Romain Caron - Continuation expérimentale pour les instruments de musique à vent

Résumé : Les instruments de musique à vent (comme la clarinette, les flûtes, les cuivres), à cordes frottées ou encore la voix font tous partie d’une plus large catégorie de systèmes dynamiques non linéaires présentant des régimes auto-oscillants.

Dans le cas des instruments de la famille des cuivres et de la voix, les oscillations auto-entretenues reposent sur l’interaction par écoulement fluide entre un résonateur acoustique (la colonne d’air dans le conduit vocal et/ou l’instrument) et des lèvres (plis vocaux pour la voix, lèvres pour le musicien cuivriste). Pour une pression d’alimentation suffisamment élevée, l’équilibre statique (silencieux) devient instable pour laisser la place à des oscillations (sonores), par le biais d’une bifurcation de Hopf.

Selon le niveau de participation des diverses résonances acoustiques et mécaniques, le diagramme de bifurcation peut s’avérer plus ou moins complexe, mettant possiblement en jeu un grand nombre de branches de régimes stables. Cette apparente complexité peut être dissipée si l’on s’intéresse aux régimes instables qui relient les différents régimes stables entre eux. Ces régimes, étant instables, ne peuvent être observés avec les méthodes expérimentales habituelles. Des techniques de contrôle issues de l’automatique couplées à des algorithmes de suivi de branche (continuation) sont nécessaires pour stabiliser les régimes instables et explorer la réponse du système.

La Control-Based Continuation (CBC) est une famille de méthodes de continuation expérimentale qui combine ces deux caractéristiques. Cependant la CBC nécessite de connaître la fréquence de fonctionnement du système, ce qui n’est pas le cas a priori pour les systèmes auto-oscillants. La fréquence doit alors être déterminée en temps réel pendant l’expérience. Dans la CBC en plan de phase (PPCBC, voir Lee et al., 2020), la fréquence est mise à jour itérativement par une méthode de détection de passage à zéro.

Dans cette présentation, une mise en œuvre de la CBC est proposée pour un musicien artificiel produisant des auto-oscillations, développé dans le cadre d’une collaboration entre le LMA et Yamaha et utilisé pour l’expérimentation en acoustique musicale. De l’air sous pression est injecté entre les lèvres via un tube faisant office de résonateur. Une embouchure de cuivre peut ensuite être placée en aval des lèvres. Ici, l’estimation de la fréquence est réalisée en temps réel grâce à une boucle à verrouillage de phase et un algorithme de continuation par longueur d’arc (Raze et al., 2025 ; Gourc et al. 2025) est mis en place. Une simulation de l’expérience est présentée.

Diego Novais - Analyse de poutres courbes sandwich fabriquées par impression 3D fibres de carbone continues

Résumé : Les poutres sandwich sont largement utilisées en raison de leur faible masse et de leur résistance mécanique élevée à la flexion. Dans le cas des poutres courbes, aux contraintes de traction et de compression circonférentielles s’ajoutent des contraintes radiales. Dans ce séminaire, des études sur les poutres courbes sandwich fabriquées par impression 3D en fibres continues et soumises à un chargement combiné traction–flexion seront présentées. Le comportement mécanique de différentes poutres courbes, avec des configurations de disposition variées des fibres de carbone continues et des géométries différentes, sera analysé. À l’aide de la corrélation d’images (DIC), différents modes de rupture observés dans les poutres sandwich fabriquées par impression 3D seront également présentés et discutés, ainsi que les critères de rupture pour la conception des pièces sandwich courbes. 

Le mercredi 10 décembre 2025 à 14h00 / Amphithéâtre François Canac, LMA