thesis

Caracterisations acoustiques de structures vibrantes par mise en atmosphere rarefiee methodes d'estimation relatives aux frequences et amortissements des modes propres. Applications en acoustiques musicale

Defense date:

Jan. 1, 1999

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Institution:

Paris 6

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Abstract FR:

Nous proposons une methode experimentale destinee a caracteriser l'interaction structure-fluide leger, lorsque les vibrations sont en regime lineaire. Cette methode s'appuie sur la comparaison entre les frequences et facteurs d'amortissement des modes propres mesures lorsque la structure vibre dans l'air et ces memes parametres modaux mesures en atmosphere rarefiee. Deux methodes - non parametrique et parametrique - de traitement du signal sont mises en oeuvre afin de traiter automatiquement un grand nombre de modes. Leur performances d'estimation sont evaluees avec soin, donnant ainsi l'acces aux incertitudes, essentiel pour effectuer des comparaisons valides sur les parametres modaux. La methode parametrique s'avere necessaire pour estimer les partiels a composantes exponentielles complexes multiples, dont les frequences sont trop proches pour etre separables par l'analyse de fourier. L'etude de plaques metalliques minces en vibration libre constitue une validation de la methode experimentale : l'impedance acoustique, le facteur de rayonnement et d'autres grandeurs acoustiques deduites de la mesure pour chaque mode de vibration sont coherentes avec le comportement vibroacoustique attendu. Les rendements acoustiques observes pour une plaque en acier sont de l'ordre de 10% pour les frequences modales inferieures a la frequence de coincidence et superieurs a 50% pour les frequences superieures a celle-ci. Pour la guitare, nous proposons un modele simple qui decrit le couplage corde-chevalet en terme d'admittance au chevalet et qui permet d'expliquer pourquoi certains partiels de la vibration de corde presentent des amortissements plus forts dans le vide. Le rendement acoustique de la guitare varie entre 15 et 60% sur la gamme de frequence 80-2500 hz. Enfin, les methodes de traitement ont permis d'evaluer l'effet acoustique de la restauration du carillon de perpignan : une tenue des notes de 15 a 25% superieure en moyenne apres restauration.