Étude et caractérisation des solutions acoustiques pour un rotor caréné d’hélicoptère sous excitations réalistes

Barbier, Lucas (2026). Étude et caractérisation des solutions acoustiques pour un rotor caréné d’hélicoptère sous excitations réalistes. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire présente le développement d’un modèle analytique destiné à la prédiction du comportement acoustique de matériaux multicouches, visant à atténuer le bruit en milieu aéronautique. L’objectif est de proposer un outil générique, flexible et rigoureux permettant de modéliser des absorbeurs acoustiques complexes constitués de plusieurs plaques micro-perforées et de cavités, dans des conditions d’excitation réalistes.

Le modèle repose sur une approche par matrice de transfert reliant la pression et le débit acoustique aux interfaces successives des sous-éléments. Cette formulation modulaire permet de combiner différents types de couches et de géométries tout en conservant une description précise du champ acoustique local. L’approche développée intègre également la possibilité de traiter plusieurs solutions ou architectures de matériaux au sein d’un même cadre de calcul, facilitant les comparaisons et les analyses paramétriques.

Un accent particulier est mis sur la prise en compte des phénomènes non-linéaires associés aux conditions réelles d’excitation. Le modèle intègre notamment les effets de fort niveau sonore, susceptibles de modifier la résistance et la réactance des plaques micro-perforées, ainsi que l’influence des écoulements rasant présents à leur surface. Ces contributions sont traitées par une procédure itérative couplant les vitesses locales et les impédances effectives, assurant ainsi la cohérence du calcul en régime non-linéaire.

Le code ainsi développé constitue un outil de prédiction et de conception efficace pour l’analyse et l’optimisation de traitements acoustiques multicouches et multi-solutions, contribuant à une meilleure compréhension et à la maîtrise des mécanismes d’absorption dans des contextes d’application réels.

Titre traduit

Study and characterization of acoustic solutions for a shrouded helicopter rotor under realistic excitation conditions

Résumé traduit

This thesis presents the development of an analytical model for predicting the acoustic behavior of multilayer resonant structures used for noise reduction in aeronautical applications. The main objective is to provide a generic and reliable tool capable of modeling complex acoustic absorbers composed of multiple perforated plates and cavities, under realistic excitation conditions.

The model is based on a transfer matrix approach that relates the acoustic pressure and volume velocity at the interfaces of each sub-element. This modular formulation allows different types of layers and geometries to be combined within a single framework while maintaining an accurate description of the local acoustic field. The approach also makes it possible to compare several material configurations within the same model, which facilitates parametric studies and optimization.

Special attention is given to the inclusion of nonlinear effects that appear under realistic excitation. The model accounts for high sound pressure levels, which modify the resistance and reactance of perforated plates, as well as grazing flow effects along their surfaces. These contributions are handled through an iterative procedure that couples the local particle velocities and the effective surface impedance, ensuring consistency of the results in nonlinear conditions.

The resulting analytical code provides an efficient and predictive tool for the analysis and design of multilayer acoustic treatments. It contributes to a better understanding of absorption mechanisms in realistic configurations and supports the development of more effective noise control solutions for advanced aeroacoustic systems.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique avec mémoire". Comprend des références bibliographiques (pages 137-161).
Mots-clés libres:	méthodologie analytique, matériaux acoustiques multicouches, modèles non linéaires, plaques micro-perforées, forts niveaux sonores, écoulement rasant
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur(-trice) Dupont, Thomas
Codirecteur:	Codirecteur(-trice) de mémoire/thèse Lopez, Maël
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	21 mai 2026 14:42
Dernière modification:	21 mai 2026 14:42
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3911

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