Дисертації: "Son – Absorption – Matériaux"

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GUIGNOUARD, PHILIPPE. "L'absorption acoustique des materiaux poreux predictions et mesures." Le Mans, 1991. http://www.theses.fr/1991LEMA1018.

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Анотація:

Differents modeles de prediction de l'impedance de surface en incidence quelconque sont presentes. Deux types de materiaux utilises couramment dans le traitement acoustique des locaux ont ete etudies. Le comportement du premier, une couche de poreux recouverte d'un ecran poreux mince, est decrit a l'aide de la theorie de biot. Deux cas ont ete etudies separement: ecran libre et ecran colle a la surface du poreux. L'impedance de surface a ete determinee a partir d'un formalisme matriciel. Le deuxieme type de materiau, une couche de fibreux recouverte d'un ecran perfore immobile, est caracterise par des constantes de propagation differentes dans les directions normale et planaire a l'aide des lois empiriques de delany et bazley. L'anisotropie du milieu a ete prise en compte suivant le formalisme de pyett. Le champ sonore se propageant dans le materiau est represente par un developpement en series de fourier a deux dimensions. L'influence d'une lame d'air entre le fibreux et le support a ete etudie. Tous ces modeles ont ete valides par des mesures directes de l'impedance de surface a l'aide de la methode du doublet microphonique. Les resultats d'absorption obtenus ont ete compares a ceux de la mesure du coefficient alpha sabine realises en salle reverberante

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Lafarge, Denis. "Propagation du son dans les matériaux poreux à structure rigide saturés par un fluide viscothermique : définition de paramètres géométriques, analogie électromagnétique, temps de relaxation." Le Mans, 1993. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/1993/1993LEMA1009.pdf.

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Dans un contexte d'acoustique aérien, le rôle des longueurs caractéristiques A, A', est mis en évidence lors de mesures d'impédance, pour divers matériaux poreux absorbat)ts tels que mousses réticulées de polyurethane ou laines de verre. Au delà, une réflexion est menée concernant la notion de paramètre géométrique, la symétrie entre effets visqueux et thermiques, le rôle des temps de relaxation visqueux et thermiques. On utilise une analogie électromagnétique pour préciser la position du problème. On montre la relation entre les divers ordres d'approximation et les moments successifs de la distribution des temps de relaxation. Ceci fait apparaître la "théorie universelle" comme l'ordre 0 d'approximation. Finalement, les effets de déviation par rapport à celle-ci sont abordés
The important role played by the characteristic lengths A, A' , is demonstrated by impedance measurements, for different materials such as reticulated polyurethane foams, and glass wool. There follows a discussion of the very definition of the geometrical parameters, the symmetry between viscous and thermal effects, and the viscous and thermal relaxation times. An electromagnetic analogy is used, in order to characterize the physical definition of the problem. A connection between the various degrees of approximation and the successive moments of the relaxation times distributions is demonstrated. As a result, the so-called "universality" appears as being nothing but the approximation of degree 0. Finally, departures from the universality theory are briefly investigated

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Cérézo, Véronique. "Propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques d'un matériau à base de particules végétales : approche expérimentale et modélisation théorique." Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0037/these.pdf.

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Ce mémoire de thèse est consacré à l'étude des propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques du béton de chanvre. Ce matériau est obtenu en mélangeant un liant à base de chaux, des particules végétales et de l'eau. Ces dernières possèdent une porosité intrinsèque importante, du fait de la présence de capillaires. Ceux-ci rendent les particules légères, compressibles et sensibles à l'eau. Le liant contient un mélange de chaux hydraulique et aérienne. Le mélange de ces deux constituants de nature et de caractéristiques très différentes conduit à un matériau dont les propriétés seront variables en fonction des concentrations volumiques de chaque constituant. De plus, ce matériau se distingue par un double réseau de pores, l'un de taille microscopique (10 à 40 mm) et l'autre de taille mésoscopique (< 1 mm). On montre expérimentalement que ces deux réseaux sont connectés. Du point de vue mécanique, le béton de chanvre se caractérise par un comportement élasto-plastique. La résistance en compression varie entre 0,25 et 1,15 MPa. Le module d'élasticité est compris entre 4 et 170 MPa. Ces valeurs sont modestes par rapport à celles des autres matériaux de construction. En revanche; ce matériau peut supporter des niveaux de déformations élevés (0,04 < esmax < 0,15). En s'appuyant sur les observations expérimentales, une modélisation par homogénéisation autocohérente est réalisée. Celle-ci permet d'obtenir un modèle prédictif de la valeur du module d'élasticité pour des formulations et des niveaux de compactage variables. Ensuite, une étude des transferts de chaleur et de masse au sein du matériau sous diverses hygrométries est menée. On a quantifié expérimentalement la sensibilité du matériau à l'hygrométrie ambiante HR. Des campagnes de mesures ont déterminé la conductivité thermique sèche et humide du béton de chanvre pour des formulations et des compacatges différents. Un modèle autocohérent est également mis en œuvre en utilisant deux types de motif générique. Il permet de retrouver les résultats expérimentaux avec une bonne fiabilité. Enfin, une caractérisation de l'absorption acoustique du béton de chanvre est initiée. Elle montre des niveaux d'absorption élevés sur toute la gamme de dosages étudiés (a > 0,5). Ce travail exploratoire met également en lumière un comportement proche de celui d'un milieu à double porosité
This thesis deals with the measurement of physical properties (mechanical, thermal, acoustical) of various formulations of concrete containing vegetable particles. Such material is made up with hemp shives mixed with lime binders. Shives are very porous considering the ratio of capillaries. That fact explains that particles are lightweight, sensible to water and they can be highly strained. The ductile binder is a mixed between hydraulic and aerated lime with sometimes a volume of sand. Depending on the binder proportion, three microstructures of concrete are determined. Moreover, this material presents a microscopic porosity (shives) and a macroscopic porosity. These networks are connected. Vegetable concrete presents a ductile behavior. . The maximum stress and the Young modulus are limited as compare to other building materials but the bearable level of strain is rhigh. A theoretical model made with self-consistent method allows to calculate the Young modulus as a function of the mixture proportion and the compactness level. A comparison with experimental measurements shows a good accuracy of the results. Then, the dry thermal conductivity of vegetable concrete is studied. Considering its high sensibility to water, the level of sorption and the impact on thermal conductivity are evaluated. A self-consistent method leads to a model of dry and wet conductivity taking into account the physical properties (proportions, compactness) and the hygrometry. Lastly, the sound absorption of vegetable concrete is measured. The values are high. This first step in the study of the acoustical properties shows a behavior, which can be compared to materials with a double porosity

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Gareton, Vincent. "Contribution à l'acoustique de conduits traités avec un matériau poreux : mesures de constantes élastiques et effets de la température." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2104.

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Les matériaux poreux (fibreux, mousses plastiques) sont couramment employés dans diverses situations industrielles visant à réduire le niveau sonore de systèmes acoustiques comme les moteurs, les gaines d'aérations, ou les habitacles de véhicules. Ce travail de thèse comporte trois parties distinctes concernant la propagation acoustique et les matériaux poreux. Dans les deux premières parties, l'étude un conduit rectiligne de géométrie 2D traité avec un matériau poreux est exposé. Le matériau poreux est considéré d'abord à structure rigide, la théorie du "fluide équivalent" est alors utilisée. Puis, la structure est considérée souple et la théorie complète de Biot est employée. Afin de déterminer les modes se propageant dans de tels systèmes, les constantes de propagations sont d'abord identifiées dans la limite basse fréquence où la relation de dispersion se simplifie et fait apparaître deux familles de modes différentes liées aux sous-systèmes du conduit. Lorsque le matériau est considéré à structure souple, une famille supplémentaire de mode liée à la nature "solide élastique" du traitement poreux doit être prise en compte. Les différentes solutions sont ensuite suivies numériquement, en incrémentant la fréquence jusqu'à la fréquence désirée, pour générer l'ensemble des modes présents. Une application numérique montre l'intérêt de l'évaluation de l'ensemble des modes spécifiquement pour identifier le mode le moins atténué pour chacune des fréquences considérées. La généralité de la méthode est validée en considérant un conduit à géométrie cylindrique. La troisième partie du travail est consacrée à l'effet de la température sur le comportement acoustique d'un matériau poreux. Une expérience a été mise en place pour mesurer la variation de résistivité au passage en fonction de la variation de température (plusieurs centaines de degrés) d'échantillons de poreux de nature différentes (billes de céramique, laine de roche). Il en résulte que la variation de la viscosité de l'air ne décrit pas complètement la variation de résistivité : une correction est à prendre en compte qui est attribuée à une modification de la géométrie interne du matériau mesuré. Enfin, le dernier chapitre expose une méthode acoustique permettant d'évaluer une constante élastique d'un matériau poreux. L'absorption d'un système constitué d'une plaque rigide imperméable couplée à une large surface de matériau poreux est mesurée à l'aide de la méthode du doublet microphonique. La comparaison avec l'absorption simulée par le logiciel de prédictions acoustiques Maine3A permet l'extraction du module de compression longitudinal. Cette mesure est ensuite comparée celle issue d'une méthode mécanique traditionnelle : le banc de traction/compression. Les résultats montrent un accord satisfaisant pour des matériaux tels que les fibreux. Les limitations de l'expérience dans sa configuration actuelle sont exposées lors des mesures d'un matériau de type mousse plastique.

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Olny, Xavier. "Absorption acoustique des milieux poreux a simple et double porosité : modelisation et validation experimentale." Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0114.

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Les matériaux poreux sont très souvent utilisés en tant que dispositifs absorbants dans les environnements bruyants, pour le bâtiment ou en milieu extérieur. Il est utile de pouvoir décrire ces matériaux, en vue de les adapter pour des performances souhaitées. L'acoustique des milieux à simple porosité est rappelée, en introduisant la méthode d'homogénéisation des milieux périodiques à échelles séparées. Les principaux modèles phénoménologiques existants sont également présentés. La méthode HSP, bien adaptée à la description des milieux à double porosité, est utilisée pour mettre en évidence la diversité des couplages inter-échelles pouvant exister, pour des matériaux « réalistes ». La théorie est confrontée à des mesures expérimentales effectuées sur des matériaux à double porosité artificiels faits de panneaux microporeux perforés. On montre que le comportement de milieux poreux à échelles multiples, peut être très différent de celui d'un matériau à simple porosité. Deux milieux microporeux sont utilisés pour construire des matériaux à double porosité correspondant aux situations de fort et faible contraste de perméabilité. Il ressort que la création d'un second réseau de pores peut contribuer à améliorer significativement 1' absorption du matériau microporeux initial, et ceci dans une large bande de fréquence. En ce qui concerne le dispositif expérimental, les mesures à basse fréquence ont été réalisées dans un tube à ondes stationnaires de grandes dimensions, pour laquelle la méthode de la fonction de transfert à un microphone a été adaptée. Parallèlement, il a été montré que l'utilisation de signaux périodiques sinusoïdaux pseudo-aléatoires pouvait améliorer la détermination de la fonction de transfert de systèmes linéaires corrompus par des non-linéarités
Porous materials are widely used as passive absorbers in noisy buildings or outdoor environment. It appears useful to be able to describe and adapt the material to wanted performances. Acoustics of simple porosity media is recalled using an homogenisation technique of periodic separated scale media (HSP). The main phenomenological existing models are also presented. Then the HSP method, well adapted to double porosity media, is used to point out the diversity of interscale couplings in realistic media. The theory is compared to experimental measurements performed on artificial double porosity materials made of micro porous perforated panels. It is shown that the behaviour of multi-scale porous media can be significantly different from single porosity material. Two microporous media are used to build double porosity media corresponding to the cases of high and low permeability contrast. It appears that a second network of pores can greatly improved the absorption of the initial microporous material in a wide range of frequencies. Regarding the experimental set-up, the low frequency measurements have been performed in a large standing waves tube using an adaptation of the single microphone transfer function method. Also, Periodic sinusoidal pseudo-random test signals have been shown to improve the quality of the measurement regarding the distortion effects

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REBILLARD, PASCAL. "Prediction de l'impedance de surface des materiaux poreux stratifies par la theorie de biot." Le Mans, 1991. http://www.theses.fr/1991LEMA1006.

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Apres avoir rappele les lois de l'elasticite et les definitions des grandeurs acoustiques regissant le comportement des milieux monophasiques, nous etudions d'une facon simplifiee les phenomenes visco-thermiques et introduisons les expressions des parametres physiques caracteristiques d'un milieu poreux. A partir de la theorie de biot, nous modelisons la propagation du son dans les materiaux poreux stratifies, sous incidence oblique, en tenant compte de la contribution des ondes longitudinales de premiere et de seconde espece, et aussi de l'onde transverse. L'utilisation de matrices de transfert, permet de calculer simplement l'impedance de surface des materiaux poreux stratifies comportant eventuellement des ecrans impermeables ou poreux. La procedure de mesure de l'impedance de surface par la methode du doublet microphonique est exposee, puis, a titre de validation des modeles prealablement etablis, les resultats de mesures sont compares a ceux obtenus par calcul pour divers materiaux stratifies comprenant des couches poreuses, des ecrans minces poreux, et des ecrans impermeables. Il apparait que les modeles proposes peuvent donner une description correcte du comportement acoustique des materiaux consideres

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Castel, Franck. "Modélisation numérique de matériaux poreux hétérogènes : application à l'absorption basse fréquence." Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0029/these.pdf.

