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National audience, Ce travail présente une étude expérimentale, numérique et analytique de l'effet de l'ouverture du toit sur la propagation acoustique dans une rue. L'étude expérimentale est menée à l'aide d'une maquette de rue. Les résultats numériques sont obtenus grâce à un algorithme FDTD 2D adapté pour prendre en compte les pertes dues à l'ouverture du toit. Un modèle analytique, basé sur une décomposition modale du champ dans la rue couplé avec un modèle 2D de sources images -incluant les réflexions dues au toit et au sol- est présenté. La comparaison de ces approches montre un bon accord jusqu'à une fréquence de l'ordre de 100 Hz à pleine échelle. Néanmoins, à une grande distance de la source, une petite divergence entre les résultats expérimentaux et analytiques (ou numériques) apparaît, due à l'hypothèse de façades rigides des modèles. Dans cette même gamme de fréquence, les réflexions dues au toit ouvert décroissent jusqu'à tendre vers zéro lorsque que la fréquence augmente. Pour des fréquences plus élevées, les résultats expérimentaux mettent en évidence une "fuite" acoustique -au niveau du toit- non uniformément répartie sur les modes acoustiques de la rue, illustrant le concept de modes fuyants acoustiques.

National audience, Une méthode d'imagerie de fissures par ultrasons laser a été mise au point. La détection des composantes fréquentielles acoustiques par mélange de fréquences non linéaires générées au niveau de la fissure permet d'obtenir une sensibilité jusqu'à 20 fois supérieure aux méthodes d'imagerie linéaire [1]. Des ondes acoustiques sont générées de manière thermo-élastique par deux lasers focalisés au même point de l'échantillon, l'un modulé en intensité à la fréquence fh de quelques dizaines de kHz, l'autre à la fréquence fb de quelques Hz [1]. Si la focalisation a lieu sur la fissure,les lobes de fréquences fh &_pm; n&_times;fb (n=1,2,…) sont générés de manière non linéaire. En dehors de la fissure, seules les fréquences initiales fh et fb sont détectables par accéléromètre [1]. Dans cette communication, des résultats obtenus avec un dispositif tout optique pour la génération et la détection des ondes acoustiques (et donc sans contact avec l'échantillon) sont présentés. Une nouveauté consiste à ne faire usage que d'un seul laser pour la génération de plusieurs fréquences acoustiques, par la suite mélangées au niveau de la fissure par effets non linéaires. Des interprétations sont obtenues sur la base d'un modèle théorique de fissure qui permet de décrire les processus menants à la génération par la fissure de fréquences non présentes initialement dans le spectre. Qualitativement, le phénomène non linéaire observé est basé sur l'hypothèse de respiration de la fissure qui, en s'ouvrant puis se fermant sous l'action du champ thermique de basse fréquence, génère une modulation de l'efficacité de la conversion opto-acoustique pour la haute fréquence [1]. Les images obtenues présentent à l'heure actuelle une résolution de l'ordre de 50 µm. [1] N. Chigarev, J. Zakrzewski, V. Tournat and V. Gusev, J. Appl. Phys. 106, 036101 (2009)

National audience, Les décharges électriques de type pointe - grille ayant une distance inter électrodes de quelques millimètres peuvent être utilisées comme actionneurs acoustiques. A cette fin, il est utile de comprendre et de modéliser les divers phénomènes électriques, mécaniques et acoustiques associés à leur fonctionnement. Dans cette présentation, seules la vitesse du vent électrique (ou ionique) et la vitesse particulaire acoustique sont étudiées ; cette dernière est obtenue par une modulation sinusoïdale du courant électrique d'une décharge électrique créée entre une pointe et une grille - une haute tension négative étant appliquée sur la pointe. Ainsi pour différentes configurations géométriques (distances inter- électrodes) et électriques (courants électriques) de décharges, ces vitesses sont mesurées en divers points de l'espace inter électrodes au sein du gaz ionisé en faisant usage d'un banc de mesure d'Anémométrie Laser Doppler et de programmes de traitement du signal adaptés. Les valeurs ainsi obtenues (profils de vitesses) sont comparées à celles déduites de modèles simples construits à l'aide de considérations issues de la physique des gaz ionisés, de la mécanique des fluides et de l'acoustique.

International audience

National audience, The current paper presents theoretical and experimental results of vibration reduction of beams and plates using Acoustic Black Hole (ABH) effect. ABH is a passive technique which uses properties of wave propagation in beam or plates of varying thickness. It is based on related to gradual decrease of the thickness that leads to the decrease of phase and group velocity of flexural waves. Thus, under certain conditions, it can be shown that waves stop propagating and do not reflect back from the edges. However, the practical implementation of the above theory is rather cumbersome task from a technological standpoint because very thin structures should be manufactured. This is why the area of ABH should could be treated additionally using a very thin layer of conventional damping materials. One dimensional and two dimensional configurations for the design of ABH are presented, adapted to the cases of beam and plates respectively. In the present study a brief theory of ABH and number of numerical and experimental results are given. A numerical approach able to evaluate the reflection and impedance matrices of a beam and consequently the point mobility is outlined. The experimental results encompass vibration reduction of different structures such as elliptical, rectangular, and polygonal plates. Moreover, a thermo-mechanical ABH has been designed and tested using a beam made of shape-memory polymer. As a result, all theoretical and experimental outcomes demonstrate excellent vibration reduction properties, thus, ABH could be used as an alternative approach for vibration mitigation. The advantages and limitations of this technique are discussed as well.

