Les absorbeurs dynamiques non linéaires multi-stables

Résumé : Le travail présenté dans ce mémoire de thèse concerne une solution d’absorbeur non linéaire vibroacoustique à amortissement non linéaire constitué par une fine membrane circulaire, développée dans le but de contrôler le bruit dans un milieu acoustique constitué par le premier mode de vibration d’un tube ouvert à ces deux extrémités. L’objectif principal de cette thèse est double: d’une part, maîtriser la modélisation de ces absorbeurs, et d’autre part, élargir leur plage d’efficacité en introduisant une nouvelle solution d’absorbeur non linéaire vibroacoustique bistable. Pour maîtriser la modélisation de ces absorbeurs, une méthode d'identification est développée en premier lieu, permettant ainsi d'estimer la variation des paramètres du modèle simplifié du système couplé tube-membrane monostable en fonction de l'amplitude d'excitation. En raison de la forte variabilité de l'amortissement révélée par les résultats de l'identification et étant donné l'existence d'un terme d'amortissement non linéaire supplémentaire au terme de raideur cubique, une étude analytique est réalisée pour évaluer l'impact de l'amortissement non linéaire sur la dynamique du système. Une démarche d'optimisation numérique est mise en place pour examiner et comparer l'efficacité de l'atténuation des membranes bistables et monostables. Les résultats de cette optimisation sont confirmés par une étude numérique approfondie de la dynamique du système couplé tube-membrane pour différentes valeurs de raideur linéaire. Ensuite, une étude analytique du système couplé tube-membrane bistable est présentée, visant à expliquer les principaux résultats de l’optimisation. Pour cela, une nouvelle technique de calcul est présentée. Elle permet de développer des modèles analytiques décrivant la dynamique permanente en régime forcé très riche de notre système bistable. Cette technique repose sur une transformation de coordonnées qui introduit une position d'équilibre variable appelée position d'équilibre dynamique. Ces travaux sont clôturés par une étude expérimentale dédiée à la validation des principaux résultats de l'optimisation et à l'évaluation de la variabilité de la position d'équilibre dynamique.

Jury
M. Pierre-Olivier MATTEI - CNRS  / Directeur de thèse
Mme Émeline SADOULET-REBOUL - FEMTO-ST/Université de France-Comté / Rapporteur
M. Mohamed Najib ICHCHOU - LTDS/École Centrale de Lyon / Rapporteur
M. Thomas OLIVIER - LMSSC/Arts et Métiers ParisTech, campus de Lille / Examinateur
M. Renaud CôTE - LMA/Aix-Marseille Université/École Centrale Méditerranée, Marseille / Co-encadrant de thèse
M. Tahar FAKHFAKH - École Nationale d'Ingénieurs de Sfax / Co-directeur de thèse
M. Mohamed HADDAR - École Nationale d'Ingénieurs de Sfax / Co-encadrant de thèse
M. Feki NABIH - Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologies de Sousse / Examinateur

La soutenance de Madame Islem BOUZID est prévue le 13 décembre à 10h / amphithéâtre du LMA