Développement d'une méthodologie hybride pour la simulation numérique en aéroacoustique, avec application à la réduction du bruit aéronautique

Ces travaux de recherche ont porté sur la simulation numérique en aéroacoustique, et son application à l'atténuation du bruit aéronautique.Plus précisément, et dans le but de répondre aux besoins actuels de prévision / réduction des émissions sonores par les aéronefs civils, les travaux ont consisté à développer une approche numérique avancée permettant de simuler numériquement des problèmes aéroacoustiques réalistes. Cette approche est basée sur une philosophie hybride, suivant laquelle les étapes de génération, propagation et rayonnement sonores sont calculées séquentiellement (par opposition à l'approche directe, où elles sont calculées simultanément). Dans cette perspective, les travaux ont tout d'abord consisté à développer une méthode de Calcul AéroAcoustique (CAA) et un solveur associé (code sAbrinA). Dans un deuxième temps, les efforts ont consisté à insérer ce noyau / code CAA dans une chaîne de calcul plus large, via des couplages spécifiques avec d'autres techniques / outils numériques de génération (e.g. CFD) et / ou rayonnement (e.g. Méthodes Intégrales) acoustiques. Enfin, les travaux ont porté sur l'application de tout ou partie de la chaîne de calcul résultante à de nombreux problèmes acoustiques de nature fondamentale ou appliquée.Ces activités de R & D ont non seulement permis de répondre à des besoins pratiques d'atténuation et / ou caractérisation du bruit d’aéronefs, mais elles ont également ouvert la voie à une utilisation plus systématique des approches aéroacoustique hybrides, lesquelles constituent à ce jour la meilleure stratégie pour traiter numériquement des problèmes acoustiques réalistes issus de l'industrie aérospatiale.Ces activités de recherche ont été conduites sur une quinzaine d'années (thèse incluse) au sein de l’ONERA, dans le cadre de plusieurs cadres (efforts internes ONERA, projets nationaux et européens, collaborations internationales), et parfois en étroite collaboration avec d'autres acteurs clés du secteur aérospatial (e.g. NASA, Airbus). Ils ont débouché sur des retombées à la fois fondamentales et appliquées, lesquelles ont été documentées via de nombreuses publications dans des journaux de rang A ou communications dans des conférences internationales à comité de lecture (plus de 70 papiers, à ce jour).The present R&D activities concerned the numerical simulation in aeroacoustics, and its application to the mitigation of aeronautic noise. More precisely, with the view of answering the current needs of predicting / reducing the noise emission by civil aircraft, the present works consisted in developing an advanced numerical approach that offers numerically simulating real-life aeroacoustics problems. The latter approach is based on a hybrid philosophy, following which the noise generation, propagation and radiation stages are computed sequentially (as opposed to the direct approach, where they are calculated simultaneously). To this end, the research works first consisted in developing a Computational AeroAcoustics (CAA) method, and associated solver (sAbrinA code). In a second time, the works consisted in the inclusion of such CAA kernel/code within a wider calculation chain, through specific couplings with other numerical techniques/tools of noise generation (e.g. CFD) and/or radiation (e.g. Integral Methods). Finally, the efforts concerned the application of all or part of the resulting calculation chain to numerous noise problems of either fundamental or applied nature. These R&D activities not only offered answering practical needs of aircraft noise mitigation and/or characterization, but they also paved the way to a more systematic use of advanced hybrid approaches in aeroacoustics, which - to date - constitute the best viable way to address realistic noise problems coming from the aerospace industry. Being conducted at ONERA over roughly fifteen years (PhD thesis included), these research activities were achieved within several frameworks (ONERA internal efforts, national and European projects, international collaborative efforts), sometimes in close collaboration with other key stakeholders of the aerospace sector (e.g. NASA, Airbus, etc.). They led to both fundamental insights and methodological outcomes, which were documented through numerous publications in A-rank journal or communications in international peer-reviewed conferences (more than 70 papers, so far)