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Les simulateurs d’oreilles inclus dans les têtes artificielles sont aujourd’hui couramment utilisés pour mesurer la perte par insertion des protecteurs auditifs intra-auriculaires. Leur simplicité permet une évaluation rapide et reproductible de cet indicateur, mais est aussi une limite pour une évaluation réaliste de la perte par insertion. C’est pourquoi les simulateurs actuels évoluent. La géométrie de certains simulateurs a par exemple été modifiée pour mieux prendre en compte l’effet de la forme du conduit auditif sur la perte par insertion des protecteurs. Une critique récurrente faite aux simulateurs d’oreilles est de ne pas rendre compte de la variabilité interindividuelle que l’on observe lors de campagne de mesures sur sujets. Si certaines caractéristiques, comme la géométrie du conduit, sont connues pour avoir une influence sur la perte par insertion, celle de la variabilité de l’impédance tympanique n’est pas encore claire. Il est donc important d’étudier l’effet de cette dernière sur la perte par insertion. Pour cela, des simulations utilisant la méthode des éléments finis sont réalisées pour déterminer si la variabilité interindividuelle de l’impédance tympanique observée dans la littérature peut être une cause de la variabilité de la perte par insertion observée lors de mesures sur sujets. Ces résultats constituent la première étape pour déterminer si les simulateurs d’oreilles doivent prendre en compte ou non cette variabilité.

International audience; Through a governmental health prevention policy, the Quebec government decided to take actions in order to reduce the effects of environmental noise on the health and quality of life of the population. According to a recent interdepartmental action plan, a priority action was to give recommendations to municipalities and event promoters for the following outdoor leisure activities: music, fireworks, shooting ranges, and car racing. The population of interest were the attendees potentially exposed to high noise levels and the residents living close to the venues. This study is based on: (i) a literature review of regulations, scientific papers and reports from Quebec, Europe and Australia, (ii) a consultation campaign involving Quebec municipalities, event promoters and acoustic consultants and (iii) acoustic measurements carried out during leisure activities in Quebec. Acoustic descriptors, limit values, monitoring methods, planning methods, management plan and mitigation practices are presented. The documents analysis shows that the limit values should be set for all Quebec municipalities in order to protect the hearing health of attendees (limit values defined by the province of Quebec or Canada). To protect the well-being of residents, it is recommended that each regulations be defined and adapted to the local context of each municipality and events.

International audience; This paper investigates the impact of the irregular microgeometry of polyurethane acoustic foam on the macroscopic acoustic behavior predicted by a unit-cell model. Two semi-empirical unit-cell models coupled to a rigorous sensitivity analysis technique are used for this purpose. In this models, the porous material is idealized as a packing of a periodic unit-cell (PUC) representative of the disordered network that constitutes the porous frame. The non-acoustic parameters involved in the classical Johnson-Champoux-Allard model are derived from characteristic properties of the PUC and semi-empirical relationships. However, due to the large complexity of the foam microgeometry, the measurements of the main unit-cell properties can be subjected to an important variability mainly related to bulk inhomogeneity, microstructural irregularities, and limitations of the used measurement methods. A global sensitivity analysis is performed on these two models in order to investigate how the variability associated weith the measured PUC characteristics affects the models outputs. This allows identification of the possible limitations of a unit-cell micro-macro approach. The sensitivity analysis mainly shows that for moderately and highly reticulated polyurethane foams, the strut length parameter is the key parameter since it greatly impacts three important non-acoustic parameters and causes large uncertainty on the sound absorption coefficient even if its measurement variability is moderate. For foams with a slight inhomogeneity and anisotropy, a micro-macro model associated to cell size measurements should be preferred.