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Cette thèse porte sur la modélisation numérique des matériaux poreux hétérogènes afin d'optimiser l'absorption acoustique en basses fréquences. Une méthode éléments finis quadratiques basée sur la formulation de Biot généralisée et sur une formulation en fluide équivalent a été implantée et validée. Une procédure d'adaptation automatique de maillage a également été mise au point et validée dans le cas d'une formulation fluide équivalent. Un estimateur d'erreur a posteriori évalue l'erreur d'interpolation en effectuant une dérivation discrète du type différences finies sur les valeurs nodales du gradient de la pression. Un critère a été établi afin de piloter le raffinement du maillage. Dans un premier temps, l'outil est utilisé dans le cadre des matériaux à double porosité (matériaux à deux échelles de pores). Les résultats obtenus conforment les résultats théoriques d'Olny. Le pic caractéristique présent sur les spectres d'absorption des matériaux offrant un bon contraste de perméabilité est bien prédit. Une interprétation de ce pic est proposée à l'aide de la visualisation des puissances dissipées par éléments. Une technique d'optimisation des matériaux à double porosité basée sur la méthode des surfaces de réponses est également proposée. Enfin, l'adaptation automatique de maillage est utilisée pour effectuer une étude paramétrique de l'absorption de matériaux bi-couches présentant des fuites sur le pourtour de l'une ou l'autre de leur couche. Il est montré que l'influence de la fuite est plus importante lorsqu'elle est présente sur le pourtour de la première couche et que cette dernière n'est pas trop mince. Cette étude montre qu'il est possible d'améliorer l'absorption des matériaux au moyen de fuites. L'outil développé est fiable. L'adaptation automatique reste limitée à l'utilisation d'une formulation en fluide équivalent
This PhD thesis deals with the numerical modelling of the low frequency absorption of porous heterogeneous materials. A quadratic finite element method based on Biot-Allard's theory and on an equivalent fluid formulation has been implemented and validated. An auto adaptative meshing procedure has been developed and validated in the case of the equivalent fluid formulation. An a posteriori error estimator was used to evaluate the interpolation errors using a finite difference like derivative of the pressure gradient at the mesh nodes. A criterion has been established in order to control the mesh refinement. The developed tool has been used for the modelling of double porosity materials (materials with a double scale of pores). The results obtained confirm Olny's analytical results. The distinctive peak found on the absorption spectra is well predicted. Its position can be determined analytically for periodic homogeneisable materials. The dissipated powers within the mesh elements are used to interpret the diffusion layer and the associated absorption peak. Moreover, an optimisation technique based on a surface response method is also proposed for double porosity materials. The developed tool is finally used for a parameters study of double layer materials with lateral leaks. It is shown that air leaks affect more the first layer. This effect increases with the layer thickness and flow resistance. This study shows in particular that it is possible to enhance the absorption of materials with air partitions. The developed tool is reliable and easy to use. However, the proposed auto adaptative meshing technique is limited to the equivalent fluid formulation

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Lemarinier, Pavel. "Propagation du son dans des mousses et une laine de verre a structures rigides saturees par de l'air : validation experimentale de modeles thermiques, analogie dielectrique, impregnation polymere d'une mousse." Le Mans, 1997. http://www.theses.fr/1997LEMA1004.

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Dans un contexte de materiaux absorbants, des valeurs experimentales du facteur de forme m' sont obtenues lors de mesures dynamiques de la compressibilite de l'air dans des mousses polyuethanes reticulees et une laine de verre. Une reflexion est menee concernant la validite des modeles thermiques de propagation du son dans ces structures, le cas d'un echauffement partiel du solide etant pris en compte. Une analogie avec les dielectriques est utilisee pour preciser la nature de la relaxation des susceptibilites etudiees. On montre la similitude de ces fonctions aux formes de relaxation bien connues de debye, davidson-cole et cole-cole selon la valeur correspondante du parametre m' ou de son homologue visqueux m. Dans une mousse partiellement recouverte de polymeres, des ameliorations notables du coefficient d'absorption sont obtenues vers 1250 hz, dont la justification theorique semble ne pouvoir se passer de l'hypothese de facteurs visqueux m grands.

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Chedly, Slaheddine. "Compromis choc acoustique des matériaux poreux : relations procédé – produit - performances." Reims, 2008. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000856.pdf.

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Dans le secteur automobile, la sécurité prend de l’ampleur depuis quelques années et les constructeurs automobiles s’investissent dans le développement des nouvelles technologies pour que leurs produits soient plus sûrs aux passagers. Dans le contexte normatif actuel concernant à la fois le choc piéton et le bruit des véhicules, la sélection de matériaux offrant un bon compromis entre ces deux aspects pour la conception des capots est au cœur des préoccupations des constructeurs automobiles. Une voie possible est l'utilisation de matériaux poroélastiques collés sous le capot moteur, qui offrent une bonne dissipation de l'énergie en cas de choc, et une bonne atténuation des ondes acoustiques émises par le moteur. Pour cela, une maîtrise des relations Procédé – Produit – Performances est nécessaire. Les outils de modélisation (Méthode de surface des réponses, le Krigeage,…) permettent de bâtir des modèles empiriques exprimant les performances choc et acoustique des matériaux poreux dans le but de quantifier les relations Procédé – Performances et Produit – Performances. Dans ce mémoire, le choix des entrées et des sorties et du type de la table d’expériences est une étape cruciale dans la perspective de construction des méta-modèles. Les algorithmes génétiques étaient un moyen efficace dans la recherche des compromis choc – acoustique des matériaux poreux vis-à-vis des conditions de mise en forme et des caractéristiques intrinsèques. La finalité de ce travail est la recherche du matériau idéal offrant des bonnes performances d’isolation du choc et d’absorption acoustique, en fonction des paramètres de mise en forme ou des caractéristiques poroélastiques, en restant dans l’espace de conception fixé au début de la démarche
In car industry, security is an important subject in recent years and car manufacturers involve in the development of new technologies so that their products are more reliable for passengers. In the current context concerning both pedestrian shock and vehicles noise, materials selection offering good compromise between these aspects is an important concern of vehicle manufacturers. One possibility is the use of poroelastic materials stuck under engine cowling, which offer good energy dissipation upon impact, and good attenuation of acoustic waves emitted by the engine. For this, knowledge of Process - Product - Performances relationships is necessary. Modeling tools (Responses Surface Method, Kriging,…) are used to build empirical models expressing shock and acoustic performances of porous materials in order to quantify the relationship Process - Performances and Product - Performances. In this brief, the choice of inputs, outputs and experimental design type is crucial in the prospect of building meta-models. Genetic algorithms were effective tool when searching porous materials shock - acoustic compromise according to process conditions and intrinsic characteristics. The purpose of this work is searching ideal material offering good performances in shock absorption and acoustic isolation in the design area of design

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Houdouin, Alexandre. "Vers une paroi acoustique absorbante en technologie MEMS." Thesis, Le Mans, 2014. http://www.theses.fr/2014LEMA1020/document.

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Les travaux présentés portent sur l'élaboration d'une paroi acoustique absorbante de faible épaisseur capable d'absorber des ondes acoustiques de basses fréquences (500 - 1500 Hz). Le bruit est en effet la première source de nuisances environnementales évoquée par le public. Cette gêne nécessite la mise en place de traitements acoustiques dans le but d'améliorer le confort. Cependant, dans certaines conditions, les contraintes portant sur l'encombrement des solutions absorbantes limitent fortement leur utilisation. En effet, de manière générale, plus les fréquences du son à atténuer sont basses plus les éléments à utiliser doivent être épais. La paroi acoustique absorbante conçue dans le cadre de cette thèse est basée sur un réseau de transducteurs électrodynamiques, réalisés en technologie MEMS. Ce type de paroi permet de contrôler l'absorption obtenue à partir de charges électriques adaptées, connectées aux bornes des transducteurs. Afin de dimensionner les différents éléments de cette paroi absorbante, un modèle analytique de l'absorption de la paroi prenant en compte le comportement des transducteurs électrodynamique utilisés ainsi que les couplages acoustiques entre les différentes sources qui sont particulièrement importants dans le domaine des basses fréquences, a été développé. Ce modèle a été validé par 2 moyens : i) des modélisations par éléments finis et ii) la mesure de l'absorption acoustique des prototypes réalisés, mesure obtenue pour deux types de transducteurs. L’une est basée sur des micro-haut-parleurs commerciaux, l'autre sur un transducteur miniature MEMS de dimensions similaires mais dont le rendement de conversion est d’un ordre de grandeur supérieur aux micro-haut-parleurs conventionnels. La modélisation analytique a montrée deux voies d'améliorations qui ont été entreprises, la première sur la suppression des courts-circuits présents au niveau du transducteur, la seconde sur l'optimisation du facteur de force permettant l'amélioration du rendement de conversion électro-mécanique. Les résultats d'absorption acoustique obtenus à partir des transducteurs MEMS montrent que la solution possède un réel intérêt dans le domaine des basses fréquences là où les solutions conventionnelles sont peu efficaces
The work presented in this thesis focuses on the development of a sound absorbent thin solution able to absorb sound waves of low frequency (500 - 1500 Hz). Noise is, actually, the primary source of environmental pollution raised by the public. This discomfort requires the establishment of acoustic solutions in order to improve the acoustic comfort. However, under certain conditions, the thickness of absorbent solutions strongly limit their use. Indeed, in general, more frequencies are low more the acoustic solutions used must be thick. The sound absorption noise of the solution presented in this work is based on a network of miniature electrodynamic transducers controlled from appropriate electrical loads connected to the terminals of the transducers. An analytical model of the behavior of sound absorbing wall was developed. This model takes into account the behavior of electrodynamic transducers used and the acoustic coupling between the various sources that are particularly important in the area of low frequencies. This model has been validated by two means : i) finite element modeling and ii) measuring the absorption of acoustic prototypes. Two types of absorbent walls were made. One is based on commercial micro-speakers, the other on a miniature MEMS transducer of similar dimensions but the conversion efficiency is an order of magnitude greater than conventional micro-speakers. Analytical modeling has shown two ways of improvements that have been undertaken, the first on the removal of short circuits present at the transducer, the second on optimizing the force factor for improving the conversion efficiency of electro-mechanics. The results sound absorption obtained from the MEMS transducers show that the solution has a real interest in the low frequency range where conventional solutions are not very effective

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Nennig, Benoit. "Contribution à l'étude de matériaux absorbants acoustiques en présence d'écoulement." Compiègne, 2010. http://www.theses.fr/2010COMP1858.

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La propagation et l'absorption du bruit en présence d'un écoulement moyen représente un des problèmes majeurs en matière d'acoustique des transports. On peut citer à titre d'exemple les silencieux automobiles ou les traitements intérieurs des nacelles des réacteurs d'avions. En particulier nous nous sommes intéressés aux matériaux non localement réactifs dans le domaine fréquentiel. Le modèle de Biot qui permet la description de la phase fluide et de la phase solide a été retenu pour la description des matériaux poreux. Deux approches originales ont été développées. La première, basée sur une méthode modale, a permis d'observer les effets de la convection ainsi que l'influence du squelette du matériau poreux sur l'absorption en considérant simplement un écoulement uniforme. Cette méthode étend le mode matching aux problèmes vectoriels et a permis d'obtenir des résultats fiables et rapides sur des géométries canoniques. La seconde méthode, basée sur la méthode des éléments finis, a permis d'étudier en particulier l'effet de l'écoulement en modélisant la propagation dans les écoulements non potentiels grâce à l'équation de Galbrun, modèle équivalent aux équations d'Euler linéarisées. Les effets de réfraction dans la couche limite et leurs effets sur l'absorption ont pu être observés et quantifiés sur des géométries complexes
The propagation and absorption of sound waves in ducts with flow is a major issue in applied acoustics. The practical applications of such work range from noise transmission in vehicle exhaust systems, through ventilation and air conditioning ducts, to the prediction of more complex three-dimensional fields in aircraft engine-duct systems. In this work, we propose two methods in order to model non-locally reacting liners in the frequency domain. The Biot's model, which describes both solid phase and fluid phase acoustic interactions, is used in the absorbing poroelastic material. Depending on the problem, two approaches have been investigated: (i) A mode matching scheme has been developed in the case of a uniform mean flow and for circular ducts. This model has been shown to produce fast and accurate results when compared with a full FEM model. The technique allows us to identify respectively the influence of the elastic skeleton of the absorbing material well as the convection effects due the mean flow. (ii) To tackle more complex geometries, a finite element model based on Galbrun's equation (equivalent to the Linearized Euler Equations) has been developed. The refraction effects in the boundary layer on the Transmission Loss of dissipative silencers are shown

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Thenail, Denis. "Contrôle actif d'impédance et optimisation des performances d'un matériau poreux." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1995. http://www.theses.fr/1995ECDL0011.

