INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE ET DE SECURITE

pour la prévention des accidents du travail et des maladies professionnelles

Département Ingénierie des Equipements de travail

Laboratoire " Réduction du Bruit des Machines "

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COMPTE RENDU DE REUNION

OBJET

Réunion du 27/09/2001 de la commission "Validation des progiciels de calcul du bruit rayonné 2000"

REFERENCE

NP/01CRR-057/TL

DATE

3/10/2001

Nombre de pages

9 pages

RédacteurS

T. LOYAU

Revu par :

N.TROMPETTE

S. BARRELET

PRESENTS

NOM

SOCIETE OU ORGANISME

 

ALEXANDRE Corinne

BARRELET Stéphane

CADIEUX Jérôme

FABRI Jean

FORTEZ Maurice

HABAULT Dominique

JEAN Philippe

JIAN Ludovic

LAMARY Pierre

LE MOYNE Sylvie

LULLIER Sosthène

MEBAREK Lassen

LANGRENNE Christophe

LOYAU Thierry

MELON Manuel

MIGEOT Jean-Louis

M. RASTOIN

TROMPETTE Nicolas

USINOR LEDEPP

RENAULT

METRAVIB RDS

SFM

TREVES

CNRS LMA

CSTB

IRCN

ISMCM-CESTI

ISMCM-CESTI

TREVES

STRACO

CNAM

INRS

CNAM

FFT

SFM

INRS

DESTINATAIRES

Présents

AUDOLY Christian

BONNET Stéphane

DARPAS Michel

DUFRENE Laurent

GARCIA Alexandre

GONTIER Camille

GUYADER Jean-Louis

HAMDI Mohammed

JOLY Nicolas

JOURNEAU Franck

LENNE Benoît

OGIS Eric

PASCAL Jean Claude

PATURET c.

SGARD Franck

TOURRET Jean

VAUCHER Daniel

TAWFIQ Imad

DCN

RENAULT

CETIM

PRINCIPIA

CNAM

EIVL Blois

INSA-LVA

STRACO

ESIM

ESIM

LMS

VIBRATEC

IAM du Mans

TECHNICATOME

ENTPE

CETIM

METRAVIB RDS

ISMCM

DOCUMENT JOINT

1- Document fourni par la société TREVES pour la mesure de transparence de paroi composite tôle-mousse-masse lourde. Figure du haut : les fuites ne sont pas évitées, figure du bas : montage préconisé par la société TREVES.

Ordre du jour

Matin : Cas test Renault

  1. Etat d’avancement - Tour de table
  2. Présentation du recalage du cas test Renault – Stéphane BARRELET
  3. Discussion sur le recalage
  4. Résultats d’essais de mesure du débit d’une source acoustique – Christophe LANGRENNE – Nicolas TROMPETTE
  5. Planning prévisionnel

Après midi : Cas tests USINOR

  1. Etat d’avancement - Tour de table
  2. Présentation d’une synthèse des cas test 5-2 et 5-3 – Philippe JEAN - Lassen MEBAREK
  3. Discussion des résultats
  4. Planning prévisionnel

 

  1. Cas test Renault
  2. a) Cas de la maquette nue

    Les organismes suivants, RENAULT, STRACO, LMS, METRAVIB, CSTB, FFT, IRCN, ont promis de fournir des résultats de calcul avant la fin janvier.

    Les mesures sont en cours à Renault, seront faites par l’ INRS à partir de novembre 2001 et par le CNAM courant 2002.

    S. BARRELET a présenté la maquette et les résultats de l’analyse modale expérimentale de la maquette suspendue. Il y a 10 modes dans la bande [25-50 Hz], 25 modes dans la bande [50-100 Hz] et 20 modes dans la bande [100-200 Hz]. La fonction de transfert entre la maquette et la suspension de la maquette (cadre rigide en forme de H) montre que la suspension par les sandows intercalés entre la maquette et le cadre rigide n’est pas parfaite.

    S. BARRELET a présenté le modèle éléments finis de la maquette. Il y a 31 modes dans la bande [0-100 Hz] et 200 modes dans la bande [0-400 Hz]. La correspondance spatiale et fréquentielle des modes calculés et mesurés est bonne pour les trois premiers modes. Les deux modes suivants sont inversés. S. BARRELET rédigera un rapport sur le recalage et le modèle éléments finis obtenu. Ce rapport sera fourni à tous les participants de ce cas test.

    Le modèle éléments finis réalisé ne pourra plus être amélioré. S. BARRELET enverra aux participants de ce cas (organismes faisant des calculs et des mesures), les fichiers de maillage vibratoire, le fichier de maillage acoustique, le fichier contenant la base modale. Toutes les grandeurs seront données en SI. Les modes sont normés par rapport à la masse en kg.

