Abstract EN:

Les projecteurs acoustiques assemblés en antenne sont le siège d'un effet d'interaction qui résulte du couplage, par l'intermédiaire du milieu acoustique, des puissances qu'ils rayonnent individuellement. Cette interaction modifie les performances et la durée de vie des antennes sonar. Cet effet, dépendant de la fréquence, est difficile à contrôler, car le comportement physique des antennes, et plus particulièrement des antennes volumiques basse fréquence, n'est pas bien connu. Les transducteurs flextensionnels ou flextenseurs ont été proposés comme des éléments de base de ces antennes. Un flextenseur de classe IV est construit à partir d'une coque elliptique et d'un pilier de céramiques piézoelectriques connecté à la coque suivant le grand axe par l'intermédiaire d'inserts. Son fonctionnement est déterminé par le mouvement de flexion de la coque qui est induit par l'excitation électrique du mouvement longitudinal du pilier. Une analyse modale de la coque permet de décrire le mouvement de flexion sous la forme d'une somme de modes normaux. Le concept étudié dans cette thèse est la caractérisation des interactions acoustiques en terme d'impédances modales mutuelles de rayonnement entre les projecteurs. Cette approche se prête à une interprétation physique du phénomène d'intéraction, de l'effet du projecteur élémentaire et de son influence sur le fonctionnement de l'antenne. Le manuscrit débute en récapitulant les techniques classiques de modélisation de transducteurs et d'antennes. La capacité de ces méthodes à décrire les effets d'interaction acoustique est évaluée. Ensuite, une approche modale est proposée et développée. Un circuit électrique représentant le transducteur élémentaire est défini à partir d'une description par constantes localisées de chaque partie (pilier, coque). Ce circuit équivalent est constitué de l'assemblage d'une branches motionnelle pour le pilier et d'un ensemble de branches motionnelles correspondant au mode de flexion de la coque. Un modèle hybride combinant méthode d'équations et circuit électrique équivalent est développé pour inclure les impédances de rayonnement (self et mutuelles). Le modèle obtenu permet de calculer les facteurs de participations modales qui déterminent le comportement acoustique. Pour de petites antennes compactes, les résultats obtenus sont en bon accord avec les prédictions de calculs numériques par éléments finis et les mesures