Modélisation et Identification par Inférence Bayésienne de Matériaux Poreux Acoustiques en Aéronautique

The present work focuses on porous materials in aeronautics and the uncertainty considerationson the performed identifications. Porous materials are added inside the cavities ofacoustic liners, materials formed with perforated plates and cavities, behaving as resonators,which are widely used in the industry. The aim is to increase the frequency range of theabsorption spectrum, while improving the behaviour of liners to shear grazing flow and highsound intensity.This general topic is addressed by following two different leads.Porous materials are first considered in order to identify the intrinsic properties of theirmicro-geometry, necessary to the equivalent fluid models used later on. To achieve this, astatistical Bayesian inference tool is used to extract information on these properties in threedistinct frequency regimes.Then, the liner impedance, a global property representing the acoustic behaviour of materials,is identified through a Bayesian inference process. Data from a NASA benchmarkare used to validate the developed tool, when the liner is subject to a shear grazing flow.An extension of these results to ONERA’s B2A aeroacoustic bench is also performed,with measurements of the velocity profiles above the liner, obtained with a Laser DopplerVelocimetry technique. This identification technique is then further used for liner materialsfilled with porous media, to highlight the influence of such a porous media on the acousticresponse of the liner, when subject to a shear grazing flow. Different combinations ofperforated plates and porous materials are tested at different sound pressure level, toevaluate the influence of the presence of porous media on the non-linear behaviour of linerswhen high sound pressure levels are present.Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit gravitent autour de la thématiquedes matériaux poreux en aéronautique et de la prise en compte de l’incertitude sur lescaractérisations réalisées. On s’intéresse notamment à l’ajout de matériaux poreux au seindes cavités de liners acoustiques, matériaux architecturés constitués d’une plaque perforéeet d’une cavité fonctionnant sur le principe d’un résonateur et majoritairement utilisés dansl’industrie aéronautique. Cet ajout est réalisé avec pour objectif d’augmenter l’étenduespectrale de l’absorption acoustique de tels liners et d’en améliorer le fonctionnement enprésence d’un fort niveau sonore et d’un écoulement rasant.Pour répondre à cette problématique générale, deux grandes pistes sont suivies.Plusieurs études sont d’abord menées sur des matériaux poreux seuls, afin de déterminerles propriétés intrinsèques de leur micro-géométrie, nécessaires à l’utilisation des modèles defluide équivalent adoptés par la suite. Pour cela, un outil statistique d’inférence Bayésienneest utilisé afin d’extraire l’information sur ces propriétés, contenue dans les signaux réfléchisou transmis par un matériau poreux, et ce dans trois régimes fréquentiels distincts.Dans un second temps, l’impédance d’un liner, une propriété représentant le comportementacoustique du matériau architecturé, est identifiée par inférence Bayésienne. Desdonnées issues d’un benchmark de la NASA sont utilisées pour valider l’outil d’inférencedéveloppé, lorsque le matériau est en présence d’un écoulement rasant. Une extension desrésultats au cas du banc B2A de l’ONERA est également réalisée, avec la mesure des champsde vitesses au dessus du liner, obtenus par LDV. Cette technique d’identification est par lasuite utilisée sur un cas issu du B2A où un matériau poreux est présent au sein des cavitésdu liner, afin d’étudier l’influence du matériau poreux sur la réponse acoustique du liner enprésence d’un écoulement rasant. Des mesures complémentaires en tube à impédance sontégalement réalisées de façon à mettre en évidence l’influence de la présence d’un matériauporeux sur le comportement acoustique d’un liner soumis à de forts niveaux sonores