    Aux grandeurs déjà précisées dans la description du cas test (vitesses quadratiques normales moyenne par face, puissance acoustique rayonnée, énergies acoustiques dans les cavités avant et arrière), il est demandé de calculer la pression en deux points. Les coordonnées de ces deux points sont données par rapport au repère utilisé pour le calcul éléments finis (voir document S. BARRELET du 31 juillet 2001). Le point 1 a pour coordonnées x = 0.2 m, y = 0.1 m et z = 0.3m. Le point 2 a pour coordonnées x = 0.85 m, y = - 0.25 m et z = 0.1 m. Le calcul de la directivité est annulé. La bande de fréquence de calcul reste [10-500 Hz].

    Dans le cas de l’excitation acoustique, la position de la source est x = 0.15 m, y = 0.15 m et z = 0.15 m.

    b) Cas de la maquette traitée en absorption

    Les premières mesures montrent que le matériau absorbant doit couvrir les 6 faces de la cavité fermée. S. BARRELET doit continuer ses investigations. Il fournira par la suite une description de ce deuxième cas, y compris les paramètres décrivant le matériau acoustique employé.

    c) Cas de la maquette traitée en isolation

    Ce cas n’a pas été abordé lors de la réunion.

     

  3. Résultats d’essais de mesure du débit d’une source acoustique
  4. Le CNAM et l’INRS ont effectué, pour leurs sources acoustiques, le calcul de la puissance acoustique délivrée à partir de la mesure du débit de la source. Ces essais ont montré une très bonne corrélation, et la mesure du débit est donc retenue pour la caractérisation de l’excitation lors des essais sur la maquette. En conséquences, la donnée d’entrée pour les calculs de réponse à une excitation acoustique est un débit unitaire.

     

  5. Cas test USINOR

Tous les cas tests USINOR 5-1 à 5-6 et 6-1 à 6.3 ont été revus en détail et discutés. Pour tous les cas, la recomposition tiers d’octave peut amener des différences entre les calculs qui n’apparaissent pas en bande fine. Il est proposé de mettre au point un algorithme de recomposition en tiers d’octave qui serait disponible et commun à tous.

Les organismes suivants, STRACO, METRAVIB, CSTB, FFT, USINOR, ISMCM ont promis de fournir tous les résultats de calcul sur les cas 5.x avant la fin janvier.

Les organismes suivants STRACO, CSTB (éventuellement), FFT et l’ENTPE se sont proposés pour le calcul des cas 6.x. L’ ISMCM et le LMA se sont proposés pour faire des mesures pour ces cas.

Cas 5.1 : Plaque en acier, bafflée, sur appuis simples, excitation par champ diffus

Le CSTB a soulevé la question de la modélisation du champ diffus. On peut utiliser au moins deux types de modélisation :

Après discussion, aucun modèle n’est retenu a priori. Les organismes qui font des calculs sont libres de leur(s) choix pour modéliser le champ diffus. La variété des approches permettra d’augmenter le nombre de résultats. Le CSTB peut faire des calculs avec plusieurs modèles.

Cas 5.2 : Plaque en acier, bafflée, sur appuis simples, excitation par une source ponctuelle

STRACO, le CSTB et METRAVIB ont fourni des résultats pour ce cas. Ces résultats ont été obtenus récemment. La définition des grandeurs est bien codifiée et doit être conservée (voir rapport des cas tests édité par la SFM). Les résultats sont bien superposés à un coefficient près (qui devra trouver une explication) jusqu’à 1000 Hz (STRACO et CSTB) pour la puissance et jusqu’à 3000 Hz pour la vitesse quadratique normale moyenne et pour la pression (STRACO, CSTB et METRAVIB). Des différences existent également pour le facteur de rayonnement et l’indice d’affaiblissement en hautes fréquences (STRACO, CSTB).

USINOR, FFT devront fournir des résultats avant fin janvier. Ils devront se mettre en relation avec le CSTB, STRACO et METRAVIB pour comparer leurs résultats.

Cas 5.3 : Plaque en acier bafflée, sur appuis simples, couplée à une cavité munie de parois rigides, excitation par une source ponctuelle

Pour ce cas la plaque est bafflée.

STRACO et le CSTB ont travaillé sur ce cas. Philippe JEAN a présenté des résultats de calcul pour deux finesses d’analyse en fréquence, 1 Hz et 0.1 Hz. Les courbes sont différentes. La finesse d’analyse est importante et doit être au moins de 0.1 Hz. Il existe un nombre considérable de modes dans la cavité. Plutôt que de rajouter de l’absorption dans la cavité (ce qui ramènerait au cas suivant, et pour que la comparaison des résultats provenant de deux calculs différents soit possible, deux bandes de fréquences de calcul ont été retenues avec une finesse d’analyse de 0.1 Hz, la bande [0-500 Hz] et la bande [2000-2100 Hz].

