CE TRAVAIL EST CONSACRE AU DEVELOPPEMENT D'UN PROCEDE ORIGINAL DE MESURE DE LA VITESSE DE DEBIT EN CONDUITE DONT LE PRINCIPE EST BASE SUR LA MESURE EN PAROI DES FLUCTUATIONS DE PRESSION RESULTANT D'UNE EXCITATION ACOUSTIQUE A FREQUENCES DISCRETES AU SEIN DU FLUIDE. L'ETUDE DES PHENOMENES DE PROPAGATION ACOUSTIQUE EN CONDUITE RIGIDE OU ELASTIQUE EN PRESENCE D'UN ECOULEMENT CISAILLE A CONDUIT A ETABLIR DEUX MODELES ANALYTIQUES PERMETTANT UNE BONNE REPRESENTATION DE LA PRESSION ACOUSTIQUE. ILS SE RAPPORTENT A DEUX GAMMES DISTINCTES DE NOMBRES DE MACH ET SONT FONDES RESPECTIVEMENT SUR UNE APPROXIMATION DE LA CONSTANTE DE PROPAGATION AU PREMIER ORDRE PAR RAPPORT AU NOMBRE DE MACH ET SUR LE MODELE DE PROPAGATION EN ECOULEMENT UNIFORME. TROIS METHODES DISTINCTES SONT ALORS DEFINIES, SELON LA GAMME DES NOMBRES DE MACH PERMISE PAR LES INSTALLATIOINS D'ESSAI, A PARTIR D'UNE RELATION ENTRE LA VITESSE DE DEBIT ET LE DEPHASAGE ENTRE DEUX PRESSIONS ASSOCIEE A UNE CONDITION DE FREQUENCE. POUR FACILITER LEUR APPLICATION, UNE ETUDE EXPERIMENTALE DES CARACTERISTIQUES ACOUSTIQUES DES CONDUITES D'ESSAI (COEFFICIENT DE REFLEXION, CELERITE DES ONDES ACOUSTIQUES, FLUCTUATIONS DE PRESSION TURBULENTE) EST EFFECTUEE AVEC DES TECHNIQUES D'ANALYSE SPECTRALE LARGE BANDE. LES METHODES DE MESURE DE LA VITESSE DE DEBIT SONT TESTEES SUR DEUX BANCS EXPERIMENTAUX (UN CIRCUIT HYDRAULIQUE ET UN CIRCUIT AERAULIQUE) ET COMPAREES AVEC LES RESULTATS OBTENUS PAR D'AUTRES MOYENS DE MESURE. LA TRES BONNE QUALITE DES RESULTATS OBTENUS MONTRE LA VALIDITE DE CES PROCEDES DANS LA GAMME DES DEBITS GENERES DANS LES CONDUITES D'ESSAI. A PARTIR D'UNE SIMULATION NUMERIQUE, LES ERREURS LIEES AUX DEFAUTS DES CHAINES DE MESURE SONT ANALYSEES PAR RAPPORT AUX DIFFERENTS PARAMETRES QUI INTERVIENNENT DANS L'EXPRESSION DES PRESSIONS ACOUSTIQUES

Ce travail concerne le bruit propage à l'intérieur de l'habitacle de véhicules automobiles. Le guide formé par le plancher et la chaussée semble jouer un rôle important sur le niveau de bruit. Les effets de l'écoulement et de la fréquence dans ce guide sont l'objet de ce travail. Cette étude, qui repose sur une méthode modale, concerne la propagation des ondes à l'intérieur d'un conduit bidimensionnel à parois rigides parcouru par un écoulement cisaille. Deux types de profils de vitesse sont considérés : l'écoulement cisaille à gradient constant et l'écoulement représentatif d'une couche limite turbulente. La méthode de résolution repose sur une technique de stratification consistant à diviser le conduit en couches d'écoulement uniforme. Elle permet la détermination des solutions modales par le calcul du potentiel complexe des vitesses acoustiques dans chaque couche, pour les modes amont, aval, propagatifs et évanescents. Les profils de pression correspondants peuvent être déterminés dans la section du conduit. Le mode 'quasi-plan' aval est notamment comparé avec les résultats obtenus par différents auteurs. La troisième partie du travail consiste à étudier, par synthèse modale, le rayonnement d'une source acoustique placée en début de conduit, et à évaluer les effets de la fréquence et de la vitesse de l'écoulement sur l'évolution de la pression au niveau du plancher du véhicule. Dans un premier temps, la propagation est étudiée dans un conduit infini. L'accroissement de la pression moyenne du au cisaillement de l'écoulement a notamment pu être apprécié. Dans un deuxième temps, on étudie l'effet de la réflexion des modes sur une section terminale dans deux cas (la section de pression acoustique nulle et le raccord avec un écoulement uniforme) de façon à observer l'effet de la terminaison sur la répartition de pression sur le plancher.

