Retour sur la littérature et comparaison des performances avec les mousses adaptatives existantesadaptatives existantes

Les études concernant la mise en place expérimentale du contrôle de l’absorption utilisant des mousses adaptatives sont particulièrement rares dans la littérature pour ne pas dire inexis-tantes. Aucune étude ne s’est réellement focalisée sur le contrôle de l’absorption, et l’étude de l’absorption constitue plutôt un complément à l’étude du contrôle de la transmission ou du rayonnement des structures. D’autre part, les maigres données que l’on peut récupérer dans la littérature manquent de précision et il est quasiment impossible de déduire les performances des

mousses adaptatives pour le contrôle de l’absorption.

Fuller [Fuller et al., 1994] présente des résultats de contrôle de l’intensité acoustique réflé-chie par une mousse adaptative dans un tube d’impédance. Le contrôle est réalisé sur la bande de fréquence [100-1000Hz] en fréquence discrète par pas de 50Hz avec une algorithme FX-LMS. Le matériau absorbant constitutif de la mousse adaptative est une mousse de polyuréthane. Le PVDF fait 28μm d’épaisseur et a des électrodes en argent. Le PVDF a la forme d’un sinus entier et est directement collé à l’aide de glue en spray dans la mousse préalablement découpée avec la forme du sinus (figure 6.28). La mousse adaptative à la forme d’un cylindre de 90 mm de section et de 50mm d’épaisseur. Les dimensions du PVDF ne sont pas données, mais le PVDF est compris dans l’épaisseur et frôle la surface avant et la surface arrière de la mousse.

Il n’est pas fait mention de la tension de contrôle, ce qui empêche la comparaison avec notre mousse adaptative. Nous avons traduit les données présentées par Fuller (intensité acoustique incidente et réfléchie en dB) en terme d’absorption et de pression incidente comparable à ce que nous avons présenté plus haut.

200 400 600 800 1000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 fréquence coefficient d absorption actif passif 200 400 600 800 1000 20 40 60 80 100 fréquence

Niveau de pression incidente (dB)

FIGURE6.28 Résultat obtenu par Fuller (à gauche, le schéma de la smart foam, au centre les absorptions passive et active pour le niveau de pression incident donné à droite)

On peut constater que les performances de ce type de mousse adaptative en absorption sont médiocres.

Gentry [Gentry, C., 1998] a amélioré la mise en place du PVDF dans la mousse. Elle ar-rive à la conclusion que c’est le demi cylindre avec le PVDF encastré à la base qui est le plus performant en terme de rayonnement. Elle utilise les mousses adaptatives comme "liner", pour contrôler la propagation d’une onde dans un tube. Malheureusement, elle n’évalue pas l’effica-cité de ses mousses adaptatives en absorption en incidence normale. Elle n’évalue pas non plus le débit des mousses adaptatives. Il n’y a aucun point de comparaison possible avec notre étude.

FIGURE 6.29 Concept de mousse adaptative utilisé par Gentry

Henrioulle et Al [Henrioulle et Sas, 2000] présentent un aperçu de leurs résultats avec dif-férents actionneurs dont des mousses adaptatives. L’épaisseur du PVDF est de 500μm. Ils n’in-diquent pas le type de matériau absorbant. Les mesures d’absorption sont menées dans un tube d’impédance de 16cm de diamètre avec des modèles réduits de mousse adaptative dont ils n’in-diquent pas les dimensions. Ils utilisent un algorithme FX-LMS et un critère de minimisation basé sur la minimisation de la pression réfléchie. Les résultats qu’ils obtiennent pour des signaux harmoniques sont donnés par la figure 6.30. Ils ne donnent aucune information sur le niveau de pression incident ni même sur la tension de contrôle appliquée au PVDF. Trop d’éléments sont manquants pour avoir une base sérieuse de comparaison.

FIGURE 6.30 Mousse adaptative et résultats présentés par Henrioulle (à gauche le schéma de la mousse adaptative avec profondeur de 95mm et section de 384mm X 484mm ; à droite l’absorption active comparée à l’absorption d’une mousse ordinaire)

Griffin, dans son mémoire de maîtrise [Griffin, J. , 2006], reprend les mousses adaptatives développées par Gentry. Il améliore légèrement le concept en donnant un forme de "U" au PVDF plutôt que celle d’un demi cylindre (figure 6.31). Il montre que la puissance acoustique rayon-née par la mousse adaptative ayant un PVDF en forme de "U" est supérieure à la puissance acoustique rayonnée avec un PVDF en forme de demi cylindre. Il n’est pas simple de comparer la puissance acoustique rayonnée avec nos mesures. On pourrait éventuellement le faire en uti-lisant l’évaluation que nous avons faite du débit, mais c’est assez hasardeux et cela ne présente pas beaucoup d’intérêt puisque les mousses adaptatives utilisées par Griffin et les nôtres ont des dimensions très différentes.

FIGURE 6.31 Amélioration du concept de mousse adaptative proposé par Griffin

Akl [Akl et al., 2004,Akl, W., 2004] a proposé des mousses adaptatives différentes de toutes celles présentées jusqu’à présent. Ses mousses adaptatives ont été conçues en particulier pour le contrôle de la transmission et du rayonnement acoustique des structures, mais il présente des mesures d’absorption en tube de Kundt. Il utilise une mousse de polyuréthane et des fibres piézoélectriques dans une matrice polymère au dessus d’une couche viscoélastique (figure 6.32). La mousse fait 7mm d’épaisseur, la matrice polymère avec les fibres piézoélectrique fait 3.5mm d’épaisseur. Le tube a un diamètre de 5cm.

FIGURE6.32 Mousse adaptative proposée par Akl (à gauche) et résultats en contrôle de l’ab-sorption (à droite)

Encore une fois, il n’est fait aucune mention des tensions de contrôle de la mousse adapta-tive. L’amplitude de l’onde incidente n’est pas non plus indiquée.

L’analyse détaillée de la littérature concernant l’utilisation des mousses adaptatives montre à quel point les données sont rares et imprécises. Il apparaît qu’aucune comparaison sérieuse n’est possible car aucune référence n’indique la tension de contrôle. Or dans le cas de l’ab-sorption avec une mousse adaptative, ce facteur est primordial. Il semble tout de même que les performances de nos mousses adaptatives soient très bonnes au regard de leur taille et de leur encombrement. Un des facteurs primordiaux qui fait la performance des mousses adaptatives présentées dans cette étude est le fait d’avoir retiré tout le volume de mousse inutile pour l’ab-sorption. En effet, pour l’absorption acoustique d’une onde incidente, toute la partie de mousse en arrière du PVDF est totalement inutile du point de vue passif et gênant du point de vue actif

car elle vient contraindre encore plus le PVDF par la raideur ajoutée de la mousse et par la nécessité d’utiliser le double de colle.

L’étude présentée dans ce chapitre apparaît dès lors comme la seule référence complète de l’étude du contrôle de l’absorption avec une mousse adaptative.