Méthodologie de conception acoustique des silencieux d'un moteur deux temps équipant une motoneige

L’objectif du projet est de définir une démarche prédictive, de conception acoustique des silencieux d’échappement et d’admission, d’un moteur deux temps équipant une motoneige. Les pulsations générées par le transfert de fluides se propagent dans les circuits et nécessitent la mise au point de silencieux performants. Améliorer leur conception demande la définition d'une méthodologie prédictive, associant en parité logiciels de simulation et bancs de validation. Deux types de procédures expérimentales ont été mis au point: d'une part la caractérisation de l'atténuation des silencieux sur banc acoustique et d'autre part la mesure du bruit d'orifice sur banc moteur. La modélisation acoustique demande la maîtrise de trois problématiques: la génération de l'écoulement pulsé, sa propagation et son atténuation dans les silencieux ainsi que le rayonnement à la bouche. Si l’on se base sur les logiciels commerciaux, deux approches concurrentes permettent de prédire le bruit de bouche. D’une part, un modèle basé sur la mécanique des fluides des écoulements pulsés, utilisant un schéma de résolution temporelle et ayant pour objectif de prendre en compte l’ensemble des problématiques. D’autre part le modèle acoustique linéaire utilisant une résolution fréquentielle. La mise en place de cette dernière a nécessité la mise au point d’une méthode expérimentale pour caractériser la source acoustique et la définition d’un nouveau modèle de rayonnement avec écoulement entrant. Ces deux points ont fait l’objet de validations sur banc acoustique et par la suite sur banc moteur. Les deux modèles ont été testés sur des silencieux d’admission d’air et d’échappement. Dans les deux cas, du fait que le transfert de fluides au travers du moteur est complexe sur un 2 temps, la caractérisation expérimentale de la source acoustique par l’approche fréquentielle est préférable à sa modélisation par l’approche temporelle. Si le modèle linéaire est pertinent pour l’admission d’air, ce n’est plus le cas à l’échappement. La vitesse particulaire dépassant 300 m/s (soit Mach>0.5) à l’entrée du silencieux, le couplage tube/chambre par les perforations devient non-linéaire, ce qui induit une forte dégradation de la performance du silencieux à partir de la 3ieme harmonique. Seule l’approche fréquentielle utilisant une résistance acoustique non-linéaire a été en mesure de reproduire ce problème. Une meilleure maitrise des problématiques nous a amené à proposer des solutions technologiques visant à améliorer les systèmes existants. Sur l’admission d’air, nous avons étudié le concept de silencieux à résonateurs en série. Afin d’optimiser sa performance, nous avons couplé un code d’éléments finis avec un algorithme d’optimisation globale. A l’échappement, l’analyse des deux principales problématiques (couplage entre les chambres, non linéarités) nous a amené à proposer un silencieux plus performant