TIPE résonateurs, protection acoustique fusées

[invitedc3b388b]

Bonjour,

Je m'intéresse dans le cadre d'un TIPE (épreuve pour les écoles d'ingénieur) à la protection acoustique des coiffe des lanceurs spatiaux. Des résonateurs sont utilisés pour absorber les basses fréquences sur Ariane par exemple. Je me suis beaucoup documentée sur le sujet, mais n'ayant que peu de notions en acoustique, je n'ai pas compris comment un résonateur peut faire office de protection acoustique, en gros pourquoi peut-on dire qu'un résonateur absorbe une onde acoustique ? Il entre en résonance à une certaine fréquence, mais comment peut-il dissiper de l'énergie ? J'ai entendu dire que c'était par pertes thermiques mais comment est-ce possible ?

Merci d'avance
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[JPL]

Déplacé depuis le forum TIPE. Celui-ci est en effet réservé aux problèmes méthodologiques ou pédagogiques rencontrés éventuellement.

[azizovsky]

Une idée ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermoacoustique.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Une rapide recherche donne un tas de références, dont celle-ci :
https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j...eG8Jo1zIBhgdtg
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Resartus]

Bonjour,
Il ne me semble pas que ce soit un phénomène aussi subtil que celui indiqué par azizovski.

Plus simplement, il doit s'agir d'un ensemble de "résonateurs" (c'est à dire des sortes de ressorts: 1200 d'après wikipedia) relié à une structure de panneaux de polyamide qui est l'amortisseur*
Je suppose que la raideur des ressorts est réglée pour que l'amortissement soit proche de l'amortissement critique (comme le serait une suspension automobile bien réglée). Ainsi, l'amplitude des déplacements de la charge utile va être beaucoup plus faible que celle imposée à la coiffe.
Ce n'est pas très compliqué à calculer : soit par la transformée de Laplace (très utilisée en prépa SI mais je ne sais pas si on étudie cela en MP) soit avec l'analogie électrique (impédance d'un circuit RLC), ou bien directement résoudre l'équation différentielle du second ordre avec second terme périodique...

Par contre, je ne sais pas si les fréquences de résonance sont toutes égales, ou bien si elles sont réparties sur une certaine gamme.
S'il n'y a pas trop de secret industriel, peut-être le constructeur pourrait-il vous en dire plus...

*Et en effet, l'énergie perdue doit bien se retrouver quelque part : en chaleur dans les plaques amortisseur

[invitedc3b388b]

D'accord merci pour toutes ces informations. J'ai en effet lu l'article de wikipédia sur Ariane 5.
Ce que j'ai du mal à comprendre, c'est pourquoi le fait de faire entrer en résonance les résonateurs peut dissiper l'énergie ? Sinon on mettrais seulement des amortisseurs sans les résonateurs.
Je pense avoir trouvé la réponse dans une thèse, mais j'ai du mal à comprendre. Je l'ai jointe, si vous pouvez m'expliquer ces lignes ce serait un grand pas en avant.
J'ai utilisé la transformée de Laplace, j'ai fait mon année de PCSI et c'était bien au programme.

Les fréquences dites dangereuses pour la coiffe se situe entre 20Hz et 2000Hz, donc sur une assez large bande mais seulement dans les très basses fréquences.
Merci encore1.png2.png

[phuphus]

Bonjour pepperoncino,

sur leur fréquence propre, les résonateurs de Helmholtz sont des court-circuits acoustiques : leur très faible impédance fait que l'onde acoustique les excite très facilement, et "s'engouffre" dedans. Une partie de l'énergie de l'onde passe donc dans le résonateur. Ensuite, pour pouvoir dissiper cette énergie, il faut que le résonateur soit amorti : on va chercher à créer de la perte de charge au ventre de vitesse, par exemple par un col de section faible ou en remplissant d'un matériau poreux.

Si le résonateur n'est pas amorti, il va au contraire pouvoir vibrer librement, et en piquant de l'énergie par exemple sur l'écoulement principal on aura au contraire un pic de niveau vers sa fréquence propre.

Un bon exemple est celui des églises, dont le temps de réverbération était atténué par la présence de résonateurs remplis d'étoupe. Le savoir-faire s'est perdu, et à une époque tous les "trous sales" des églises ont été soit nettoyés de leur étoupe, soit bouchés. C'est pourquoi maintenant nous avons des églises réverbérantes. Donc non, un résonateur seul ne suffit pas, il faut s'assurer qu'il est amorti.

[azizovsky]

une petite recherche m'a donné: http://steph.web.pagesperso-orange.f...ne5/coiffe.htm

La coiffe est constituée par cinq panneaux sandwichs en nids d'abeille d'aluminium avec une peau en fibres de carbone d'épaisseur variable. Cette coiffe reste suffisamment rigide pour résister aux pressions aérodynamiques au cours de la phase de montée; elle conserve cependant une certaine souplesse.

elle est dessiné ici https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00230594/document

[invitedc3b388b]

Bonjour merci pour vos réponses. J'ai trouvé un extrait de thèse qui explique un peu ce que vous m'avez expliqué phuphus.
Si quelqu'un pourrait m'expliquer plus en détail ces lignes..

Merci encore.
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
C’est la deuxième fis que vous demandez de vous expliquer les mêmes deux paragraphes.
Il y a eu du « copier-coller » entre les deux sources.
Et les deux textes sont du baratin fait pour noyer le poisson.
Ils ne sont pas complètement faux, car ils peuvent être en partie vraie dans des circonstances particulières.
Et ça n’a pas de rapport avec de que Phuphus vous a dit. Et Phuphus a raison.
Au revoir.