Kévin Billon - Postdoctorant au LAMCOS - Séminaire du LVA

Composites périodiques fonctionnels pour l'absorption vibroacoustique large bande

Ces travaux de thèse sont consacrés à la compréhension des phénomènes ondulatoires se produisant dans les structures périodiques. Elles possèdent des propriétés spécifiques en termes de propagation d'ondes. Dans un premier temps, des outils numériques permettant la détermination des relations de dispersion dans les structures périodiques sont présentés. La méthode de Floquet-Bloch est présentée comme référence. Cette technique consiste à résoudre le problème sur une cellule unitaire avec des conditions limites adaptées cependant l'introduction d'amortissement dans les cas 2D et 3D n'est pas facile. Dans un deuxième temps, la méthode de Floquet-Bloch, de référence, est appliquée à un métamatériau comprenant des perforations rectangulaires, hiérarchiques et auxétiques (coefficient de poisson négatif). L'influence des paramètres géométriques de la cellule sur la dispersion et les propriétés mécaniques de la structure est investiguée en utilisant une méthode d'homogénéisation. La validation expérimentale est effectuée sur un réseau en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) en utilisant un vibromètre 3D à balayage. Dans un troisième temps, la méthode intitulée "Shift cell operator" est décrite. Elle est basée sur une reformulation du problème aux équations aux dérivées partielles, la périodicité étant incluse dans le comportement global de la structure et des conditions de continuité sur les bords de la cellule sont imposées. Cette stratégie permet de résoudre le problème quelle que soit l'évolution en fréquence des propriétés de la cellule. Des outils de post-traitement des diagrammes de dispersion avec amortissement sont proposés comme la vitesse de groupe. Enfin, un cas d'application est donné sur une structure périodique amortie. Le métamétariau considérée est un guide d'ondes bidirectionnel infini mêlant aluminium et polymère hautement dissipatif. Afin de valider la conception et le caractère adaptatif du métamatériau, les résultats issus d'un modèle 3D d'une structure finie intégrant une interface composée d'un ensemble distribué des cellules unitaires sont présentées. Après cette étape, une comparaison entre les résultats obtenus en utilisant la simulation de la structure accordable et les résultats expérimentaux sont présentés.Mots clés : Structure périodique, Dispersion, Amortissement, Perforations, Hiérarchie, Auxétique, Propriétés mécaniques, Homogénéisation.