This work deals with modelization and characterization of the mechanical properties of soft fibrous materials used in aeronautic industries. First, the Biot-Allard model and a simplified model dedicated to soft materials are presented. The simplified model, called limp model, assumes that the frame has no bulk stiffness. Being an equivalent fluid model accounting for the the motion of the frame, it has fewer limitations than the usual equivalent fluid model assuming a rigid frame. A criterion is proposed to identify the porous materials for which the limp model can be used : the use of the Biot model is generally recommended in the vicinity of the frame resonances. Next, three experimental methods of the characterization of elastic and damping properties of acoustic fibrous materials are presented. The main objective is to take into account the presence of the air inside and outside the porous material to insure a good evaluation of the viscoelastic properties. The first two methods are based on measurements representative of industrial use : transmission loss of large size coated panel and acoustic radiation of finite dimension vibrating multilayer plate. The use of an inverse method based on analytical models to determined the viscoelatic properties insure a good simulation of the porous material behaviour in the required context. The third method is based on a mechanical impedance measurement of a porous sample. The sample is placed in a closed cavity to take into account the effect of the air and it is loaded using an electrodynamic transducer. This method has been patented. First results validate the method., Ce travail de thèse a pour objectif la modélisation et la caractérisation des matériaux poreux, et en particulier des matériaux fibreux utilisés dans un contexte aéronautique. La première partie est consacrée à la modélisation des matériaux poreux. Le modèle de Biot-Allard ainsi qu'un modèle simplifié dit de "fluide équivalent" sont présentés. Le modèle simplifié, encore appelé modèle "limp", est basé sur l'hypothèse que la rigidité du matériau est négligeable par rapport à celle de l'air. Il est donc principalement dédié aux matériaux souples du type laine de verre ou coton. Un critère d'utilisation de ce modèle est présenté dans cette partie. On montre alors que, dans la majorité des cas, le modèle limp peut être utilisé en dehors des fréquences de résonance du squelette et ce, même pour des matériaux rigides. La seconde partie de ce travail propose trois nouvelles méthodes de caractérisation mécanique basses et moyennes fréquences dédiées aux matériaux fibreux. Le module d'Young et le facteur d'amortissement du squelette sont estimés indirectement par l'étude du comportement mécanique du matériau soumis à diverses sollicitations. Les deux premières méthodes placent le matériaux poreux dans un contexte proche de son utilisation réelle : étude de la transmission et du rayonnement acoustique de parois revêtues du matériau poreux. Dans les deux cas, le modèle utilisé pour l'inversion tient compte de l'effet de l'air saturant le matériau et de son couplage avec le milieu extérieur. La troisième méthode est basée sur la mesure de l'impédance mécanique d'un échantillon de taille réduite soumis à une sollicitation en tractioncompression. L'échantillon est placé dans une cavité fermée afin de limiter l'effet de l'air ambiant. Un transducteur électrodynamique est utilisé comme source et comme capteur. Ce banc de mesure a fait l'objet d'un dépôt de brevet en 2007. Les premiers résultats obtenus à l'aide d'un prototype ont permis de valider la méthode.

International audience; Porous materials are widely used for noise control. Often attached to a structure subjected to vibration, the porous layer contributes to diminish vibration by increasing structural damping and also reduce noise level in cavities by sound absorption. For optimal design, it is often necessary to know the viscoelastic properties of these materials in the frequency range relevant to their application. At these frequencies and for most of porous materials the viscoelastic properties can not be determined by standard methods because of the strong coupling with air. The method proposed is based on measurements representative of industrial use (car, aircraft, train): acoustic radiation of vibrating coated panel and transmission loss of coated panel. The use of an inverse method based on analytical models to determined the viscoelastic properties insure a good simulation of the porous material behavior in the required context.

National audience; Cet article propose une methode de caracterisation des proprietes viscoelastiques des materiaux poreux pour des applications de type automobile (plafonnier, tablier,...) ou aeronautique (garnissage de carlingue, habitacle pilote). Le systeme etudie se compose d'une plaque vibrante recouverte d'une couche poreuse. L'objectif est de modeliser le rayonnement de cette structure puis d'ajuster les simulations sur des donnees experimentales pour determiner les proprietes viscoelastiques de la couche poreuse. Le modele analytique propose decrit le rayonnement de la structure en considerant le decouplage des comportements acoustiques et vibratoires. L'effet de la couche poreuse sur le rayonnement acoustique de la structure est etudié en tenant compte des couplages entre le fluide environnant et le squelette du matériau poreux. Pour cela, un modèle unidimensionnel de propagation d'ondes dans la couche poreuse a été d´eveloppé en utilisant la théorie de ”Biot-Allard”. Ce modèle est ensuite appliqué au rayonnement d'une plaque circulaire encastrée vibrant dans un écran rigide. Le recalage par rapport à des données expérimentales permet alors de déterminer les propriétés viscoélastiques du matériau poreux.