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Le contrôle actif du bruit, sous sa forme la plus développée, consiste à faire interférer l'onde acoustique indésirable avec une onde secondaire adaptée pour minimiser la pression. Cette méthode de réduction du bruit n'est pas toujours réalisable. Pour un grand volume et en présence d'un champ acoustique incohérent, la seule facon d'affaiblir les niveaux sonores est de contrôler l'impédance de parois afin de réaliser une absorption d'énergie acoustique la plus importante possible. La premiere méthode que nous présentons pour le contrôle de l'impédance consiste à traiter les signaux de pression et de vitesse à proximité de la source secondaire pour réaliser une condition de nonéflexion: l'impédance imposée est alors l'impédance caractéristique de l'air. Cette méthode est testée dans un tube de Kundt et donne d'excellents résultats en très basses fréquences. Le systême est implanté en paroi latérale d'un conduit. L'absorption est alors visualisée grâce à des mesures d'intensité. Nous démontrons également, par l'intermédiaire d'un code de calcul, la nécessité de traiter une surface de dimensions comparables aux longueurs d'ondes en présence. C'est pourquoi une seconde méthode est aussi proposée qui ameliore par contr^ole actif les propriétés absorbantes d'un matériau poreux. Un modèle et des expériences permettent de montrer que le contrôle d'impédance peut se simplifier, pour ne plus porter que sur la pression acoustique à l'arrière du matériau. L'absorption acoustique active peut alorsêtre développée de façon extensive à un coût plus compatible avec une utilisation en situation réelle
In its most developed version, active control of sound aims to create a cancelling secondary acoustic wave, which destructively interferes with the undesired noise. The performance of this noise reduction strategy is limited by the coherance level of the acoustic field, and by the volume of the zone to be made quiet. For a "large" system, in the presence of an incoherent field, the only potentially effective method to achieve a global noise reduction is to control the acoustic impedance at the walls, and hence to maximize acoustic absorption. Our first method for the active controL of acoustic impedance consists of processing the acoustic pressure and velocity informations close to the control actuator, in order to match the impedance with that of the air. In a KUndt's tube, this method works best for very low frequency excitations. Then, the active absorber is implemented along the lateral wall of a duct. The intensity measurements taken do show the absorption by the control speaker. It is shown through numerical calculations, that sound absorption has to be performed over an extensive area of the surface, as compared to the acoustic wavelenghts in the system. Therefore, we present a second method, which uses active control means to improve the acoustic absorption by a porous layer. We demonstrate through a model and experiments, that the impedance control can be reduced to a simpler acoustic pressure control at the rear face of the absorbent material. Thus, we can consider an extensive application of active absorption of sound at lower cost, a necessary constraint for practical applications

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Roche, Jean-Michel. "Simulation numérique de l'absorption acoustique de matériaux résonants en présence d'écoulement." Le Mans, 2011. http://www.theses.fr/2011LEMA1027.

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Afin de réduire le bruit de soufflante, les parois d'entrée des nacelles de réacteurs d'avion sont traitées par des plaques de nids d'abeille perforés. Si l'absorption de ces matériaux résonants peut être analytiquement prédite à faible niveau sonore et en l'absence d'écoulement, ce n'est pas le cas en conditions réelles d'emploi, à forte intensité acoustique et en présence d'un écoulement rasant. Dès lors, en vue d'une amélioration de leurs propriétés d'absorption, une meilleure compréhension de leurs mécanismes de dissipation et des variations d'impédance associées est nécessaire : c'est l'objet de ce travail de thèse. La réponse d'un résonateur à différents types d'excitations est donc simulée numériquement, par le biais de calculs tridimensionnels directs (résolution des équations de Navier-Stokes compressibles) menés avec le code de mécanique des fluides et d'énergétique CEDRE, développé à l'ONERA. Dans un premier temps, les effets d'une augmentation de niveau sonore sur le comportement acoustique du résonateur sont mis en évidence et évalués, en incidence normale puis en incidence rasante, par des approches « globales » (ne nécessitant la connaissance que des champs fluctuants dans des zones éloignées du col du résonateur) et« locales» (à partir des champs fluctuants relevés sur la face d'entrée du col). L'efficacité relative des mécanismes de dissipation par frottements visqueux et par lâchés tourbillonnaires est étudiée et la notion d'absorption« non-linéaire» est reprécisée. Dans un second temps, le cas plus complexe d'une excitation sonore couplée à un écoulement stationnaire de nombre de Mach 0. 1 est abordé. Les non-linéarités supplémentaires engendrées par la présence de l'écoulement sont mises en évidence par simulation numérique et validées par confrontation à des mesures réalisées par Vélcimétrie Laser Doppler sur le banc aéro-therrno-acoustique de l'ONERA. Leur impact sur l'impédance du résonateur est quantifié, les résultats obtenus étant alors comparés à divers modèles empiriques
Perforated honeycomb panels are set in the aircraft inlet nacelles to reduce fan noise. The absorption of these resonant liners can be analytically predicted at low sound level, without a flow, but not when they are excited by high-level sound waves coupled with a grazing flow. Therefore, in order to improve their acoustic properties, a better understanding of their dissipation mechanisms and of the associated variations of their impedance is needed: this is the purpose of this PhD work. To achieve this aim, the behavior of a resonator impacted by different kinds of excitations is numerically computed, by three-dimensional direct numerical simulations (the compressible Navier-Stokes equations are solved) performed on the ONERA CFD CEDRE code. The effects of a rise of sound level over the acoustic properties of the resonator are first highlighted and evaluated, for a normal incidence and then for a grazing one, by "global" approaches (based only on the fluctuating fields in areas far from the resonator opening) and "local'' approaches (based on the fluctuating fields in the opening inlet). The relative efficiency of the dissipation mechanisms by wall friction and by vortex shedding is studied and the nature of the nonlinearity of absorption is clarified and discussed. The more complex configuration of an acoustic excitation coupled with a stationary 0. 1 Mach number flow is then studied. The additional nonlinearities generated by the presence of the flow are highlighted by numerical simulation and validated by comparison with Laser Doppler Velocimetry measurements carried out on the aerotherrno-acoustic bench of ONERA. Their impact on the impedance of the resonator is quantified, the results being ultimately compared to empiric models

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Hu, Ying. "Développement de panneaux hybrides passifs/actifs pour l'acoustique." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00627868.

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Les panneaux passifs, en particulier les doubles-cloisons, permettent d'obtenir de bonnes performances en isolation acoustique pour éliminer les bruits indésirables en moyennes et hautes fréquences. Ils ont été largement utilisés dans les domaines du bâtiment ou encore de l'industrie du transport. Un panneau hybride actif/passif est ici étudié, afin d'obtenir de bonnes performances en absorption et en isolation sur une gamme incluant des basses fréquences. La source secondaire est réalisée par une plaque active composée de deux céramiques piézo-électriques collées sur une plaque en acier. Le coeur du double panneau peut inclure un matériau poreux pour améliorer les performances de l'ensemble. Les résultats numériques et les données de mesure montrent que ces panneaux présentent sur une large bande de fréquences de bonnes performances avec contrôle actif.

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Lacour, Olivier. "Réduction du bruit par contrôle actif d'impédance : application à des problèmes vibroacoustiques internes." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10113.

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Dans ce travail, la reduction des niveaux de pression transmis a l'interieur d'un espace confine par une paroi vibrante est envisagee par action sur les conditions aux limites d'impedances acoustiques. Dans deux cavites tests, nous montrons l'influence des impedances sur l'energetique globale dont les interactions fluide-structure. Des experiences associees a chaque etude ont ete realisees en utilisant des methodes de controle actif d'impedance precedemment developpees. Une technique originale dite hybride combine astucieusement les proprietes dissipatives des materiaux poreux en basses frequences et un controle actif de pression en boucle fermee. Premierement, nous considerons la configuration academique d'une cavite uni-dimensionnelle de longueur fixee, excitee par une source primaire a une extremite, et terminee par une impedance active a l'autre. Selon une analyse harmonique, la valeur optimale de l'impedance minimisant l'energie acoustique requiert un fonctionnement non-causal. Aussi des strategies sous-optimales sont etudiees experimentalement et analytiquement, comme l'absorption totale realisee par adaptation d'impedance. La realisation d'une telle condition est possible sans signal de reference avec la methode hybride ; les attenuations obtenues pour des excitations large bande confirment l'interet de cette strategie. Nous considerons ensuite une cavite parallelepipedique rigide dont une des parois est une plaque flexible en appuis simples. Sous une excitation externe, le champ de pression interne est celui d'un systeme vibroacoustique couple. Nous exploitons a nouveau l'idee de le controler par l'intermediaire des impedances actives parietales, en procedant a une analyse theorique basee sur des developpements modaux et associee a un dispositif experimental specialement concu. Sur des excitations sinusoidales ou large bande, il est montre que l'efficacite du controle d'impedance depend du degre de couplage fluide-structure.

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Dupont, Samuel. "Caractérisation de matériaux acoustiques par antennes microphoniques sphériques et hémisphériques." Thesis, Le Mans, 2020. http://www.theses.fr/2020LEMA1016.

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Les matériaux de traitement acoustique tels que les mousses, tissus ou moquettes sont utilisés dans de multiples domaines afin d'absorber le son. Cela peut être à des fins de protection (travailleurs) ou pour apporter du confort (bâtiments, voitures, avions, etc ). Afin de dimensionner et choisir quel matériau utiliser en fonction de chaque situation, on utilise des calculs prévisionnels basés sur les caractéristiques des matériaux et permettant d'obtenir leur coefficient absorption où encore l'impédance de surface.Les caractérisations sont classiquement réalisées en laboratoire à partir de mesures normalisées via le tube d'impédance ou la méthode de la chambre réverbérante. Néanmoins, celles-ci possèdent de nombreuses limitations.La problématique de ce projet de doctorat est de trouver des solutions à partir de mesures réalisées à l'aide d'une antenne de microphones pour calculer les caractéristiques de matériaux acoustiques de manière fiable et robuste tout en dépassant les limitations des méthodes usuelles. Ce document est une synthèse des travaux menés dans cette direction. Le problème est traité au travers de deux grandes approches, les approches de type holographique où l'on reconstitue la pression acoustique et la vitesse normale particulaire pour estimer l'impédance de surface et les approches de correspondance de modèle (optimisation) où l'on identifie l'impédance de surface qui minimise l'erreur entre les mesures et le modèle. Les méthodes développées sont présentés pour différentes géométries d'antenne de microphones : sphérique, hémisphérique et planaire. Elles sont séparées entre les méthodes qui dépendent d'une géométrie et celles qui peuvent être appliquées à plusieurs géométries. Des simulations et des expériences sont réalisées afin de valider les modèles développés, enfin les avantages et inconvénients des méthodes proposées sont discutés
Sound absorbing materials such as foams, textiles or carpets are used in many areas to absorb sound. This can be for protection (workers) or comfort (buildings, cars, airplanes, etc.).In order to dimension and choose which material to use according to each situation, predictive calculations are used based on characterizations giving the absorption coefficients and/or surface impedance of the said materials.The characterizations are typically carried out in the laboratory using standardized measurements techniques such as the impedance tube or the reverberation chamber method. However, these have many limitations. The problematic of this PhD project is to find solutions by using a microphone antenna system to determine the properties of acoustic materials in a reliable and robust way while overcoming the limitations of conventional methods. This document is a synthesis of the work carried out in this direction. The problem is addressed through two main approaches, the holographic type approaches where one reconstructs the sound pressure and the normal particle velocity to estimate the surface impedance and the model matching (optimization) approaches where one identifies the surface impedance that minimizes the error between the measurements and the model.These models are presented for different microphone antenna geometries: spherical, hemispherical and planar. They are separated between methods that depend on one geometry and those that can be applied to several geometries.Simulations and experiments are shown to validate the developed models

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Valibouse, Pierre. "Mesure des caractéristiques intrinsèques des matériaux dans l'eau, avec un tube à impédance en incidence normale." Compiègne, 1990. http://www.theses.fr/1990COMPD317.

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La discrétion acoustique prenant une part de plus en plus importante dans la lutte sous-marine, des matériaux de masquage acoustique sont utilises pour atténuer le rayonnement acoustique des sous-marins. Il s'avère donc nécessaire de connaître parfaitement les caractéristiques de ces matériaux afin d'en prévoir leur efficacité. Actuellement, les moyens acoustiques de caractérisation de ces matériaux ne permettent d'obtenir qu'une information relative globale sur le matériau, et non pas de connaître ses caractéristiques intrinsèques telle la célérité complexe des ondes. Le travail décrit dans cette thèse concerne le développement d'un système acoustique s'inspirant du principe des tubes à impédance aériens, qui permet d'accéder à la célérité complexe des ondes dans le matériau. Malgré le couplage fluide-structure induit par la présence de l'eau dans le tube, la plage d'utilisation de ce moyen d'essais se situe entre 50 et 2000 Hz. L'étude par éléments finis du comportement de l'échantillon placé dans le tube et soumis à une pression acoustique a permis de déterminer les conditions limites mécaniques devant lui être appliquées de manière à modéliser simplement son comportement (identique à celui d'une plaque de surface infinie). Les essais acoustiques ont mis en évidence les limites des méthodes classiques de mesure utilisées dans les tubes aériens pour accéder à la célérité complexe des matériaux. En modélisant le tube à impédance par un système multi-couches infini, l'identification par optimisation sur les célérités complexes du matériau et de l'eau à l'aide de la méthode du simplex, des fonctions de transfert théorique et expérimentale entre deux capteurs, permet d'obtenir le spectre de la célérité complexe du matériau des les basses fréquences. Les fonctions de transfert sont mesurées à l'aide des techniques référentielles ou sélectives « H1 ». Ce moyen d'essais permet aussi l'étude du comportement des matériaux soumis à une pression hydrostatique.

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Huang, Weichun. "Acoustic properties of natural materials." Thesis, Le Mans, 2018. http://www.theses.fr/2018LEMA1031/document.

