Les propriétés acoustiques et élastiques des matériaux poreux
Les matériaux poreux à base de polymères sont fabriqués sous diverses formes, telles que mousses ou fibres, afin d'absorber le bruit et d'amortir les vibrations. Ces matériaux se caractérisent par des propriétés mécaniques particulières, parmi lesquelles l'élasticité a un grand rôle dans le comportement acoustique. Pour modéliser avec exactitude la propagation des ondes sonores, il faut connaître ces propriétés d'élasticité. Les chercheurs du projet PAM (The physics of acoustic materials), financé par l'UE, ont proposé d'utiliser des ondes guidées pour déterminer, entre autres, le module de cisaillement sur une large plage de fréquences et de températures. Les chercheurs ont utilisé des ondes acoustiques guidées de type Rayleigh, dans des plaques de mousse de polyuréthane, car elles étaient mieux adaptées à leurs buts. Ils ont utilisé des ondes de Rayleigh quasiment monofréquence, générées par un vibreur compact. Ils ont suivi la vitesse et l'amplitude des ondes via des vibromètres laser à effet Doppler, à plusieurs distances. Les chercheurs ont déterminé la vitesse de groupe et de phase des ondes en associant les mesures aux prévisions théoriques obtenues par des modèles physiques décrivant la propagation des ondes dans les matériaux. Le calcul de la vitesse des ondes a permis d'extraire des valeurs utiles pour la conception de nouveaux matériaux. Il est important de connaître l'impact de la température sur les propriétés élastiques de matériaux poreux utilisés pour l'isolation dans un avion. Il est aussi possible que certains matériaux ne soient vibro-élastiques que dans une certaine plage de températures. Cependant, les données expérimentales sont rares pour les basses températures rencontrées durant un vol. La nouvelle technique par ondes guidées du projet PAM peut couvrir une plus large plage de températures et plusieurs ordres de magnitude en fréquence. Ceci devrait être suffisant pour gérer de manière fiable les mécanismes physiques du comportement visco-élastique de matériaux poreux à base de polymères. Les chercheurs continuent à élargir l'ensemble de données vers des fréquences inférieures à 100 Hz et jusqu'à 10 mHz. Les mesures par vibromètre laser à effet Doppler servent déjà de nouvelle méthode pour couvrir les basses fréquences, ce qui est nécessaire pour déterminer les propriétés de transmission du son par les murs de salles réverbérantes.
Mots‑clés
Matériaux poreux, propriétés d'élasticité, ondes sonores, vibromètres, vibro-élastique