International audience; This work investigates the links between the microstructure of polyurethane foams and their sound absorbing efficiency, and more specifically the effect of membranes closing the cells. The study is based on the complete characterization of 15 isotropic polyurethane foams with various cell sizes and reticulation rates (i.e. open pore content): (i) characterization of the microstructure properties from SEM pictures, (ii) characterization of non-acoustic parameters from direct and indirect methods. Existing analytical links between microstructure properties and non-acoustic parameters are first applied to fully reticulated materials. Then, they are improved empirically to account for the presence of the closed pore content. The proposed expressions associated to the Johnson-Champoux-Allard porous model allow for a good estimation of the sound absorbing behaviour of all tested polyurethane foams, fully reticulated or not. It is shown that the reticulation rate is an important parameter having a large influence on the acoustic behaviour, i.e. it dominates the cell size influence. The semi-empirical model is applied and validated using 4 new PU foams, not used in the first characterization set. Finally, its practical use is illustrated by optimizing acoustical materials with graded properties.

International audience; This paper presents a three-microphone two-load (3M2L) method for measuring the normal incidence sound transmission loss of a noise control system or material in a modified impedance tube. In the standard ASTM E2611-09, the downstream section of the impedance tube includes two microphones flush with the interior surface of the tube and the proposed four-microphone two-load (4M2L) method to assess the normal incidence sound transmission loss requires the use of two arbitrary acoustic terminations. The method presented here is conceptually identical but (i) the downstream section is reduced to a simple movable rigid backing with one microphone flush mounted on it and (ii) the two arbitrary acoustic terminations are replaced by two air cavities. It thus requires one microphone less and fewer transfer functions. The standard switching technique used to correct the variations between microphones is validated on a symmetrical air layer. The proposed 3M2L method is then applied to a non-symmetrical non-homogenous specimen and validated compared to the standard 4M2L method.

National audience; L'amélioration du confort acoustique dans les habitacles passe en particulier par l'optimisation de la transparence acoustique de parois simple ou double au moyen de matériaux viscoélastiques et poreux. Une méthode d'optimisation de paroi basée sur un algorithme génétique couplé à un calcul par matrices de transfert est présentée. Cette technique permet une exploitation efficace des itérations précédentes sans coût de calcul supplémentaire. Les résultats obtenus pour une simple et une double paroi sont analysés. Dans un deuxième temps, l'influence d'un habillage poreux est présenté en fonction de la nature du squelette : mousse polymère ou fibreux. On montre, à l'aide du concept d'impédance de transfert, que l'isolation acoustique d'une paroi peut être dégradée dans une bande de fréquence où le squelette est fortement sollicité. L'accent est finalement mis sur les conditions de couplage entre couches.

International audience

National audience; A new set-up to measure the complex Young's modulus of porous materials is presented. It is an extension of the classic quasistatic method in compression towards high frequencies. It is based on the use of a specific highly linear loudspeaker as actuator and sensor. Results are obtained up to 500 Hz for a sound absorbing polymer foam.

A straightforward criterion to determine the limp model validity for porous materials is addressed here. The limp model is an "equivalent fluid" model which gives a better description of the porous behavior than the well known "rigid frame" model. It is derived from the poroelastic Biot model assuming that the frame has no bulk stiffness. A criterion is proposed to identify the porous materials for which the limp model can be used. It relies on a new parameter, the Frame Stiffness Influence FSI based on porous material properties. The critical values of FSI under which the limp model can be used, are determined using a 1D analytical modeling for a specific boundary set: radiation of a vibrating plate covered by a porous layer., 12th International Student Conference on Electrical Engineering, Prague : Tch\`eque, R\'epublique (2008)

A frequency independent criterion to determine the limp model validity for highly porous sound absorbing materials is investigated. Although limp model is derived from the Biot theory assuming that the porous frame has no bulk stiffness, it is shown that this model can be used for highly porous materials since the criterion is respected. Abacus giving the criterion limit as function of the porous layer thickness are given for two configurations: sound absorption of a porous layer backed by a rigid backing and sound radiation of a plate covered by a porous layer. Its is shown that the derived criterion matches Beranek criterion but it is less restrictive.