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Dans cette thèse, nous étudions un métamatériau inspiré de la paille de blé pour l'absorption parfaite du son. Une botte de paille estidéalisée comme un milieu poreux anisotrope, composé d’un arrangement périodique très concentré de tubes creux cylindriques. L’approche théorique de ce métamatériau repose sur l'homogénéisation asymptotique à deux échelles d'un réseau perméable de résonateursparfaitement rigides dont la physique est enrichi par des résonances internes. Les principales caractéristiques de ce milieu poreux sont lacompressibilité effective négative autour de la résonance du tube et la réduction drastique de la vitesse de propagation du son (slowsound) à très basse fréquence. Une configuration optimale est conçue, basée sur la condition de couplage critique, pour laquelle la fuited’énergie du système résonnant ouvert est parfaitement compensée par les pertes intrinsèques induites par les pertes viscothermiques.Des mesures en tube à impédance sont effectuées sur des échantillons fabriqués par impression additive pour valider les résultatsthéoriques. Nous montrons que ce métamatériau est un absorbeur sub-longueur d'onde capable d’une absorption parfaite à très bassefréquence et d'introduire une quasi-bande interdite autour de la résonance du tube. De plus, la nature anisotrope de ce matériau conduit àune absorption globalement élevée à basse fréquence et ce pour toutes les incidences. Cette étude offre la possibilité de concevoir unabsorbeur acoustique sélectif en angle et en fréquence. Pour conclure, les résultats de cette thèse montrent que la paille est un boncandidat pour une absorption acoustique parfaite
Straw-inspired metamaterials for sound absorption are investigated in this Thesis. A straw stack is idealized as a highly concentratedresonant anisotropic porous medium constituted of a periodic arrangement of densely packed cylindrical hollow tubes. The approach tothis metamaterial relies on the two-scale asymptotic homogenization of a permeable array of perfectly rigid resonators, where the physicsis further enriched by tailoring inner resonances. The main features of such sound absorbing medium are the possibility for the effectivecompressibility to become negative around the tube resonance and the drastic reduction of the effective sound speed (slow sound) at verylow frequency in the system. Moreover, an optimal configuration for sound absorption is designed, based on the critical couplingcondition, in which the energy leakage out of the open resonant system is perfectly compensated by the intrinsic losses induced by thevisco-thermal losses both in the anisotropic matrix and in the resonators. Impedance tube measurements are performed on 3-D printedsamples with controlled parameters to validate the theoretical results. This metamaterial is a sub-wavelength absorber that can achievetotal absorption at a very low frequency and possesses a quasi-band-gap around the tube resonance. Furthermore, the anisotropic nature ofthe configuration gives rise to high absorption at low-frequency range for all incidences and diffuse field excitation. It paves the way tothe design of angular and frequency selective sound absorber. To conclude, the results of this Thesis show that straw is a good candidatefor perfect sound absorption

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Amiot, Marion. "Mise en œuvre et étude de structures de nontissés et de composites poreux multifonctionnels en para-aramide : absorption acoustique et résistance à l’impact." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10047.

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L’objectif de cette thèse est l’élaboration de matériaux fibreux destinés à être utilisés en matériau d’âme dans des structures sandwiches. Les principales applications visées sont l’absorption acoustique et la résistance à l’impact. Nous avons ainsi développé des nontissés épais (environ 10 mm) en para-aramide, ayant une porosité supérieure à 90% et des densités inférieures à 150 kg/m3. Nous avons fabriqué des composites poreux à base de ces nontissés en utilisant diverses résines, dont l’époxy. La technique utilisée permet de conserver une porosité autour de 80%. Nous nous sommes intéressés à l’architecture interne poreuse des nontissés en étudiant les tailles de pores équivalents, l’isotropie, la distribution/orientation des fibres et leur degré d’enchevêtrement à l’aide de tests expérimentaux (perméabilité ; traction/compression ; capillarité ; porométrie) et de modèles théoriques (perméabilité et van Wyk). Nous avons relié les paramètres structurels aux paramètres de procédé de fabrication. Les résultats en acoustique ont démontré le bon pouvoir absorbant des nontissés au-delà de 4000 Hz. Nous avons lié avec succès l’épaisseur, la résistivité au passage de l’air et les tailles de pore obtenus par capillarité, aux propriétés acoustiques via le modèle de Delany et Bazley et le modèle de Johnson et Allard. Nous avons évalué à travers des tests de compression la capacité des matériaux fibreux à absorber et à dissiper de l’énergie : les mécanismes mis en jeu sont les frottement/rupture de fibres et la déformation de la structure. Enfin, les tests à l’impact de nontissés et de composites ont montré un réel potentiel des nontissés au cœur de sandwichs pour amortir l’impact
The aim of this thesis is to develop fibrous structures in view of using them as core material in sandwich structures, for impact resistance and acoustic applications. Thick para-aramid nonwovens have hence been manufactured, with porosities above 90% and densities below 150 kg/m3. Their thickness was around 10 mm. Porous composites have been obtained from these nonwovens, using various resins (namely epoxy), and with a technique that allows to keep a high porosity level of 80% in the final structure.The internal porous architecture has been studied through different methods and parameters: the equivalent pore sizes, the isotropy, the fibre distribution/orientation and the degree of fibre entanglements have been evaluated with different experimental techniques (air permeability; tensile/compression tests; capillarity; porometry) and using theoretical models (permeability, van Wyk). The structural parameters have been related to the process parameters. The acoustic measurements have shown that our nonwovens were good acoustic absorbers at frequencies above 4000 Hz. The use of two models, Delany and Bazley, and Jonhson and Allard, has shown that the acoustic absorption behaviour can be modelled with the material characteristics (thickness, resistivity and an equivalent pore diameter). The capacity of our materials to absorb and dissipate energy has been evaluated with compression testing. The main mechanisms involved are fibre friction, fibre breakage and structure deformation. Finally, the impact tests performed on nonwovens and their composites have demonstrated the real potential of nonwovens to be used at the core of sandwiches to absorb impact

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Bardot, Anne. "Modélisation acoustique basses fréquences de cavités en présence d'absorbants sur parois rigides ou élastiques." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMP0424.

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Ces travaux concernent l'amélioration de la compréhension physique et la modélisation des phénomènes vibro-acoustiques de cavités en présence de matériaux absorbants en vue d'améliorer la modélisation vibro-acoustique d'un habitacle automobile pour des problèmes de bourdonnement [50-200Hz]. La caractérisation acoustique des matériaux absorbants, plus particulièrement des matériaux polyuréthanes est basée sur une procédure originale associant mesures et modèle de Biot pour caractériser l'impédance acoustique des matériaux en basses fréquences, sous l'incidence d'ondes planes normales ou obliques. La validation du modèle de Biot par les mesures directes en conduit (incidence normale) nous permet d'extrapoler les résultats sous l'incidence oblique dans l'hypothèse d'un matériau considéré isotrope. La modélisation acoustique des cavités a été réalisée à l'aide des méthodes par éléments finis de frontière. La prise en compte de ces matériaux passe par une notion originale "d'impédance acoustique modale" associée à la répartition spatiale du champ acoustique dans la cavité. Cette approche ne permet pas de définir le champ acoustique exact mais tient compte des variations d'impédance en se basant sur un modèle de boite parallélépipédique. La condition liùite des matériaux absorbants sur parois élastiques peut être représentée à l'aide d'un modèle associant vitesse de la paroi élastique et impédance acoustique du matériau sur fond rigide pour le problème spécifique des basses fréquences. La validation expérimentale du modèle a permis de comprendre les mécanismes de couplage fluide-structure mis en jeu. Ces premiers résultats contribuent à la modélisation acoustique de cavités et ouvrent des perspectives d'application pour le modèle acoustique d'habitacle en présence des matériaux d'habillage.

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Bardot, Anne. "Modélisation acoustique basses fréquences de cavités en présence d'absorbants sur parois rigides ou élastiques." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD424.

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Ces travaux concernent l'amélioration de la compréhension physique et la modélisation des phénomènes vibro-acoustiques de cavités en présence de matériaux absorbants en vue d'améliorer la modélisation vibro-acoustique d'un habitacle automobile pour des problèmes de bourdonnement [50-200Hz]. La caractérisation acoustique des matériaux absorbants, plus particulièrement des matériaux polyuréthanes est basée sur une procédure originale associant mesures et modèle de Biot pour caractériser l'impédance acoustique des matériaux en basses fréquences, sous l'incidence d'ondes planes normales ou obliques. La validation du modèle de Biot par les mesures directes en conduit (incidence normale) nous permet d'extrapoler les résultats sous l'incidence oblique dans l'hypothèse d'un matériau considéré isotrope. La modélisation acoustique des cavités a été réalisée à l'aide des méthodes par éléments finis de frontière. La prise en compte de ces matériaux passe par une notion originale "d'impédance acoustique modale" associée à la répartition spatiale du champ acoustique dans la cavité. Cette approche ne permet pas de définir le champ acoustique exact mais tient compte des variations d'impédance en se basant sur un modèle de boite parallélépipédique. La condition liùite des matériaux absorbants sur parois élastiques peut être représentée à l'aide d'un modèle associant vitesse de la paroi élastique et impédance acoustique du matériau sur fond rigide pour le problème spécifique des basses fréquences. La validation expérimentale du modèle a permis de comprendre les mécanismes de couplage fluide-structure mis en jeu. Ces premiers résultats contribuent à la modélisation acoustique de cavités et ouvrent des perspectives d'application pour le modèle acoustique d'habitacle en présence des matériaux d'habillage.

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Régniez, Margaux. "Amortissement des vibrations de réflecteur d'antenne de satellite par micro-perforations." Thesis, Le Mans, 2015. http://www.theses.fr/2015LEMA1022/document.

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Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'influence des micro-perforations sur la réponse vibratoire d'une structure cellulaire de type panneau sandwich NIDA (nid d'abeille). Les réflecteurs d'antenne de satellites placés sur les satellites de télécommunication, comme beaucoup d'autres éléments, sont fabriqués avec ce type de matériaux. Lors du décollage du lanceur pour la mise en orbite du satellite, les sollicitations mécaniques appliquées au système sont de nature acoustique et solidienne. La sollicitation acoustique liée au champ acoustique diffus et de très fort niveau présent dans la coiffe du lanceur est la plus importante. Elle joue un rôle important dans le dimensionnement et la conception du réflecteur d'antenne. L'enjeu de la thèse est d'évaluer le potentiel d'un traitement de ce panneau par micro-perforations pour en réduire les vibrations. L'effet des micro-perforations sur la réponse vibratoire du réflecteur d'antenne est double. D'une part, le chargement acoustique que constitue la pression excitatrice est réduit par un mécanisme d'absorption du à la présence des micro-perforations, couplées aux cavités formées par les cellules NIDA du matériau. Cet effet, connu dans la littérature est décrit notamment par le modèle d'impédance acoustique de D.-Y. Maa, couplé à un modèle d'impédance de la cavité NIDA et prenant en compte les rayonnements interne et externe à la micro-perforation. D'autre part, un effet, de nature vibro-acoustique est induit par le couplage entre les vibrations du panneau et les mouvements acoustiques dans les micro-perforations. La modélisation de cet effet, mal décrit dans la littérature constitue un élément original du travail : un modèle discret construit à partir de l'impédance acoustique d'un orifice permet le calcul d'une force d'amortissement élémentaire, puis, après homogénéisation, à une estimation de l'amortissement modal du panneau micro-perforé. Les modélisations proposées pour la réduction de chargement acoustique et de l'amortissement ajouté par micro-perforation montrent que la réponse vibratoire du panneau est faiblement réduite dans la plage de fréquence d'intérêt, ce que confirment plusieurs tests expérimentaux : comparaison de réponse de panneau micro-perforé ou non en chambre réverbérante et en chambre à bruit. La modification de chargement acoustique apportée par la micro-perforation des deux faces du panneau sandwich NIDA est modélisée dans le dernier chapitre et donne lieu à une augmentation de l'effet dans la gamme de fréquence visée
This thesis work is about the study of the microperforations influence on the vibratory response of a cellular structure as a honeycomb sandwich panel. Satellites' antenna's reflectors placed on telecommunication satellites, as many satellites' elements, are manufactured in this kind of materials. During the launcher take-off for putting satellite into orbit, the mechanical stresses applied to the system are acoustical and vibration borne stress. The acoustic stress, linked to the high level diffuse acoustic field inside the launcher fairing is the most important. It plays a part in the antenna's reflector size and conception. The issue of the thesis is to evaluate the potential of a treatment using microperforations on this panel in order to reduce its vibration. The microperforations effect on the vibration response of the antenna's reflector is double. On one hand, the acoustic loading applied by the exciter pressure is reduced by an absorption mechanism due to the presence of microperforations, coupled to cavities formed by honeycomb cells. This effect, well known in the litterature, is for instance described by the acoustic impedance model developped by D.-Y. Maa, coupled to an impedance model of honeycomb cavity and taking into account the inner and outer radiations of the microperforation. On the other hand, a vibro-acoustical effect is induced by the coupling between panel vibrations and acoustic movements inside microperforations. The modelling of this effect, not well described in the litterature, constitutes an original element of the thesis work: a discrete model constructed using the acoustic impedance of an orifice, allows the computation of an elementary damping force and then leads, after an homogenisation, to an estimation of the modal damping of the microperforated panel. Both modellings proposed for the acoustic loading reduction and the damping added by microperforations, show that the panel vibration response is weakly reduced in the frequency band of interest, which confirms experimental tests like: response comparison of non microperforated and microperforated panels placed in reverberant room and noise chamber. The acoustic loading modification induced by the microperforation of both sides of the honeycomb sandwich panel is modelling in the thesis last chapter and allows an increase of the effect on the frequency band aimed

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Donda, Krupali. "Low-frequency Absorbing Acoustic Metasurfaces : Deep-learning Approach and Experimental Demonstration." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0268.

