Accueil du site >

Soutenance de thèse de Alan GESLAIN

Soutenance de thèse de Alan GESLAIN

Vendredi 09 Décembre 2011 à 14h00, Salle de conférences - Bât IAM - 4ième étage

Pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DU MAINE
Spécialité : ACOUSTIQUE

Sujet :

Anisotropie naturelle et induite des matériaux poreux : étude expérimentale et modélisation

devant le jury composé de :

Serge DERIBLEMCF-HDR (LOMC Le havre)
Philippe LECLAIRE, Professeur (ISAT Nevers)
Nicolas DAUCHEZ, Professeur (Supméca Saint Ouen)
Marie-Annick GALLAND, Professeur (Ec. Centrale Lyon)
Erick OGAM, IR (LMA Marseille)
Olivier DAZEL, MCF-HDR (LAUM)
Jean-Philippe GROBY, CR (LAUM)
Sohbi SAHRAOUI, Professeur LAUM

Résumé :

Ce travail de thèse a pour objectif de caractériser le comportement anisotrope des mousses acoustiques. Ces matériaux, couramment employés pour lutter contre les nuisances sonores et vibratoires et sont modélisés à l’aide du modèle de Biot. Celui-ci est basé sur le formalisme de la mécanique des milieux continus à deux champs couplés, l’un associé au solide et l’autre au fluide saturant. Nous nous intéresserons plus particulièrement dans ce travail aux paramètres du solide et aux matériaux présentant une anisotropie (c’est-à-dire des propriétés qui varient suivant les directions) du squelette solide. Ici, deux types d’anisotropie sont distinguées, l’anisotropie naturelle du matériau et celle induite par une action extérieure, cette dernière ayant pour principale cause la compression statique des échantillons. Par ailleurs, trois types de symétries naturelles sont considérés : isotropie, isotropie transverse avec et sans rotation de direction principale. Ce sont celles qui sont le plus couramment rencontrées.

L’analyse expérimentale du type de symétrie des mousses se fait au moyen d’un dispositif, appelé rigidimètre, qui permet de déterminer la raideur mécanique d’échantillons cubiques de mousse sous hypothèse quasi-statique. Celui-ci est couplé à une mesure au vibromètre laser à balayage, permettant de mesurer le déplacement normal des faces des cubes. Des lignes de niveaux des champs de déplacements normaux surfaciques sont ainsi obtenues. Il est alors possible de classer les différents types d’anisotropie en analysant ces courbes de niveaux. Ainsi, avec ces a-priori, une méthode a été élaborée pour déterminer les coefficients de Poisson à l’aide de techniques de minimisation à partir des autres constantes élastiques préalablement déterminées. Ce problème est construit à partir d’indicateurs expérimentaux et d’indicateurs provenant d’un modèle éléments finis.

L’influence de la compression statique sur les modules élastiques est ensuite étudiée. Tout d’abord, la variation du module d’Young en fonction du taux de compression est caractérisée à partir de mesures au rigidimètre. Ensuite, la variation du module de cisaillement en fonction de la compression statique est caractérisée par une méthode d’ondes guidées (en collaboration avec la KULeuven). Il a été montré que les variations de modules élastiques pouvaient être importantes puisqu’elles peuvent atteindre 50 %. Á partir de ces déterminations expérimentales, quatre zones de comportement de la mousse ont été mises en évidence. Ces quatre zones correspondent respectivement à des effets de compression, de flambement, de densification et de réarrangement des cellules. Un modèle éléments-finis microstructural, dans lequel la cellule élémentaire est modélisée par un tétrakaidécaèdre de Kelvin, est enfin proposé. Celui-ci permet de modéliser les trois premières zones, qui correspondent aux compressions statiques usuelles dans les applications acoustiques.

Mots-clefs : matériaux poreux, anisotropie naturelle, anisotropie induite, module élastique. _