Thèse présentée par Romain Rumpler

Efficient finite element approach for structural-acoustic applications including
3D modelling of sound absorbing porous materials.

Soutenue le 13 mars 2012 devant le jury composé de :

Noureddine ATALLA Université de Sherbrooke, Canada Reviewer
Wim DESMET Katholieke Universiteit Leuven (KUL), Belgium Reviewer
Henry J. RICE Trinity College Dublin, Ireland Opponent
Laurent CHAMPANEY École Normale Supérieure de Cachan, France President
Antoine LEGAY Cnam Paris, France Co-supervisor
Peter GÖRANSSON Royal Institute of Technology (KTH), Sweden Main supervisor
Jean-François DEÜ Cnam Paris, France Main supervisor

Résumé :

Dans le contexte de lutte contre les nuisances sonores, cette thèse porte sur le développement de méthodes de résolution efficaces par éléments finis, pour des problèmes de vibroacoustique interne avec interfaces dissipatives, dans le domaine des basses fréquences. L'étude se limite à l'utilisation de solutions passives telles que l'intégration de matériaux poreux homogènes et isotropes, modélisés par une approche fondée sur la théorie de Biot-Allard. Ces modèles étant coûteux en terme de résolution, un des objectifs de cette thèse est de proposer une approche modale pour la réduction du problème poroélastique.

Dans un premier temps, la résolution de problèmes couplés elasto-poro-acoustiques par sous-structuration dynamique des domaines acoustiques et poreux est établie. L'approche modale originale proposée pour les milieux poroélastiques, ainsi qu'une procédure de sélection des modes significatifs, sont validées sur des exemples 1D à 3D.

Une deuxième partie présente une méthode combinant l'utilisation des modèles réduits précédemment établis avec une procédure d'approximation de solution par approximants de Padé. Il est montré qu'une telle combinaison offre la possibilité d'accroître les performances de la résolution (allocation mémoire et ressources en temps de calcul).

Un chapitre dédié aux applications permet d'évaluer et comparer les approches sur un problème académique 3D, mettant en valeur leurs performances encourageantes. Afin d'améliorer les méthodes établies dans cette thèse, des perspectives à ces travaux de recherche sont apportées en conclusion.



Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés - LMSSC