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L'avènement et le développement des métamatériaux/métasurfaces acoustiques au cours des dernières années ont bouleversé les approches conventionnels concernant de la propagation et de la manipulation des ondes acoustiques et même au-delà. Dans le contexte de l'absorption acoustique, ces structures artificielles ont ouvert des possibilités et des opportunités sans précédent pour s’atteler aux problèmes de l’absorption acoustique et du bruit en très basses fréquences défiant les limitations physiques classiques. L'objectif principal de cette thèse est de concevoir et réaliser des métasurfaces acoustiques pour l'absorption acoustique en extrême basses fréquences (<100Hz). Tout d'abord, le concept de métasurface absorbante à enroulement d’espace (MCM) est proposé. L'efficacité de son mécanisme physique associé est démontré théoriquement, numériquement et expérimentalement. Le MCM présenté est capable d'absorber entièrement l'énergie acoustique à une fréquence extrêmement basse de 50 Hz avec une épaisseur ultrasub-longueur d'onde (λ/527). Pour contourner les approches conventionnelles basées sur des méthodes et formalismes de simulation classiques, de nouvelles approches basées sur le deep-learning est introduit dans ce travail de thèse. En particulier, le réseau de neurones convolutif (CNN) et les réseaux adverses génératifs conditionnels (CGAN) sont mis en œuvre pour simuler et optimiser les structures complexes de métasurfaces absorbantes. Le cadre développé basé sur l'apprentissage profond pour ces métasurfaces absorbantes peut être potentiellement étendu à la conception et à l'optimisation d'autres dispositifs acoustiques. Cette thèse fournit de nouvelles méthodes et outils pour la conceptions de métasurfaces acoustiques basées sur le deep-learning qui pourrait permettre à la communauté acoustique de se concentrer davantage sur des idées vraiment créatives pour résoudre les problèmes de conception complexe qui doivent encore être explorés par la machine, plutôt que sur des processus fastidieux d'essais et d'erreurs
The advent and development of acoustic metamaterials and metasurfaces in recent years has overturned conventional means in all aspects of acoustic waves propagation and manipulation. In the context of the sound absorption and noise conrtol, it has offered an unprecedented expansion of our ability to attenuate the low-frequency sound beyond the classical physical limits. The main aim of this PhD dissertation is to conceive and design acoustic metasurfaces for extreme low-frequency absorption (<100Hz). First, the concept of multicoiled metasurface absorber (MCM) is proposed and discussed. The effectiveness of its physical mechanism is theoretically, numerically, and experientially demonstrated. The presented multicoiled metasurface is capable of fully absorbing acoustic energy at extreme low-frequency of 50Hz with a deep subwavelength thickness (λ/527). To circumvent the conventional physics- and rule-based approaches and accelerate the design process, novel deep learning-based framework is introduced in this dissertation. Specifically, the convolutional neural network (CNN) and conditional generative adversarial networks (CGAN) are implemented to simulate and optimize complex metasurface absorber structures. The developed deep learning-based framework for the acoustic metasurface absorbers can be potentially extended to the design and optimization of other acoustic devices and structures. This dissertation provides a new way for deep learning-enabled acoustic metasurface designs that will allow acoustics community to focus more on truly creative and pragmatic ideas. This will be led to solving complex design problems that have yet to be explored by the machine, rather than on tedious trial and error processes

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Chan, Charles. "Outil d’aide à la conception d’un traitement acoustique basé sur des matériaux poreux pour la réduction du bruit de soufflante." Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2253.

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Le besoin permanent de réduire le bruit des moteurs d’avion constitue un véritable engouement pour le développement de nouveaux traitements acoustiques. Les traitements traditionnels de type résonateur continuent d’être utilisé et permettent d’atténuer le son sur une bande de fréquence restreinte malgré l’augmentation du nombre de degré de liberté. Une alternative possible est l’utilisation de matériaux poreux, dit à réaction non localisée, qui permettent d’élargir le spectre d’atténuation. Ce rapport est consacré à la modélisation d’un traitement acoustique basé sur des matériaux poreux dans les conditions d’une manche d’entrée d’air de turboréacteur. Un modèle semi-analytique a donc été développé pour le calcul de la perte par transmission d’un conduit cylindrique traité en paroi et soumis à un écoulement uniforme. Une étude paramétrique a ensuite été réalisée afin de cibler les caractéristiques du traitement optimal pour une configuration aéronautique donnée. Des résultats expérimentaux sur une veine à échelle réduite sont également montrés et témoignent d’un certain accord avec le calcul. Enfin, dans le but d’approfondir les connaissances théoriques sur le problème, une étude préliminaire sur les effets d’une couche limite est réalisée et montre que sa prise en compte parait indispensable pour bien choisir les traitements acoustiques, surtout à haute fréquence
The constant need to reduce noise emissions from aircraft engine leads to a real demand for developing new acoustic treatments. Conventional liners based on resonatorlike structure continue to be used and provide narrow-band attenuation in spite of an increasing degree of freedom. A possible alternative is the use of porous materials (nonlocally reacting), which offer the possibility of broadening the attenuation spectrum. This report deals with the modelling of an acoustic treatment based on porous materials for aeroengine nacelle inlet. A semi-analytical model is developed for predicting the transmission loss of a treated cylindrical duct containing uniform mean flow. Then, a parametrical study is carried out in order to target the optimal liner characteristics for a given turbofan duct application. Also, experiments have been performed on a small-scale duct and have shown agreement with the simulation. Finally, for a better theoretical unv derstanding of the problem, a preliminary study on the effect of a boundary layer is conducted and shows that its consideration seems to be essential for optimal choice of acoustic lining, espacially at high frequencies

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Primus, Julien. "Détermination de l'impédance acoustique de matériaux absorbants en écoulement par méthode inverse et mesure LDV." Thesis, Toulouse, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAT0026/document.

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La réduction des nuisances sonores est un enjeu permanent pour les acteurs de l’aéronautique. L’optimisation de la réduction de bruit apportée par les traitements acoustiques tapissant la nacelle des réacteurs turbofan passe par une caractérisation précise des matériaux employés dans l’environnement aéroacoustique d’utilisation, qui met en jeu un écoulement rasant de vitesse importante combiné à de forts niveaux sonores. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode inverse pour la détermination de l’impédance acoustique de liners soumis à un écoulement rasant, basée sur des mesures non intrusives du champ de vitesse acoustique au-dessus du matériau par Vélocimétrie Laser Doppler (LDV). L’impédance de liner est obtenue par minimisation de l’écart entre le champ de vitesse acoustique mesuré et le champ simulé numériquement en résolvant les équations d’Euler linéarisées bidimensionnelles harmoniques, discrétisées par un schéma Galerkin discontinu. Le gradient de la fonction objectif minimisée est calculé via la résolution, à chaque itération, des équations directes et adjointes. Une première étape de validation du solveur est effectuée sur des cas-tests académiques, puis sur des cas expérimentaux impliquant des mesures de pression acoustique en paroi rigide opposée au liner. Dans un second temps, la méthode est appliquée à des mesures de vitesse acoustique obtenues par LDV dans le banc B2A de l’ONERA en l’absence d’écoulement. La dernière étape consiste à prendre en compte l’effet d’un écoulement rasant de profil cisaillé. Les impédances identifiées à partir de mesures LDV en présence d’écoulement ont notamment permis de gagner en compréhension sur les phénomènes d’absorption intervenant dans le banc B2A
While aircraft noise constraints become increasingly stringent, efficient duct treatment of turbofan engines requires an accurate knowledge of liner impedance with grazing flow at high acoustic levels. This thesis aims at developing an impedance eduction method in the presence of grazing flow. The inverse process is based on acoustic velocity fields acquired by Laser Doppler Velocimetry (LDV) above the liner. The liner acoustic impedance is obtained by minimization of the distance between the measured acoustic velocity field and the simulated one. Computations rely on the resolution of the 2D linearized Euler equations in the harmonic domain, spatially discretized by a discontinuous Galerkin scheme. The gradient of the objective function is achieved by the resolution, at each iteration on the liner impedance, of the direct and adjoint equations. The solver is first validated on academic test cases, then on experimental results of acoustic pressure measurements at the rigid wall opposite the liner. Secondly the method is applied to acoustic velocity measurements obtained by LDV above the liner without flow, in the ONERA B2A test bench. The last step consists in taking into account the effects of a sheared grazing flow. The impedances educed from LDV measurements in the presence of flow namely allowed to gain insight into the absorption phenomena occuring in the B2A test bench

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Leroy, Pierre. "Les mousses adaptatives pour l'amélioration de l'absorption acoustique : modélisation, mise en oeuvre, mécanismes de contrôle." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00352363.

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Les matériaux absorbants ont une efficacité très faible aux basses fréquences (<500Hz). Les mousses dites adaptatives ont été développées pour combler ce manque d'efficacité. Une mousse adaptative est la réunion d'un matériau absorbant et d'un actionneur commandé par un système de contrôle actif. L'objectif de cette thèse est de mener une étude numérique et expérimentale approfondie du concept de mousse adaptative et d'en dégager les mécanismes physiques et les limitations technologiques pour le contrôle de l'absorption acoustique. Le matériau absorbant est ici une mousse de mélamine et l'actionneur est un film piézoélectrique de PVDF. Le contrôle actif de l'absorption acoustique est réalisé en incidence normale avec l'hypothèse d'onde plane sur la plage de fréquence [0-1500Hz]. Les résultats font apparaître la possibilité d'absorber une pression incidente de 1Pa à 100Hz avec 100V et un bruit large bande de 94dB avec une centaine de Vrms à partir de 250Hz. Ces résultats ont été obtenus avec un prototype de mousse adaptative ayant une épaisseur moyenne de 4cm. Un frein important au contrôle large bande provient du fort niveau de distorsion des prototypes dans le bas (<500Hz) et le haut (<1500Hz) du spectre de fréquences. Un modèle éléments finis 3D couplant les domaines poroélastiques, acoustiques, élastiques et piézoélectriques a été proposé et validé expérimentalement. L'utilisation de ce modèle, complété par une étude analytique, a permis de mettre en lumière le mode d'action et les mécanismes de dissipation dans la mousse adaptative.

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Xiong, Lei. "Use of mode coupling to enhance sound attenuation in acoustic ducts : effects of exceptional point." Thesis, Le Mans, 2016. http://www.theses.fr/2016LEMA1017/document.

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Deux stratégies sont présentées à utiliser des effets de couplage de modes pour l’amplification de l’atténuation du son dans les conduits acoustiques. La première est de coupler le mode incident propagatif avec un mode localisé, aussi appelé résonance de Fano. Cette stratégie est présentée et validée dans un système conduit-cavité et un guide d’onde partiellement traité en paroi avec un matériau à réaction locale. La méthode “R-matrix” est introduite pour résoudre le problème de propagation d’onde. Une annulation de la transmission se produit quand un mode piégé (qui est formé par les interférences de deux modes voisins) est excité dans le système ouvert. Ce phénomène est aussi lié au croisement évité des valeurs propres et à un point exceptionnel. Dans la seconde stratégie, un réseau d’inclusions rigides périodiques est intégré dans une couche poreuse pour améliorer l’atténuation du son à basse fréquence. Le couplage de modes est du à la présence de ces inclusions. Le théorème de Floquet-Bloch est proposé pour analyser l’atténuation du son dans un guide d’onde périodique en 2D. Un croisement de l’atténuation de deux ondes de Bloch est observé. Ce phénomène est utilisé pour expliquer le pic de pertes en transmission observé expérimentalement et numériquement dans un guide 3D partiellement traitée par un matériau poreux avec des inclusions périodiques. Enfin, le comportement acoustique d’un liner purement réactif dans un conduit rectangulaire avec et sans écoulement est étudié. Dans une certaine gamme de fréquence, aucune onde ne peut se propager à contre sens de l’écoulement. Par analyse des différent modes à l’aide de la relation de dispersion, il est démontré que le son peut être ralenti et même arrêté
Two strategies are presented to use the mode coupling effects to enhance sound attenuation in acoustic ducts. The strategy is to couple the incoming propagative mode with the localized mode, which is also called Fano resonance. This strategy is presented and validated in a duct-cavity system and a waveguide partially lined with a locally reacting material. The R-matrix method is introduced to solve the propagation problems. A zero in the transmission is present, due to the excitation of a trapped mode which is formed by the interferences of two neighboured modes. It is also linked to the avoided crossing of the eigenvalues and exceptional point. In the second strategy, a set of periodic rigid inclusions are embedded in a porous lining to enhance sound attenuation at low frequencies. The mode coupling is due to the presence of the embedded inclusions. Floquet - Bloch theorem is proposed to investigate the attenuation in a 2D periodic waveguide. Crossing is observed between the mode attenuations of two Bloch waves. The most important and interesting figure is that near the frequency where the crossing appears, an attenuation peak is observed. This phenomenon can be used to explain the transmission loss peak observed numerically and experimentally in a 3D waveguide partially lined by a porous material embedded with periodic inclusions. Finally, the acoustical behaviours of a purely reacting liner in a duct in absence and presence of flow are investigated. The results exhibit an unusual acoustical behaviour : for a certain range of frequencies, no wave can propagate against the flow. a negative group velocity is found, and it is demonstrated that the sound can be slowed down and even stopped

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David, Sylvain. "Aza-bodipy pour la limitation optique aux longueurs d'onde des télécommunications : synthèse des chromophores, optimisation de matériaux hybrides et études photophysiques." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEN010.