Cas 5.4 : Plaque en acier bafflée, sur appuis simples, couplée à une cavité munie de parois non rigides, excitation par une source ponctuelle

Pour ce cas la plaque est bafflée.

Aucun résultat n’est disponible pour ce cas. Philippe JEAN fera des calculs préliminaires pour définir la ou les bandes d’analyse en fréquence et la finesse d’analyse en fréquence nécessaire pour ce cas.

Cas 5.5 : Plaque en acier, sur appuis simples, couplée à deux cavités munies de parois rigides, excitation par une source ponctuelle

Ce cas est pour le moment mis à l’écart.

Cas 5.6 : Plaque en acier, sur appuis simples, couplée à deux cavités munies de parois non rigides, excitation par une source ponctuelle

Aucun résultat n’est disponible pour ce cas. Philippe JEAN fera des calculs préliminaires pour définir la ou les bandes d’analyse en fréquence et la finesse d’analyse en fréquence nécessaire pour ce cas.

La définition du a doit être corrigée : a=1-|R|2. Zn est l’impédance spécifique.

Cas 6.1 : Cas de référence : système multicouche (tôle+feutre+masse lourde) bafflé sur appuis simples – excitation par champs diffus

Ce cas est pour le moment mis à l’écart.

Cas 6.2 : Cas de référence : système multicouche (tôle+feutre+masse lourde) bafflé sur appuis simples – excitation par une source acoustique ponctuelle

Ce cas est complexe et nécessite la confirmation des résultats par des mesures. Le LMA a un dispositif permettant de tester des plaques de dimensions 0.546 m par 0.7 m. La salle d’excitation est anéchoïque et la salle de réception est semi-anéchoïque. L’excitation est soit une source acoustique ponctuelle, soit une excitation mécanique ponctuelle. Des travaux sont prévus au LMA prochainement. La taille de l’ouverture sera alors de 0.9 m par 0.7 m.

La dimension de la paroi est donc 0.9 m par 0.7 m. La tôle de base sera fournie par USINOR en mars 2002. Les caractéristiques du feutre et de la masse lourde ont été données par TREVES qui fournira les matériaux en mars 2002.

Feutre :

Masse lourde :

- h = 0.21

Le LMA réalisera les mesures aux mois de mai et juin 2002.

On trouve en annexe un document fourni par TREVES qui montre leur technique de mesure de la transparence acoustique de ce genre de composite.

La modélisation retenue pour les conditions aux limites de la plaque multicouche est la suivante :






 

 

 

 

Cas 6.3 : Cas de référence : système multicouche (tôle+feutre+masse lourde) bafflé sur appuis simples – excitation par une source mécanique ponctuelle

Ce cas est complexe et nécessite la confirmation des résultats par des mesures. Le ISMCM/CESTI a un dispositif permettant de tester des plaques de dimensions 0.7 m par 0.9 m. La salle d’excitation est réverbérante et la salle de réception est anéchoïque. L’excitation est soit un champ diffus, soit une excitation mécanique ponctuelle. Cette configuration est très bien adaptée au cas 6.3. Le LMA a proposé également de faire des mesures pour ce cas après modification des dimensions de l’ouverture actuelle. La tôle de base sera fournie par USINOR en mars 2002. TREVES fournira les matériaux feutre et masse lourde aux laboratoires pour les mesures en mars 2002. Le ISMCM/CESTI réalisera les mesures d’avril à septembre 2001.

 

  1. Informations complémentaires

Jean FABRI a distribué des dépliants sur les manifestations organisées ou parrainées par la SFM :

    1. Méthodes de surveillance et techniques de diagnostic acoustiques et vibratoires - Manifestation internationale 16-18 octobre 2001 à l’UTC Compiègne
    2. Colloque " Analyse modale expérimentale " à Blois, les 29 et 30 novembre 2001.

Il existe une version 1.0 du CDROM contenant les résultats des premiers travaux de la commission. La diffusion de ce CDROM va être possible très prochainement.

Vous pouvez obtenir auprès de Philippe JEAN (ou de Thierry LOYAU) une copie d’un article décrivant la méthode de calcul employée au CSTB pour certains cas tests.

Vous pouvez obtenir auprès de Lassen MEBAREK (ou de Thierry LOYAU) une copie d’une communication décrivant la méthode de calcul utilisée par STRACO pour traiter les cas 6.x.