Méta-matériau acoustique polyvalent

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Ce programme de recherche vise l'intégration de traitements vibratoires et acoustiques au sein de structures composites. Le but à long terme est de fournir des solutions performantes, légères et peu encombrantes, par la fonctionnalisation des composantes structurales. La littérature foisonne de solutions pour l'amortissement du bruit des structures. Toutefois, peu mènent à l'innovation car l'approche scientifique est fragmentée et basée sur des hypothèses liées à des problèmes spécifiques. Dans les travaux proposés, une nouvelle gamme de méta-matériaux bi-composants pouvant absorber le son sur une large bande de fréquences sera étudiée. L'architecture de ces matériaux technologiques hétérogènes et les matières employées pour leur réalisation sont les éléments clés de leur performance acoustique. Tout d'abord, un modèle semi-analytique tridimensionnel sera développé afin de comprendre le comportement dynamique interne de ces matériaux complexes. Considérer des aspects critiques tels que la viscoélasticité des matières employées et la propagation d'ondes élastiques au sein du matériau sont des défis importants. Une étude numérique de sensibilité fera ressortir les paramètres contribuant le plus aux performances. Les relations empiriques issues d'un plan d'expériences fourniront, pour la première fois, une compréhension généralisable du comportement. Ensuite, une méthodologie originale pour l'optimisation multicritère de tels méta-matériaux sera créée. Les défis comprennent l'élaboration d'un modèle de substitution réaliste et suffisamment précis basé sur les simulations, et la définition d'une fonction coût pertinente à plusieurs dimensions. Lors de la fabrication de ces matériaux architecturés, des obstacles liés à l'hétérogénéité et à la viscoélasticité des matériaux seront franchis afin de maitriser précisément la micro-structure. Les écarts de micro-géométrie dus à la fabrication seront contrôlés et rétro-intégrés dans les modèles afin de faire de ces derniers des outils de conception fiables, permettant de répondre à des exigences spécifiques telle qu'une impédance acoustique de surface dans une plage de fréquences donnée. Enfin, les défis de mise en ouvre de ces matériaux au sein d'une structure sandwiche de dimensions représentatives de pièces réelles seront surmontés. Cette approche méthodologique porteuse mènera à la validation expérimentale des modèles, des procédures et des outils d'ingénierie développés, favorisant ainsi la maturation et la conversion vers l'industrie de cette nouvelle gamme de méta-matériaux polyvalents. Ces travaux contribueront à la création de technologies de rupture pour réaliser l'objectif international de réduire de 65% le bruit du trafic aérien d'ici 2050, par rapport au niveau de 2000. En outre, au moins 9 nouveaux PHQ seront formés au sein d'un environnement vivant et inclusif, qui leur permettra de s'épanouir et de s'outiller pour devenir des leaders scientifiques et technologiques à l'esprit ouvert.