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Un limiteur optique (OPL) est un dispositif capable de modifier ses propriétés optiques en fonction de la puissance lumineuse incidente. Idéalement transparent à faible puissance, l’OPL voit sa transmission chuter lorsque l’énergie incidente augmente, permettant ainsi de protéger un détecteur optique placé derrière lui de dommages temporaires ou permanents.Cette thèse présente la synthèse de chromophores de la famille des aza-bodipy ayant des propriétés de limitation optique dans la gamme spectrale des télécommunications, en particulier autour de 1500 nm. Les propriétés de limitation optique de ces aza-bodipy sont basées simultanément sur de l’absorption à deux photons, et de l’absorption à l’état excité.Une partie de cette thèse propose la synthèse d’aza-bodipy pour l’étude et l’amélioration de leurs propriétés d’absorption à deux photons et d’absorption à l’état excité afin d’optimiser leurs performances de limitation optique. Une étude portant sur la solubilité de ces composés a également été menée. Une deuxième partie présente l’utilisation de ces chromophores dans des matériaux hybrides et l’optimisation de ces derniers. Le développement de matériaux sol-gel de classe II a notamment permis d’augmenter de façon spectaculaire la concentration maximale de dopage en chromophore, résultant en une forte amélioration des performances de limitation optique par rapports aux matériaux précédents décrits
An optical power limiter (OPL) is a device which can change its optical properties depending on the input light power. Ideally transparent at low incident power, the OPL transmission decreases when the incident power rises, allowing the protection of an optical detector placed beyond the OPL and avoiding temporary or permanent damages. This thesis presents the synthesis of aza-bodipy dyes with OPL properties in the telecommunication spectral range, particularly around 1500 nm. The OPL properties of these aza-bodipy dyes are based on simultaneous two-photon absorption and excited state absorption.The first part of this thesis describes the synthesis of new aza-bodipy dyes for the study of two photon absorption and excited state absorption enhancement in order the optimize the OPL performances of the dyes. A study about aza-bodipy solubility has also been conducted.The second part of this thesis presents the use of aza-bodipy chromophores in new optimized sol-gel hybrid materials. Class-II sol-gel materials development permitted to spectacularly increase the maximum dye-doping concentration, which resulted in a strong enhancement of the OPL properties compared to previously described materials

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Caturla, Latour Virginie. "Elaboration, caractérisation et mise en oeuvre pour la décontamination d'effluents gazeux, de matériaux photocatalytiques originaux à base de photosensibilisateurs supportés." Pau, 2004. http://www.theses.fr/2004PAUU3026.

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L'objectif de ce travail a été d'évaluer l'efficacité d'un procédé photocatalytique pour le traitement d'effluents gazeux contaminés par des polluants tests, le sulfure de diméthyle (DMS) et le toluène. Des matériaux photocatalytiques originaux, à base de photosensibilisateurs supportés sur une matrice de silice ont été élaborés et leur efficacité comparée à celle du dioxyde de titane. Dans une première étape en solution, l'oxydation du sulfure de dibutyle et du toluène a été comparée avec plusieurs photosensibilisateurs et seuls le 9,10-dicyanoanthracène (DCA) et la 9,10-anthraquinone répondent au cahier des charges. Pour le traitement d'effluents gazeux, leur fixation sur le support de silice a été réalisée par physisorption ou par encapsulation dans un monolithe élaboré selon le procédé sol-gel. Ces matériaux hybrides ont été caractérisés et leur activité photocatalytique à l'interface gaz-solide évaluée vis-à-vis du DMS et du toluène. La nature du photosensibilisateur (efficacité photocatalytique, activation dans le visible, stabilité) et les propriétés de la matrice (adsorption, transparence) constituent les paramètres influents et les monolithes de sol-gel encapsulant le DCA sont des matériaux de choix pour l'abattement du DMS. Pour la photooxydation du toluène, des matériaux modifiés hydrophobes avec de meilleures capacités d'adsorption du toluène paraissent prometteurs. Ces résultats indiquent que les photosensibilisateurs supportés peuvent trouver leur application dans le domaine du traitement d'effluents gazeux pollués
The goal of this work was to evaluate a photocatalytic process in the gas phase on test pollutants, i. E. Dimethylsulfide (DMS) and toluene. Original photocatalytic materials, based on aromatic sensitizers in a silica network, were elaborated and their efficiency was compared to that of titanium dioxide. In a first step, the oxidation of DMS and toluene was studied in solution with different sensitizers, and only 9,10-dicyanoanthracene (DCA) and 9,10-anthraquinone (ANT) were found to fulfil the defined requirements. In a second step, for gas phase treatment, the chosen photosensitizers were fixed on silica, either by encapsulation in sol-gel monoliths or by physisorption on commercial silica beads. These hybrids materials were characterised and their photocatalytic activity at the gas-solid interface estimated by DMS and toluene oxidation. The choice of the photosensitizers, (photocatalytic efficacy, activation in the visible range) and the matrix properties (transparency and capacity of adsorption) are key parameters. DCA encapsulated sol-gel monoliths were found to be the most efficient materials for DMS conversion. On the contrary hydrophobic materials with better absorption capacity appear to be promising for the photoxidation of toluene. These results indicate that supported photosensitizers may find some possible applications for the treatment of polluted gases

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Chateau, Denis. "Etude de l'influence de la structure et de la composition de matériaux hybrides monolithiques sur les propriétés optiques (luminescence et absorption non-linéaire)." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00863807.

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Le procédé sol-gel permet la réalisation de matériaux optiquement performants et la possibilité d'intégrer diverses molécules dans ces systèmes ouvre les portes à des applications dans de nombreux domaines. Nous nous sommes intéressés en particulier à la réalisation de matériaux sol-gel monolithiques, fortement dopés avec des molécules actives, dans le cadre de la réalisation de limiteurs optiques performants dans le visible et dans l'infrarouge.La mise au point de procédés et de matrices sol-gel compatibles avec divers types de chromophores a tout d'abord été effectuée. Une investigation des paramètres expérimentaux et de la nature des précurseurs influençant la microstructure des matériaux a été réalisée, ainsi que la mise au point de méthodes de gélification accélérée capables de piéger efficacement les chromophores dans les matrices sol-gel même à de très hautes concentrations.Le dopage des matrices obtenues avec différents chromophores pour la limitation optique dans le visible et dans l'infrarouge s'en est suivi, avec une étude de l'impact des matrices sur les propriétés optiques des dopants. L'évaluation des performances en limitation a révélé les performances exceptionnelles des systèmes étudiés dans le visible, et des résultats prometteurs pour l'infrarouge.Enfin, la synthèse de nanoparticules d'or isotropes et anisotropes et leur incorporation dans les matériaux préparés a permis de mettre en évidence des effets d'exaltation importants sur les propriétés non-linéaires des chromophores au sein des matrices sol-gel et permettent d'améliorer les performances en limitation de manière considérable.

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Binois, Remy. "Etude de l'efficacité des silencieux à baffles parallèles et conception de solutions optimisées en basses fréquences." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066523.

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Les silencieux à baffles parallèles sont largement utilisés dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) pour réduire le bruit généré par les sources aérauliques. Ces silencieux sont composés d'un certain nombre de baffles insérés dans un conduit de section rectangulaire. Chaque baffle est constitué d'un cadre métallique garni d'un matériau absorbant. Ce travail de thèse vise à analyser l'efficacité acoustique de ces silencieux afin d'en améliorer les performances en basses fréquences. Dans un premier temps, un modèle de propagation bidimensionnel à ``couches'' est développé afin de prédire les pertes par transmission pour une large variété de ce type de silencieux. Ce modèle multimodal repose principalement sur le calcul des modes acoustiques pour la pression moyenne dans chaque couche et a pour avantage de simplifier grandement la procédure de raccordement modal à l'interface entre deux domaines successifs. C'est un modèle facilement implémentable et approprié à des procédures d'optimisation de par sa rapidité et sa facilité de mise en données. Il a été validé expérimentalement lors de deux campagnes de mesure à des échelles réduite et réelle. Dans un second temps, le modèle développé est utilisé pour appréhender différentes pistes d'amélioration en basses fréquences et concevoir des solutions optimisées. Des premières pistes sont examinées dans le cas de silencieux standards concernant l'influence du nombre de baffles, de la symétrie et de la périodicité du silencieux sur le couplage modal et les performances acoustiques. Les autres pistes d'amélioration ainsi que les solutions optimisées ne figurent pas dans cette version pour des raisons de confidentialité
Baffle-type silencers are widely used in the heating, ventilation and air conditioning (HVAC) systems of buildings to reduce noise being emitted from air-moving devices such as fans and air conditioners. These silencers generally consist of several baffles inserted in a duct with a rectangular cross section. Each baffle is made of sound absorbing material such as rockwool or glasswool. Usually, a metallic fairing is also placed at each end of the baffle. This thesis aims to analyze the effectiveness of these acoustic silencers to improve performance at low frequencies. First, a two-dimensional multimodal model is developed to predict the transmission loss for a wide variety of this type of silencer. The numerical model relies mainly on the computation of approximate acoustic modes for the mean pressure in each layer corresponding either to the airway or the baffle. The method offers the advantage that it greatly simplifies the mode matching procedure at the junction between successive domains and it can be used to tackle relatively complex geometrical configurations with the possibility of taking into account the presence of resistive screens between the porous baffle and the air domain. It is also an easy-to-implement and relatively inexpensive model suitable for optimization purposes. It has been experimentally validated in two measurement campaigns at reduced and actual scales. In a second step, the developed model is used to investigate different ways of improving performance at low frequencies. Suggested improvements are discussed in the case of standard silencers regarding the influence of the number of baffles, symmetry and periodicity of the silencer on the modal coupling and acoustic performance. For confidentiality reasons, other suggested improvements and optimized solutions are not included in this version

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Devillers, Philippe. "Couplages thermohydromécaniques en milieux poreux : application à la consolidation d'un sol non saturé." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20069.

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L'etude presentee dans ce memoire est une contribution a l'analyse des couplages thermohydromecaniques en milieux poreux non satures. On se propose de faire le lien entre des acquis experimentaux confirmes et un cadre theorique general offrant une plus grande ouverture sur les applications. La partie i est consacree a la modelisation des transferts de matiere et d'energie dans un milieu triphasique deformable considere comme la superposition de quatre milieux continus en interaction, le squelette solide qui se deforme, l'eau liquide, la vapeur d'eau, et l'air suppose regrouper tous les autres gaz. L'ecriture de l'inegalite de clausius-duhem permet d'obtenir les lois de conduction de la chaleur, de l'eau liquide, de la phase gazeuse, la loi de fick et la loi de changement de phase. La partie ii est consacree a la clarification d'une loi de comportement thermohydromecanique pour les sols non satures en conditions oedometriques. A travers une etude essentiellement experimentale, on verifie tout d'abord la validite de cette loi dans le cas d'un chargement mecanique, hydraulique ou thermique. Ensuite, on met en evidence l'influence du chemin de chargement thermomecanique dans la consolidation des sols non satures. Les conclusions de cette etude nous amenent a proposer une nouvelle formulation de cette loi de comportement. La partie iii a pour objectif d'inscrire la partie elastique de cette loi de comportement dans un cadre thermodynamique afin de mettre en evidence les couplages entre phenomenes. La confrontation des approches theorique et experimentale a la fois en terme d'equations d'etat, et par l'intermediaire de relations explicites entre les coefficients respectifs, nous permet d'identifier, a differentes temperatures, le coefficient de biot b#e et de proposer une relation liant les variations de l'indice des vides et de la teneur en eau dans la consolidation mecanique sur un sol non sature.

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Piquemal, Philippe. "Élaboration d'un nouveau matériau isolant phonique et thermique en verre expansé et mise au point d'un procédé utilisant un chauffage diélectrique." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10203.

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On cherche à fabriquer un matériau en verre expansé (foamglass) ayant une bonne absorption acoustique à l'aide d'un processus d'expansion faisant appel au chauffage mixte diélectrique et infra-rouge. Deux types de matériaux à cellules ouvertes (petites bulles ou grandes bulles) sont conçus au laboratoire. On suit l'absorption aux moyennes et hautes fréquences (microondes). L'apport d'énergie électromagnétique au cours du chauffage infra-rouge favorisé l'expansion du matériau, alors que les microondes sont peu satisfaisantes

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Wang, Irène. "Matériaux organiques microstructurés et optique non linéaire : 1. Nanocristaux organiques en matrice sol-gel pour l'optique quadratique, 2. Polymérisation initiée par absorption à deux photons pour la microfabrication 3D." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008089.

