Thèse présentée par Stéphanie Lobréau

Imagerie et caractérisation instationnaire de sources acoustiques
en milieu réverbérant et bruité par renversement temporel
et séparation de champs sur antenne hémisphérique double couche

Soutenue le 4 septembre 2015 devant le jury composé de :

Jean-Hugh THOMAS LAUM, Université du Maine, Le Mans Rapporteur
Julien DE ROSNY Institut Langevin, ESPCI, Paris Rapporteur
Jean-Louis GUYADER LVA, INSA de Lyon Examinateur
Alexandre GARCIA LMSSC, Cnam Paris Examinateur
Alain BERRY GAUS, Université de Sherbrooke, Québec, Canada Examinateur
Vincent VALEAU Institut Pprime, Université de Poitiers Examinateur
Manuel MELON LAUM, Université du Maine, Le Mans Directeur de thèse
Éric BAVU LMSSC, Cnam Paris Co-encadrant de thèse

Résumé :

Dans un grand nombre d'applications industrielles, il est nécessaire d'inspecter des structures rayonnantes à l'aide de techniques de caractérisation et de localisation de sources acoustiques instationnaires. Ces dernières décennies, plusieurs techniques d'imagerie acoustique ont été développées, reposant sur l'utilisation de mesures d'un jeu de grandeurs acoustiques (pression et/ou vitesse particulaire) sur des antennes microphoniques, structurées ou non.

Le travail réalisé durant cette thèse porte plus spécifiquement sur les techniques d'imagerie instationnaires par retournement temporel. Nous nous intéressons plus particulièrement aux optimisations permettant de rendre les performances de ces techniques d'imagerie instationnaires insensibles aux conditions de mesures (environnement réverbérant et bruité). Pour cela, différentes améliorations sont proposées dans ce manuscrit, grâce à des mesures réalisées sur une antenne hémisphérique double couche. En particulier, nous détaillerons un processus d'imagerie acoustique quantitative par retournement temporel grâce au calcul de l'intégrale de Helmholtz-Kirchhoff retournée temporellement, grâce aux mesures "double données" réalisées sur l'antenne. Ensuite, nous détaillerons les optimisations pour supprimer les effets de salle et les contributions de sources perturbatrices grâce à une méthode de séparation de champs, qui consiste à projeter les données mesurées sur la base des harmoniques sphériques puis à séparer les contributions "entrantes" et "sortantes". Pour finir, la résolution d'imagerie par retournement temporel, intrinsèquement limitée, est améliorée grâce à la définition automatique d'un puits à retournement temporel dont la formulation analytique tire partie de la structure double-couche des données mesurées.

Il est essentiel de noter que ces différentes stratégies d'optimisation sont possibles grâce à l'enregistrement d'un double jeu de données (pression-pression ou pression-vitesse). La qualité de reconstruction du champ de pression par le processus d'imagerie par retournement temporel double-couche complet est illustré à travers des études numériques et des études expérimentales, allant d'une configuration idéale (environnement anéchoïque et non bruité) à un cas complexe (environnement fortement réverbérant et bruité).



Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés - LMSSC