou au mieux en plusieurs points. L’inconvenient majeur d’une telle comparaison est qu’une petite incertitude de réalisation peut affecter de manière catastrophique le comportement en un point alors que le comportement moyen sur toute la surface ne serait que peu affecté. En un point, l’informa-tion idéalisée fournie par le modèle peut ne pas correspondre à la réalité du comportement en ce point qui est liée aux incertitudes de réalisation et de mesures, alors que le rayonnement acoustique, conséquence direct du comportement vibratoire moyen de la structure, peut être correct. Cette observation est applicable au comportement de la cellule 2 dont la modélisation du rayonnement est assez bonne mais dont le comportement vibratoire est très mal approché par les modèles. Toutefois, quand le comportement vibratoire est mal modélisé, le calcul de la pression générée l’est aussi en général. Ceci est particulièrement vrai pour la pression dans la cavité arrière avec la mousse adaptative 3. Pour les pressions rayonnées dans les différentes ca-vités avant, les résultats dépendent du type de cavité. Si la cavité comporte des modes, alors la
pression rayonnée est fortement reliée à la composition modale de la cavité. L’influence des défauts de modélisation est alors beaucoup moins importante sur la pression.
Les résultats de validation ne sont pas totalement satisfaisants quand la composition mo-dale des mousses adaptatives est complexe (mousses adaptatives 2 et 3). Ceci peut être relié au
fait que l’obtention précise des modes des mousses adaptatives est sujette à nombre d’incerti-tudes. Les modes des mousses adaptatives sont extrêmement sensibles aux conditions limites,
à la réalisation et aux divers paramètres de modélisation.
Les sources d’incertitudes sont multiples. Pour pousser la validation plus en avant, il faudra
porter une attention particulière et très méticuleuse à la réduction de ces incertitudes que l’on peut citer ici. Une des incertitudes majeures réside dans les paramètres mécaniques du
col-lage. Cette incertitude est difficilement dissociable de l’incertitude qu’il y a sur la liaison entre
le PVDF et les flasques qui est l’autre incertitude majeure. Il est quasiment impossible de
imposer si l’encastrement n’est pas parfait. Tout comme les paramètres mécaniques du collage, les conditions aux limites de liaison influent directement sur la rigidité de la structure donc sur le comportement vibratoire et les fréquences de résonance. Viennent après les incertitudes
liées à la réalisation des mousses adaptatives. Plusieurs sources d’incertitudes peuvent être rele-vées ici. Premièrement, la découpe n’est jamais parfaite. Deuxièmement, nous n’avons pas de
certitude sur l’homogénéité du collage. Il peut y avoir des bulles qui se glissent entre le scotch
et le film thermocollant. Il peut aussi y avoir des décollements locaux de ce film thermocollant sur la mousse. Des pliures peuvent apparaître sur le film PVDF. Bien que nous ayons porté une attention particulière pendant la phase de réalisation à ces aspects de la qualité de la réalisation, il parait impossible à l’heure actuelle, c’est à dire avec les techniques utilisées, de réaliser un prototype parfait de mousse adaptative. Aux incertitudes de réalisation, se rajoutent les
incerti-tudes sur les propriétés des matériaux employés (mousse, PVDF, collage). La recaractérisation
des mousses a mis en évidence la nécessite de faire une caractérisation dans les trois dimensions.
Nous avons fait des hypothèses sur les coefficients de Poisson qui ne reflètent certainement pas la réalité. Il serait aussi intéressant de connaître la variabilité des paramètres acoustiques
dans les différentes directions. Pour ce qui est du PVDF et du collage, il serait primordial de
pouvoir les caractériser en dehors du couplage avec la mousse. On peut aussi se demander si le chauffage local (fer à repasser) nécessaire au collage du film thermocollant ne vient pas modifier localement les propriétés mécaniques de la mousse. Il faudrait pour cela mener une
étude de caractérisation de la mousse avant et après chauffage.
Dans une perspective d’approfondissement de la modélisation du comportement structural,
il semble indispensable d’utiliser un modèle poroélastique orthotrope. Celui-ci suppose que
l’on puisse correctement mesurer les paramètres structuraux de la mousse et notamment les coefficients de Poisson, ce qui ne semble pas chose facile à l’heure actuelle. Dans des conditions géométriques simples, le modèle orthotrope (voir la recaractérisation de la mousse dans tube de Kundt avec un cube de mousse) donne de meilleurs résultats que ne pourrait en donner le modèle isotrope.
5.6.2 Les améliorations à apporter au code
L’effet de cisaillement qu’il doit y avoir au niveau de l’ensemble scotch et PVDF est né-gligé puisque que les plaques qui modélisent le collage sont coïncidentes avec les plaques qui modélisent le PVDF. On considère donc que les fibres neutres du PVDF et du scotch sont
afin de pouvoir déplacer artificiellement la fibre neutre de la plaque modélisant le collage. Ceci pourrait améliorer la modélisation du comportement vibratoire de l’ensemble PVDF+scotch+mousse.
D’autre part, la modélisation du collage ne tient pas compte de la viscosité probable de celui ci. Il faudrait développer des éléments viscoélastiques dans le code. Compte tenu de la