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Ce travail porte sur deux sujets distincts qui illustrent les relations entre l'optique non linéaire et les matériaux organiques (en particulier ceux qui comportent des structures de taille micrométrique). Dans une première partie, nous nous intéressons aux propriétés optiques quadratiques de matériaux novateurs: des couches minces sol-gel incluant des nanocristaux organiques. Pour que ce type de matériau donne lieu à des processus non-linéaires quadratiques, un ordre non centrosymétrique macroscopique doit être créé en son sein. C'est pourquoi nous avons étudié la possibilité d'orienter ces nanocristaux en appliquant un champ électrique. À l'aide du signal de second-harmonique généré, nous pouvons suivre le processus de polarisation. Cela a permis de dégager les phénomènes qui interviennent dans la création et la relaxation de l'ordre polaire et de mettre en évidence les paramètres du matériau qui limitent l'efficacité et la stabilité de la réponse non-linéaire obtenue. Dans la deuxième partie, nous mettons à profit un processus non-linéaire du 3\ieme ordre, l'absorption à deux photons, pour fabriquer par polymérisation des objets tridimensionnels avec une résolution submicronique. Nous montrons qu'une approche d'ingénierie moléculaire des photoinitiateurs permet d'améliorer l'efficacité de ce processus, ce qui rend l'utilisation de lasers de puissance crête modérée envisageable pour la microfabrication. Une analyse de la cinétique de la polymérisation nous éclaire sur le rôle des caractéristiques de la résine (photoinitiateur et monomère) et des conditions d'irradiation (intensité lumineuse et temps d'exposition) sur la progression des réactions de polymérisation et la résolution spatiale des structures fabriquées.

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Lagarrigue, Clément. "Métamatériaux performants dans la gamme des fréquences audibles : simulations et validations expérimentales." Thesis, Le Mans, 2013. http://www.theses.fr/2013LEMA1037/document.

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Depuis plusieurs dizaines d’années, les cristaux photoniques et phononiques font l’objet d’études poussées notamment enoptique, électromagnétisme et en acoustique. Ces Métamatériaux, constitués de diffuseurs périodiques, ont despropriétés impossibles à observer pour des matériaux usuels et peuvent par exemple, courber les rayons où interdire latransmission des ondes sonores sur certaines gammes de fréquences (bandes interdites). En agissant sur lescaractéristiques géométriques du cristal il est possible de combiner les pertes en transmission liées à la période, à deseffets de résonances plus basses fréquences liés aux diffuseurs (rigide, résonnant...) et obtenir des coefficients de transmission quasi nuls, où d’absorption quasi totale sur de larges bandes de fréquences. Deux métamatériaux sont étudiés, visant à trouver des solutions alternatives à des problématiques rencontrées en acoustique et utilisant un réseau périodique d’inclusions résonantes. Le premier est un cristal sonique utilisé comme barrière acoustique et créé à l’aide de cannes de bambou percées comportant des pertes en transmission basses fréquences. Le second est un panneau de matériau poreux enfermant des inclusions résonantes et offrant une absorption acoustique quasi totale pour des longueurs d’ondes jusqu’à 10 fois supérieures à l’épaisseur du matériau. Les comportements de ces deux dispositifs ont été étudiés théoriquement, expérimentalement et numériquement via plusieurs méthodes qui ont permis de mettre en évidence leurs excellentes performances pour des applications acoustiques dans l’audible
Since several decades, photonic and phononic crystals are the center of numerous studies and in particular in the optics,electromagnetism and acoustics fields. These metamaterials, created by a periodic array of inclusions, have propertiesimpossible to obtain with usual materials. They can, for example, bend the waves or stop the waves for some frequencyranges (band gap). By changing the characteristic of the unit cell, it is possible to combine transmission losses linked to theperiodicity, with low frequency resonances linked to the type of scatterer (rigid, resonator...) and obtain very low transmissioncoefficient or very high absorption coefficient on very large frequency ranges depending on the device. Two metamaterialsdevices are studied to find alternative solutions, for acoustics problems, by using periodic array of scatterers. The first deviceis a sonic crystal used has an noise barrier and built with drilled bamboo rods, that have low frequency transmission losses(around 300 Hz and around 2000 Hz). The second device is a periodic array of resonant inclusions embedded in a porousplate that can absorb almost all the waves for a wide frequency range that correspond to wavelength up to 10 times bigger than de thickness of the plate. The behavior of this two devices are studied theoretically, experimentally and numerically by using several methods (Plane Waves Expansion, Multiple Scattering Theory for the first device and finite element method for the second). All this methods allow to bring out the very good performances of this metamaterials devices in audiblefrequency range

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Bindini, Elisa. "Understanding in vivo degradation of mesoporous silica therapeutic vectors through in situ ellipsometry." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2018SORUS115.pdf.

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Dans les dernières 15 ans, la recherche biomédicale a exploré en profondeur l’utilisation de nanoparticules pour la délivrance ciblée de médicaments. Parmi plusieurs matériaux étudiés, la silice mésoporeuse représente une plateforme exceptionnelle pour ce type d’applications puisque elle est biocompatible et capable d’être chargé avec une quantité élevée de médicament, tout en étant facile à synthétiser et à fonctionnaliser. La connaissance des interactions entre nanoparticules de silice et environnement biologique est nécessaire pour concevoir des vecteurs thérapeutiques efficaces et pas toxiques. Cet étude a développé une nouvelle méthode d’analyse in situ pour suivre les interactions entre silice mésoporeuse et fluides biologiques réels (sérum et sang), employant une cellule d’analyse microfluidique et l’ellipsométrie en réflexion totale interne. Nous avons ainsi réalisé le suivi dynamique de la dégradation de vecteurs models à base de silice poreuse structuré dans une solution tampon à pH physiologique et une solution concentré de protéines. Ces analyses ont permis d’évaluer l’influence de la structure poreuse, de l’adsorption de protéines sur la surface et de la vitesse du flux sur la dissolution de la silice mésoporeuse
Dans les dernières 15 ans, la recherche biomédicale a exploré en profondeur l’utilisation de nanoparticules pour la délivrance ciblée de médicaments. Parmi plusieurs matériaux étudiés, la silice mesoporeuse représente une plateforme exceptionnelle pour ce type d’applications puisque elle est biocompatible et capable d’être chargé avec une quantité élevée de médicament, tout en étant facile à synthétiser et à fonctionnaliser .La connaissance des interactions entre nanoparticules de silice et environnement biologique est nécessaire pour concevoir des vecteurs thérapeutiques efficaces et pas toxiques. Cet étude a développé une nouvelle méthode d’analyse in situ pour suivre les interactions entre silice mesoporeuse et fluides biologiques réels (serum et sang), employant une cellule d’analyse microfluidique et l’ellipsometrie en réflexion totale interne. Nous avons ainsi réalisé le suivi dynamique de la dégradation de vecteurs models à base de silice poreuse structuré dans une solution tampon à pH physiologique et une solution concentré de protéines. Ces analyses ont permis d’évaluer l’influence de la structure poreuse, de l’adsorption de protéines sur la surface et de la vitesse du flux sur la dissolution de la silice mesoporeuse

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Ruiz, Thierry. "Eléments de modélisation et contribution expérimentale à l'étude du transport réactif dans un sol non saturé." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20134.

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On presente une modelisation mathematique d'un sol non sature siege de transferts de matiere en phase liquide et gazeuse, de changement de phase et de reactions chimiques. A partir de l'analyse de la source d'entropie par la thermodynamique des processus irreversibles lineaire, on etablit les relations phenomenologiques des phenomenes mis en jeu. Une etude approfondie des mecanismes de transport d'une solution idealement diluee conduit a preciser l'expression des potentiels de transport impliques dans la filtration de la phase liquide et les diffusions du solvant et des solutes. La demarche conduit a la definition d'un coefficient de reflexion, compris entre 0 et 1, fonction des caracteristiques de transport du milieu, qui pondere le potentiel osmotique dans la loi de transport du solvant. On etablit une relation phenomenologique de changement de phase d'un liquide pur dans un sol. Cette loi apparait comme une description macroscopique de l'ensemble des phenomenes micro-locaux qui participent au retour a l'equilibre. Cette relation est verifiee dans le cas de la volatilisation de l'eau et de l'heptane dans un sable limoneux argileux, pour des sollicitations qui n'eloignent pas trop ce systeme de l'equilibre. La variation du coefficient phenomenologique en fonction de la teneur en liquide renseigne sur l'etat du liquide dans le sol. Une etude experimentale du sechage naturel d'une couche de sol non sature par le l'eau ou de l'heptane est presentee.

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Binois, Remy. "Etude de l'efficacité des silencieux à baffles parallèles et conception de solutions optimisées en basses fréquences." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066523.

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Les silencieux à baffles parallèles sont largement utilisés dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) pour réduire le bruit généré par les sources aérauliques. Ces silencieux sont composés d'un certain nombre de baffles insérés dans un conduit de section rectangulaire. Chaque baffle est constitué d'un cadre métallique garni d'un matériau absorbant. Ce travail de thèse vise à analyser l'efficacité acoustique de ces silencieux afin d'en améliorer les performances en basses fréquences. Dans un premier temps, un modèle de propagation bidimensionnel à ``couches'' est développé afin de prédire les pertes par transmission pour une large variété de ce type de silencieux. Ce modèle multimodal repose principalement sur le calcul des modes acoustiques pour la pression moyenne dans chaque couche et a pour avantage de simplifier grandement la procédure de raccordement modal à l'interface entre deux domaines successifs. C'est un modèle facilement implémentable et approprié à des procédures d'optimisation de par sa rapidité et sa facilité de mise en données. Il a été validé expérimentalement lors de deux campagnes de mesure à des échelles réduite et réelle. Dans un second temps, le modèle développé est utilisé pour appréhender différentes pistes d'amélioration en basses fréquences et concevoir des solutions optimisées. Des premières pistes sont examinées dans le cas de silencieux standards concernant l'influence du nombre de baffles, de la symétrie et de la périodicité du silencieux sur le couplage modal et les performances acoustiques. Les autres pistes d'amélioration ainsi que les solutions optimisées ne figurent pas dans cette version pour des raisons de confidentialité
Baffle-type silencers are widely used in the heating, ventilation and air conditioning (HVAC) systems of buildings to reduce noise being emitted from air-moving devices such as fans and air conditioners. These silencers generally consist of several baffles inserted in a duct with a rectangular cross section. Each baffle is made of sound absorbing material such as rockwool or glasswool. Usually, a metallic fairing is also placed at each end of the baffle. This thesis aims to analyze the effectiveness of these acoustic silencers to improve performance at low frequencies. First, a two-dimensional multimodal model is developed to predict the transmission loss for a wide variety of this type of silencer. The numerical model relies mainly on the computation of approximate acoustic modes for the mean pressure in each layer corresponding either to the airway or the baffle. The method offers the advantage that it greatly simplifies the mode matching procedure at the junction between successive domains and it can be used to tackle relatively complex geometrical configurations with the possibility of taking into account the presence of resistive screens between the porous baffle and the air domain. It is also an easy-to-implement and relatively inexpensive model suitable for optimization purposes. It has been experimentally validated in two measurement campaigns at reduced and actual scales. In a second step, the developed model is used to investigate different ways of improving performance at low frequencies. Suggested improvements are discussed in the case of standard silencers regarding the influence of the number of baffles, symmetry and periodicity of the silencer on the modal coupling and acoustic performance. For confidentiality reasons, other suggested improvements and optimized solutions are not included in this version

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Bindini, Elisa. "Understanding in vivo degradation of mesoporous silica therapeutic vectors through in situ ellipsometry." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS115/document.

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Dans les dernières 15 ans, la recherche biomédicale a exploré en profondeur l’utilisation de nanoparticules pour la délivrance ciblée de médicaments. Parmi plusieurs matériaux étudiés, la silice mésoporeuse représente une plateforme exceptionnelle pour ce type d’applications puisque elle est biocompatible et capable d’être chargé avec une quantité élevée de médicament, tout en étant facile à synthétiser et à fonctionnaliser. La connaissance des interactions entre nanoparticules de silice et environnement biologique est nécessaire pour concevoir des vecteurs thérapeutiques efficaces et pas toxiques. Cet étude a développé une nouvelle méthode d’analyse in situ pour suivre les interactions entre silice mésoporeuse et fluides biologiques réels (sérum et sang), employant une cellule d’analyse microfluidique et l’ellipsométrie en réflexion totale interne. Nous avons ainsi réalisé le suivi dynamique de la dégradation de vecteurs models à base de silice poreuse structuré dans une solution tampon à pH physiologique et une solution concentré de protéines. Ces analyses ont permis d’évaluer l’influence de la structure poreuse, de l’adsorption de protéines sur la surface et de la vitesse du flux sur la dissolution de la silice mésoporeuse
Dans les dernières 15 ans, la recherche biomédicale a exploré en profondeur l’utilisation de nanoparticules pour la délivrance ciblée de médicaments. Parmi plusieurs matériaux étudiés, la silice mesoporeuse représente une plateforme exceptionnelle pour ce type d’applications puisque elle est biocompatible et capable d’être chargé avec une quantité élevée de médicament, tout en étant facile à synthétiser et à fonctionnaliser .La connaissance des interactions entre nanoparticules de silice et environnement biologique est nécessaire pour concevoir des vecteurs thérapeutiques efficaces et pas toxiques. Cet étude a développé une nouvelle méthode d’analyse in situ pour suivre les interactions entre silice mesoporeuse et fluides biologiques réels (serum et sang), employant une cellule d’analyse microfluidique et l’ellipsometrie en réflexion totale interne. Nous avons ainsi réalisé le suivi dynamique de la dégradation de vecteurs models à base de silice poreuse structuré dans une solution tampon à pH physiologique et une solution concentré de protéines. Ces analyses ont permis d’évaluer l’influence de la structure poreuse, de l’adsorption de protéines sur la surface et de la vitesse du flux sur la dissolution de la silice mesoporeuse

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Campagne, Benjamin. "Non linéarités optiques dans les matériaux xérogels et polymères dopés. Application a la protection passive de senseurs contre les impulsions laser." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1999. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00713905.

