Dans le cas d’un caisson

4.2.1.1 Présentation du caisson

Ce premier cas test, sous forme d’un modèle simplifié de compartiment moteur, est utilisé pour valider la méthode de calcul des fonctions de transfert (la méthode couplée). L’ensemble de la méthode de calcul, couplant les deux techniques, est intégré dans une solution unique

4.2. Application sur le modèle de calcul des fonctions de transfert

du logiciel ICARE du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. La maquette est fabri-quée par la société Autoneum [107] à partir de contre-plaqué rigide, en essayant de garder ses dimensions et sa forme aussi proche que possible de celles d’un véritable compartiment mo-teur. Le modèle est présenté dans la Figure 4.1. Cette maquette contient également plusieurs ouvertures destinées à représenter les ouvertures principales présentes dans un véritable com-partiment moteur d’un véhicule, comme par exemple : l’ouverture à l’avant de la maquette pour représenter la grille de calandre, l’ouverture à l’arrière pour représenter le passage de la ligne d’échappement, deux ouvertures latérales pour remplacer les passages de roues, et enfin deux petites ouvertures sur la paroi inférieure de la maquette pour représentées les ouvertures au niveau du ski d’un véhicule (l’écran se trouvant sous le GMP). Ces ouvertures sont représentées par des surfaces fictives pour lesquelles l’intensité acoustique est récupérée, puis propagée par lancer de faisceaux jusqu’au microphone à 7.5 m.

Figure 4.1 – Vue extérieure du caisson

À l’intérieur de la maquette se trouve une structure en contre-plaqué rigide destinée à remplacer un bloc moteur réel d’un véhicule. Un espace de l’ordre de 5 à 10 cm est laissé entre les parois du bloc moteur et les parois latérales du compartiment moteur [107]. Le bloc moteur est présenté dans la Figure 4.2.

La Figure 4.3 présente les matériaux absorbants utilisés dans cette étude : un absorbant capot et un absorbant tablier, qui sont des matériaux Theta-Cell de 20 mm d’épaisseur (Theta-Cell est une mousse de polyuréthane semi-rigide, souvent utilisée de nos jours par de nombreux constructeurs automobiles car elle présente un très bon compromis entre une bonne absorption acoustique et un très faible poids [107]) et un absorbant ski, qui est un matériaux fibreux polyester. Le coefficient d’absorption de ces matériaux est mesuré en cabine alpha. Les résultats sont disponibles pour différents tiers d’octave (de 400 à 8000 Hz).

Figure 4.2 – Structure représentant le bloc moteur. Les points bleus représentent des sources monopôlaires ayant un débit d’accélération volumique unitaire

Figure 4.3 – Schéma des matériaux absorbants dans le caisson

4.2.1.2 Mesures des fonctions de transfert

Pour valider la méthode de calcul utilisée, plusieurs mesures de fonctions de transfert sont réalisées. Les mesures sont faites par réciprocité dans une chambre semi-anéchoïque de manière à éviter les perturbations extérieures. Les microphones sont alors placés sur 21 zones autour du bloc moteur (2 à 5 microphones par face). Une source calibrée à débit acoustique connu est déplacée le long d’une ligne se trouvant à droite du caisson à 7.5 m de la ligne centrale et à 1.2 m de hauteur (cf. Figure 4.4). Les mesures sont réalisées avec et sans matériaux absorbants.

4.2.1.3 Résultats et discussion

Afin de comparer les mesures avec les résultats de calcul, 21 sources monopôlaires arti-ficielles ayant un débit d’accélération volumique unitaire sont positionnées autour du bloc

4.2. Application sur le modèle de calcul des fonctions de transfert

Figure 4.4 – Mesure des fonctions de transfert extérieures par réciprocité sur le caisson

moteur (cf. Figure 4.2). Les fonctions de transfert entre ces points sources et les récepteurs positionnés à 7.5 m à droite du caisson sont ensuite calculées par l’association de la méthode EBEM avec la méthode du lancer de faisceaux (cf. Section 2.5). Pour chaque récepteur, on moyenne quadratiquement les 21 fonctions de transfert pour obtenir une fonction de transfert moyenne pour tout le bloc moteur. Nous présentons dans les Figures 4.5 et 4.6 les résultats pour une position du récepteur à x = +4 m, y = 7.5 m et z = 1.2 m (cf. Figure 4.4), où le bruit de passage maximal est souvent observé.

La Figure 4.5 présente les spectres des fonctions de transfert pour les différentes formes de directivité des sources (cf. Section 2.5.3), pour la configuration sans et avec absorbants. Les résultats présentés dans l’article de Thivant et Minck [38] ont montré que la méthode EBEM seule donnait des résultats satisfaisants en valeur globale. Cependant, l’observation du spectre révèle une forte imprécision à certaines fréquences, où les effets du sol sont importants. Concernant la méthode couplée, nous remarquons une bonne corrélation entre les fonctions de transfert calculées et la fonction de transfert mesurée, même si nous observons un décalage de niveau entre les résultats issus de différentes directivités. En effet, au-delà de 1000 Hz, l’allure des courbes calculées présente des pics dus aux interférences destructives entre l’onde directe et l’onde réfléchie sur le sol, qui sont également présents sur la courbe mesurée. Cependant, pour les tiers d’octave inférieurs à 1000 Hz, nous remarquons des pics sur la courbe mesurée qui ne sont pas apparents pour les calculs. Cela est certainement dû au comportement modal et aux résonances dans le caisson qui ne sont pas pris en compte par la méthode EBEM. Il faut savoir qu’aujourd’hui, la limite fréquentielle de cette méthode de calcul n’est pas connue de manière exacte. Ce point sera abordé dans les perspectives (cf. Section 6.2). Finalement, le chaînage des deux méthodes est fructueux, car il permet de donner de meilleurs résultats

que la méthode EBEM seule, en prenant en compte les phénomènes d’interférences.

(a) Sans absorbants (b) Avec absorbants

Figure 4.5 – Spectres des fonctions de transfert du caisson en tiers d’octave. Courbe rouge : mesure. Courbe jaune : calcul avec la méthode EBEM seule. Courbes bleu, verte et noir : calcul avec la méthode EBEM et lancer de faisceaux en utilisant respectivement une

directivité omnidirectionnelle, Lambertienne et en igloo

Les fonctions de transfert sont pondérées par un spectre de puissance en tiers d’octave correspondant à un moteur diesel ; ensuite, leur valeur globale pondérée A est calculée pour chaque récepteur. Les résultats obtenus sont présentés en fonction de la position du récepteur dans la Figure 4.6, et ce, pour la configuration sans et avec absorbants. Nous remarquons que la méthode couplée présente de meilleurs résultats que la méthode EBEM seule, notamment les résultats pour les position du récepteur x > 0 issus de la prise en compte d’une directivité des sources omnidirectionnelles et en igloo (cf. Section 2.5.3). Cependant, nous pouvons observer un décalage entre ces résultats et la mesure, notamment pour la configuration sans absorbant et la position du récepteur x < 0. Cela est certainement dû à la petite taille de l’ouverture se trouvant à l’avant du caisson et représentant la calandre. Il serait alors intéressant d’introduire dans la directivité des sources (lors du chaînage) un coefficient de diffraction qui dépend à la fois de la taille de l’ouverture et de la longueur d’onde (et donc de la fréquence).