Réduction par absorbants actifs du bruit transmis par une plaque couplée à une cavité : Détermination de l'impédance optimale et mise en œuvre expérimentale

Abstract

Le quart des maladies professionnelles est lié à l'excès de bruit sur les lieux de travail et les solutions classiquement utilisées pour réduire l'exposition au bruit ne sont pas toujours suffisamment efficaces. On propose ici de développer une stratégie hybride passive/active pour améliorer l'isolation d'une machine par capotage, procédé usuel mais jusqu'à présent peu performant dans les basses fréquences. Depuis une dizaine d'années, des absorbants hybrides ont été développés par le Centre Acoustique du LMFA pour des applications aéronautiques. Dans ces systèmes, un contrôle actif est réalisé à l'arrière d'un matériau poreux pour en renforcer l'efficacité dans les basses fréquences. Cette étude a pour objectif l'optimisation et la mise en oeuvre de ces absorbants sur un encoffrement académique, permettant des développements aussi bien théoriques qu'expérimentaux. Le système est constitué d'une cavité rigide couplée à une plaque élastique bafflée. Il est excité par une source monopolaire dans la cavité. Le but du calcul est d'évaluer l'impédance optimale de l'absorbant, celle qui, pour chaque fréquence de la bande 50Hz-600Hz, fournit la meilleure réduction de la puissance acoustique transmise par le capotage. Une méthode modale permet de prendre en compte les couplages entre les différents sous-systèmes. La puissance acoustique rayonnée est calculée à partir du champ de vitesse induit sur la plaque. L'impédance optimale variant fortement avec la fréquence, elle n'est pas réalisable en large bande par un dispositif passif ou actif simple. La stratégie sous-optimale choisie porte sur la réalisation d'un absorbant « parfait » présentant une impédance normale réduite proche de 1. Pour la mise en oeuvre sur le banc d'essai, le matériau poreux choisi est une toile métallique de faible épaisseur. Les configurations retenues impliquent trois cellules, chacune équipée d'une source secondaire et d'un microphone de contrôle. Le contrôle actif est réalisé grâce à un algorithme feedforward multivoie. Enfin, la puissance rayonnée est mesurée par intensimétrie. Les performances expérimentales confirment les prévisions et permettent une réduction de plus de 5dB sur la bande 50Hz-600Hz, avec des absorbants couvrant seulement 2% de la surface de l'encoffrement.