This experimental study performed at the Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine is concerned with acoustical wave propagation in lined ducts with superimposed stationnary flow. The present waveguides are straight ducts, whose wall may be locally modified. The lined part is globally determined with its impedance. Determine the impedance allows an estimation of the sound attenuation in the lined duct, and thereby industrial applications, such as reduction of noise in exhaust pipes or jet engines. The experiments are performed on locally reacting liners, whose impedances are estimated on the frequency range. A method based on multimodal formulation of the sound propagation is proposed and validated for the studied liners. The modeling gives the transmission characteristics of an acoustic wave. The applications are done whether for a plane wave propagation, or with more modes taken into account, and at last, in cases considering a non uniform flow profile. This method is linked to an inverse method, in order to determine the impedance of the lined part of the duct. The results of the computation are compared to the measurements. The experiments have been performed on flow ducts, and the scattering coefficients are measured by the mean of a usual multimicrophonic method.

La propagation acoustique en pr sence d' coulement est abord e dans ce travail d'un point de vue d veloppement de techniques Laser pour la mesure de vitesse acoustique, du d veloppement de traitement de signal associ mais aussi d'un point de vue de la mod lisation analytique. L'adaptation des param tres de la PIV la mesure de champs de vitesse acoustique a t men e. La solution analytique de la propagation acoustique multi-modale en conduite circulaire en pr sence d' coulement laminaire a t d velopp e. Elle appara t comme une g n ralisation des solutions trouv es dans des cas plus particuliers. Ces r sultats ont t avantageusement compar s ceux issus de la litt rature num rique et on abouti l' tude des effets du cisaillement sur la propagation acoustique. La derni re partie est consacr e au d veloppement d'une nouvelle m thode de traitement de signal issu de mesures LDV. Des comparaisons avec diff rentes m thodes mais galement avec les bornes th oriques de Cram r-Rao laissent esp rer qu'apr s une validation compl te de la m thode, celle-ci sera adapt e l'extraction des composantes acoustiques en pr sence d' coulement.

Divers aspects de la propagation acoustique en présence d’écoulement sont abordés dans ce travail : développement de techniques Laser, traitement du signal associé, modélisation analytique. Une première étude permet d’adapter la Vélocimétrie par Images de Particules à la mesure de champs de vitesse acoustique et d’utiliser cette technique pour la mesure de profils de vitesses dans les couches limites de Stokes. Par ailleurs, une nouvelle méthode de traitement de signaux obtenus par Vélocimétrie Laser à effet Doppler est proposée pour l’extraction de caractéristiques acoustiques dans un écoulement moyen. Les résultats de cette méthode sont avantageusement comparés à des résultats par mesures microphoniques et à ceux d’autres méthodes de traitement de signal. Enfin, une solution analytique pour la propagation acoustique multi-modale en présence d’écoulement laminaire en conduite circulaire est développée. Elle généralise les solutions connues et permet d’analyser les effets du cisaillement.

CE TRAVAIL CONCERNE LA METROLOGIE DES VITESSES ACOUSTIQUES DANS UNE CONDUITE PLEINE D'EAU AU REPOS ET EN ECOULEMENT. NOUS AVONS ETUDIE LA POSSIBILITE D'UTILISER UN ANEMOMETRE LASER A EFFET DOPPLER UTILISANT UN COMPTEUR DE PERIODES POUR MESURER LA VITESSE ACOUSTIQUE LOCALE ET DEFINIR LES PERFORMANCES DU DISPOSITIF. LA VALIDATION DE LA METHODE DE MESURE EST REALISEE PAR COMPARAISON DES VITESSES MESUREES PAR ADL AU VOISINAGE DU PISTON VIBRANT EXCITANT LA CONDUITE A CELLES OBTENUES A PARTIR D'UN ACCELEROMETRE PLACE SUR CE PISTON. LA METHODE FOURNIT L'EVOLUTION TEMPORELLE DE LA VITESSE ACOUSTIQUE. ON DONNE UN ENSEMBLE DE RESULTATS TEL QUE LES AMPLITUDES DE VITESSES ACOUSTIQUES SONT COMPRISES ENTRE 1 MM/S ET 25 MM/S SUR LA GAMME DE FREQUENCE 100 HZ-2500 HZ. LA QUALITE DES RESULTATS MONTRE QUE L'ANEMOMETRIE LASER A EFFET DOPPLER CONSTITUE UN OUTIL PERFORMANT POUR LA MESURE DE VITESSES ACOUSTIQUES. UN SECOND BANC EXPERIMENTAL A ETE CONCU POUR EFFECTUER DES MESURES DE VITESSES ACOUSTIQUES EN PRESENCE D'UN ECOULEMENT MOYEN LAMINAIRE OU TURBULENT, LE NOMBRE DE REYNOLDS POUVANT ATTEINDRE 14000. LA NOUVELLE METHODE DE MESURE MISE AU POINT, DONNE DES RESULTATS TRES SATISFAISANTS TANT QUE LE REGIME D'ECOULEMENT RESTE LAMINAIRE OU PEU TURBULENT. CEPENDANT, IL SERA NECESSAIRE DE DEVELOPPER UNE AUTRE METHODE DE TRAITEMENT DES SIGNAUX POUR EXTRAIRE LA VITESSE ACOUSTIQUE D'UN ECOULEMENT TURBULENT. UNE METHODE DE MESURE INDIRECTE DE LA VITESSE ACOUSTIQUE PAR DEUX PRISES DE PRESSIONS SIMULTANEES EST MISE EN UVRE, LES RESULTATS SONT COMPARES DE MANIERE SATISFAISANTE AVEC CEUX OBTENUS PAR ADL. UNE EVALUATION DES ERREURS LIEES A CETTE METHODE DE MESURE EST DONNEE