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Ce memoire est consacre a l'etude de certaines proprietes optiques non lineaires de nouvelles molecules organiques piegees dans des matrices solides xerogels et polymeres. Ces travaux concernent divers processus non lineaires presents dans ces materiaux solides dans le but de preserver les detecteurs photoniques tels que l'il ou les capteurs ccd contre l'agression laser. Ces materiaux fonctionnent comme des limiteurs optiques passifs : ils reagissent a la presence d'un rayonnement laser impulsionnel suffisamment intense en affaiblissant la luminance transmise. Parmi les differents mecanismes non lineaires, nous avons etudie les processus : d'absorption saturable inverse (asi) avec des chromophores de la famille des phtalocyanines et des porphyrines, de refraction non lineaire (rnl) et d'absorption a deux photons (adp). L'utilisation de lasers impulsionnels de duree nanoseconde, picoseconde et sub-picoseconde nous a permis d'evaluer la contribution des differents processus mis en jeu grace a un grand nombre d'experiences. Nous avons mis en evidence par des experiences de z-scan que des matrices solides dopees avec des chromophores asi presentent egalement de la rnl. Des molecules organiques du type quadripolaire exhibant le mecanisme adp semblent posseder une forte absorption des etats excites, comme pour les asi. Enfin, nous avons aborde l'etude du processus de diffusion induite dans un milieu inhomogene compose d'une matrice xerogel poreuse adaptee en indice avec un melange de solvants aux proprietes non lineaires. Afin d'expliquer de maniere satisfaisante la plupart des mesures experimentales, nous proposons des simulations numeriques basees sur la technique de la bpm. L'exploitation d'un seul mecanisme n'est pas toujours suffisante pour assurer une protection ideale. On peut alors envisager utiliser une combinaison de plusieurs mecanismes pour accroitre l'efficacite du systeme limiteur optique et pour beneficier d'une protection large bande spectrale.

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Ouoba, Samuel. "Adsorption et transport d'un composé organique volatil (COV) dans un sol hygroscopique : application aux pesticides dans un sol aride." Phd thesis, Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20256.

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L'objectif de ce travail est d'analyser et de modéliser le transport d'un polluant dans la couche superficielle non saturée du sol. On se limite aux sols hygroscopiques pour lesquels les constituants de la phase liquide (eau+polluant) sont fortement liés à la phase solide. Les transferts de matière s'opèrent en phase liquide et gazeuse avec prise en compte du changement de phase liquide-gaz. Grâce à un dispositif original, on analyse tout d'abord les isothermes de désorption de l'eau, de l'heptane, du trichloréthylène (TCE) et du mélange eau+TCE dans deux sols ; l'un contenant de l'argile et de la matière organique ; l'autre, en provenance du Burkina Faso (BF) présente des proportions moindres de ces constituants. Le changement de phase liquide-gaz du TCE a fait l'objet d'une étude expérimentale dans le cas du sol du BF avec différentes conditions expérimentales en température et pression. L'ensemble des travaux bibliographiques et expérimentaux ont conduit à la proposition d'un modèle mathématique. La validation du modèle a porté sur le transfert d'eau seule par comparaison avec des expériences de transfert sur des colonnes de sol. Ce modèle traduit particulièrement bien le flux d'eau à la surface et l'évolution des profils de teneur en eau. Ce modèle peut être utilisé dans l'état actuel pour décrire les transferts d'eau à l'interface sol-atmosphère en zone aride. Dans une deuxième partie, on examine le transfert du TCE dans la couche superficielle. Des études de sensibilité ont été menées sur l'épaisseur de la couche, la teneur en eau, la concentration initiale du TCE, la constante de Henry et du coefficient de changement de phase. Cette étude met en évidence l'importance des différents paramètres sur les transferts d'un composé organique volatil indiquant ainsi qu'il est nécessaire de mener parallèlement des expériences en laboratoire et in situ
The objective of this work is to analyze and model the transport of a pollutant in the surface layer of unsaturated soil. We are particularly interested to hygroscopic soils where components of the liquid phase are strongly linked to the solid phase. Mass transfer occurring in the liquid phase and gas, taking into account the change of phase liquid-gas. Using an original apparatus, we analyze first the isothermal desorption of water, heptane, trichlorethylene (TCE) and the mixture water + TCE in two soils; one containing clay and organic matter, the other, from Burkina Faso (BF), has lower proportions of these constituents. The phase change liquid-gas of TEC has been experimentally studied in the soil of Burkina with different experimental conditions in temperature and pressure. All the bibliographic and experimental works led us to propose a mathematical model. The validation of the model has focused on the transfer of water only by comparison with transfer experiments on soil columns. This model reflects particularly well the flow of water to the surface and changing profiles of water content in columns. This model is also well suited to describe the water transfer at the interface soil-atmosphere in arid zone. In a second part, we examine the transfer of TCE in the surface layer. Sensitivity studies were conducted on thick layer of soil, water content, the initial concentration of TCE, the Henry constant and the coefficient of phase change. This study highlights the importance of different parameters on the transfer of a volatile organic compound showing that it is necessary to conduct parallel investigations in the laboratory and in situ

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Ouoba, Samuel. "Adsorption et transport d'un Composé Organique Volatil (COV) dans un sol hygroscopique. Application aux pesticides dans un sol aride." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731315.

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l'objectif de ce travail est d'analyser et de modéliser le transport d'un polluant dans la couche superficielle non saturée du sol. On se limite aux sols hygroscopiques pour lesquels les constituants de la phase liquide (eau+polluant) sont fortement liés à la phase solide. Les transferts de matière s'opèrent en phase liquide et gazeuse avec prise en compte du changement de phase liquide-gaz. Grâce à un dispositif original, on analyse tout d'abord les isothermes de désorption de l'eau, de l'heptane, du trichloréthylène (TCE) et du mélange eau+TCE dans deux sols ; l'un contenant de l'argile et de la matière organique ; l'autre, en provenance du Burkina Faso (BF) présente des proportions moindres de ces constituants. Le changement de phase liquide-gaz du TCE a fait l'objet d'une étude expérimentale dans le cas du sol du BF avec différentes conditions expérimentales en température et pression. L'ensemble des travaux bibliographiques et expérimentaux ont conduit à la proposition d'un modèle mathématique. La validation du modèle a porté sur le transfert d'eau seule par comparaison avec des expériences de transfert sur des colonnes. Ce modèle traduit particulièrement bien le flux d'eau à la surface et l'évolution des profils de teneur en eau. Ce modèle peut être utilisé dans l'état actuel pour décrire les transferts d'eau à l'interface sol-atmosphère en zone aride. Dans une deuxième partie, on examine le transfert du TCE dans la couche superficielle. Des études de sensibilité ont été menées sur l'épaisseur de la couche, la teneur en eau, la concentration initiale du TCE, la constante de Henry et du coefficient de changement de phase. Cette étude met en évidence l'importance des différents paramètres sur les transferts d'un composé organique volatil et donc sur les priorités de mener parallèlement des expériences en laboratoire et in situ.

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Venet, Saphir. "Stockage du CO2 et séparation CO2/CH4 par des matériaux de silice à porosité et fonctionnalité contrôlées : étude expérimentale et modélisation de dynamique moléculaire." Thesis, Pau, 2018. http://www.theses.fr/2018PAUU3027/document.

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Ce travail vise à évaluer les performances de matériaux à base de silice et à rationaliser leur synthèse en fonction des propriétés d’adsorption recherchées (capacité et/ou sélectivité) en combinant des approches expérimentales et la modélisation de dynamique moléculaire. Ces matériaux devaient idéalement présenter une capacité d’adsorption CO2 mais également une sélectivité CO2 /CH4 élevées. Les différentes étapes de ce travail ont été :- la synthèse et la fonctionnalisation des matériaux de silice,- leur caractérisation texturale et chimique,- la détermination des capacités d’adsorption du CO2, de leur sélectivité CO2/CH 4 ,- les caractérisations par différentes techniques spectroscopiques et microscopiques des échantillons pour essayer de localiser l’adsorption du CO2 et mesurer sa mobilité,- l’identification microscopique par modélisation moléculaire des facteurs physico-chimiques influant sur l’adsorption préférentielle du CO2 et sa diffusivité dans le matériau hôte ainsi que sur le rôle du caractère hydrophile/hydrophobe du matériau de silice par le biais de sa fonctionnalisation.Ces objectifs ont nécessité la préparation de matériaux à surfaces spécifiques élevées par le biais d’un procédé sol-gel simple. Ces matériaux ont été modifiés afin d’obtenir un taux de fonctionnalisation par des groupements -CH3 suffisant pour modifier le caractère hydrophile du matériaux tout en conservant une surface spécifique suffisante. L’influence de la taille des pores a également été sondée.Les capacités d’adsorption des gaz sous pression ont été réalisées pour les gaz purs mais également sur des mélanges CO2/CH4 dans différentes proportions. La sélectivité CH 4 /CO 2 , souvent estimée à partir des isothermes des corps purs et/ou la méthode IAST, a dans ce cas été déterminée à partir de la mesure directe des isothermes des mélanges de gaz. Il est apparu que l’eau joue un rôle crucial sur les capacité et sélectivités d’adsorption. Ce paramètre est l’un de ceux qui a été étudié à travers les simulations de dynamiques moléculaires. L’influence de l’introduction de groupements hydrophobes a également été exploré.Les résultats obtenus par dynamique moléculaire sont dans l’ensemble en bon accord avec les données expérimentales. Ces deux approches parallèles expérience/théorie ont mis en évidence la sélectivité de l’un des matériaux pour des applications où l’effluent gazeux est peu chargé en CO 2
This work aims to evaluate the performance of silica-based materials and to rationalize their synthesis according to their desired adsorption properties (capacity and/or selectivity) by combining experimental approaches and the management of the molecular animal. These materials are ideally suited for CO2 adsorption capacity but also CO2/ CH4 selectivity. The different stages of this work were:- the synthesis and functionalization of the silica materials,- their textural and chemical characterization,- the determination of CO2 adsorption capacities, of their CO2/ CH4 selectivity.- the characterizations by various spectroscopic and microscopic techniques of tests to try to locate the adsorption of CO2 and to measure its mobility,- microscopic identification by the factor of physic-Factors influence the preferential adsorption of CO2 and its diffusivity in the role of hydrophilic / hydrophobic character in silica by functional.These objectives required the preparation of high specific surface materials through a simple sol-gel process. These materials have been modified in order to obtain a degree of functionalization with -CH3 groups sufficient to modify the hydrophilic nature of the material while maintaining a sufficient specific surface area. The influence of pore size was also probed.The adsorption capacities of the gases under pressure were carried out for pure gases but also on CO2/ CH4 mixtures in different proportions. The CH4/ CO2 selectivity, often estimated from the pure body isotherms and / or the IAST method, was in this case determined from the direct measurement of the isotherms of the gas mixtures. It has become apparent that water plays a crucial role in adsorption capacity and selectivity. This parameter is one of those studied through molecular dynamics simulations. The influence of the introduction of hydrophobic groups has also been explored.The results obtained by molecular dynamics are on the whole in good agreement with the experimental data. These two parallel experience / theory approaches have highlighted the selectivity of one of the materials for applications where the gaseous effluent is little loaded with CO2

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Yuan, Haifeng. "Caractérisation expérimentale des propriétés de poromécaniques et de transfert de l’argilite du COx." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0030/document.

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L’argilite du COx a été choisie comme roche hôte pour le stockage des déchets radioactifs de haute activité et vie longue (HAVL) en France. Ce matériau subira l'intrusion de gaz et d'eau sous, parfois, des conditions thermiques sévères. Par conséquent, afin d'évaluer la sécurité de cette barrière naturelle, il est très important de comprendre les propriétés poromécaniques et de transfert de ce matériau ainsi que l’effet de la température. Ce travail aborde les mesures au gaz du coefficient de Biot et montrent que celui-ci est presque égal à 1 en conditions humides. Il y a cependant sur le matériau sec un effet de l'adsorption du gaz et une déformation supplémentaire de gonflement du matériau. Cet effet a aussi un effet important sur les propriétés de transfert du gaz selon sa nature. Les propriétés de transfert et de saturation ont été examinées par des techniques gaz et comparées aux mesures usuelles. Les essais montrent aussi que la perméabilité à l'eau de site est d'environ 10-20 - 10-21 m² et beaucoup plus faible que celle au gaz. Enfin, on constate que le coefficient de Biot n'est pas affecté significativement par les effets thermiques mais que ces effets jouent sur la perméabilité relative au gaz de l'argilite
COx argillite has been selected as the host rock for the storage of high-activity long-live (HALL) radioactive waste in France. It will suffered the gas and water intrusion, sometimes suffered the severe thermal conditions during the sealing process. Therefore, in order to evaluate the safety of this natural barrier, it is very important to understand the poromechanical properties and transport properties of this material as well as the thermal effects. This work use gas to measure Biot’s coefficient and shows that it is nearly equal to 1 in humid conditions. However, there is a gas adsorption and induced an additional swelling deformation on dry material, this effect also has a significant effect on the transport properties of the gas according to its nature. The transport and saturation properties were examined by gas technique and compared with the usual measurements. The tests also show that the permeability of in situ water is about 10-20-10-21 m² and much lower than gas. Lastly, it is found that Biot’s coefficient is not significantly affected by the thermal effect, but the relative gas permeability of argillite is significantly affected by this effect

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