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Antennerie microphonique tridimensionnelle en soufflerie pour l’analyse du bruit aéroacoustique généré par des obstacles en écoulement

Cette étude porte sur le bruit aérodynamique généré par des obstacles au sein d’un écoulement. L’identification de ces sources aéroacoustiques se fait généralement dans un plan, au moyen d’une antenne plane. Dans cette thèse, afin d’analyser des sources volumétriques, une antenne tridimensionnelle composée de 1024 microphones forme un tunnel autour de la veine d’essai d’une soufflerie anéchoïque. Les sources aéroacoustiques résultantes des interactions écoulement- obstacles sont multipolaires, et pour certaines, leur directivité varie dans l’espace (par exemple pour des obstacles courbés). Or, les méthodes d’imagerie acoustiques sont nombreuses, mais font généralement l’hypothèse d’un rayonnement monopolaire, ce qui peut amener à des estimations erronées. Une méthode inverse est mise en œuvre dans cette thèse, qui ne nécessite aucune hypothèse préalable sur l’orientation des sources, et permet de retrouver l’orientation de dipoles dans l’espace. Cette méthode est adaptée au domaine tridimensionnel, mais est plus efficace lorsque la zone de focalisation est restreinte aux contours des obstacles étudiés. Plus particulièrement, dans cette étude, sont étudiées expérimentalement des agencements de cylindres de sections diverses, ainsi qu’un anneau. Les sources de bruit sont alors disposées le long des cylindres, et ont une directivité dipolaire orthogonale à l’écoulement. Cette orientation des dipoles, ainsi que la longueur de cohérence en envergure des divers cylindres, sont retrouvées grâce à la méthode inverse, et comparées à la littérature. Enfin, une étude paramétrique sur l’influence de l’angle d’incidence d’un cylindre par rapport à l’écoulement est réalisée, pour des cylindres de sections rectangulaires et carrées. Cette étude vient confirmer des prédictions numériques sur la directivité du rayonnement de ces cylindres, basées sur les solutions de Curle.

Mots-clés libres : Cylindre, antennerie tridimensionnelle, problèmes inverses, localisation de sources, directivité.

Rameau (langage normalisé) :
• Aéroacoustique
  
• Problèmes inverses
  
• Souffleries aérodynamiques
  
• Antennes microphoniques
  
• Audition directionnelle