Poroelastic finite elements based on Biot displacement theory are examined in the context of vibroacoustic applications. First, convergence of linear finie elements is investigated. It is shown that mesh criteria usually used for monophasic elements can be applied considering Biot wavelengths, but are insufficient for 3-D applications. Next, experimental validations are then performed with a particuliar emphasis on the determination of the characteristics of the porous material (polymer foams) as input parameters for simulations. The first experiment concerns the impedance measurement of a vibrating porous sample in a duct. Various boundary conditions are carried out to test the validity of isotropic and transverse isotropic elasticity laws for the skeleton. The second experiment concerns the vibration of a simply supported plate damped by a porous layer. Although good tendancies are found, results emphasize the difficulty to determine acurately the viscoelastic tensor of the skeleton. The last part deals with the analysis of the behavior of poroelastic materials. A partition of reactive and dissipative powers is derived from the finite element formulation. Applied to the case of a porous layer bonded onto a plate, it shows the importance of viscoelastic dissipation in the skeleton. An equivalent plate model is then derived considering the porous layer as a viscoelastic layer subjet to shear. Good results demonstrate the possibility to simplify the calculations concerning the vibration behavior of such structures., Le travail présenté est une analyse critique des éléments finis poroélastiques basés sur la théorie de Biot, permettant la simulation du comportement vibroacoustique des matériaux poreux à squelette déformable (mousses polymères, en particulier). Dans un premier temps, une étude de convergence montre que les critères de maillage, habituellement utilisés pour les éléments monophasiques, s'appliquent eu égard aux longueurs d'onde de Biot, mais restent insuffisants pour des applications tridimensionnelles. Une deuxième partie est consacrée à la validation expérimentale. Une attention particulière est portée sur la caractérisation expérimentale des matériaux. La première validation concerne la mesure d'impédance en conduit d'un échantillon résonnant. Différentes conditions aux limites sont réalisées afin de tester la validité des lois de comportement isotrope ou isotrope transverse pour le squelette. La deuxième validation porte sur la vibration d'une plaque amortie par collage d'une couche poreuse. Bien que les tendances soient bonnes, la difficulté à caractériser le comportement mécanique du squelette est mise en relief. Dans la dernière partie, on s'intéresse à l'analyse du comportement des matériaux poroélastiques. Un calcul de la répartition des puissances dissipées et réactives est développé à partir de la formulation par éléments finis. Appliqué au cas d'une couche poreuse collée à une plaque, il permet de montrer l'importance de la dissipation due à la viscoélasticité du squelette. Un modèle de plaque équivalente, considérant la couche poreuse comme un milieu viscoélastique, sujet au cisaillement, a été développé. Les bons résultats obtenus permettent un allégement conséquent des calculs en ce qui concerne le comportement vibratoire de cette structure.

National audience, In classical nonlinear resonance experiments, we generally use of a gain/phase analyzer to excite and display the materials Frequency Response Function FRF. However, the latter response is obtained using a tracking filter around the fundamental excitation frequency. In that case, the obtained information is generally a combination of the desired response and a contribution of a power series of harmonics responses. Moreover, the filtering procedure prevents from having higher harmonics responses whose knowledge is important in nonlinear damage characterization. In this contribution we propose a nonlinear system identification method based on an exponential swept-sine drive signal. The recorded response of the material under test is convolved with an inverse filter to obtain the nonlinear responses corresponding to the harmonics usually eliminated by the gain/phase analyzer filtering system. Therefore, a single swept-sine experiment allows to estimate higher harmonics responses (amplitude and phase) depending on the nonlinear behaviour of the material. The first measurements performed on a damaged polymer-based composite reveal that higher harmonics, generally neglected in nonlinear damage characterization because of the tracking filter, are very sensitive to damage and hence deserve more attention than usual. As the sensors stand by the structure this method could be used advantageously in Structural Health Monitoring.

International audience, Depuis la Renaissance, les archets de violon ont connu une évolution en plusieurs étapes tendant vers un allongement de la baguette qui s'accompagne d'une diminution de la convexité jusqu'à une inversion de la courbure (cambre), avec des conséquences sur le choix du bois. Depuis deux siècles, la géométrie a peu changé et l'essence de bois privilégiée est le pernambouc. Le coût et la rareté de cette essence font qu'un matériau de substitution est actuellement recherché. La plupart des études scientifiques sur l'archet concernent l'interaction crin-corde, mais le rôle de la baguette sur la " jouabilité " a été peu étudié. Une étude récente suggère un lien entre la qualité de l'archet et son comportement face à la précontrainte exercée par la tension de la mèche. L'objectif du travail présenté est d'apporter un éclairage croisé sur l'évolution des archets et le type de jeu associé : influence du comportement mécanique, lié à la géométrie et à l'essence de bois, sur les possibilités d'expression musicale. Des reconstitutions d'archets représentatifs de différentes époques (Renaissance, Baroque, Classique, Moderne) sont sélectionnées. Leurs propriétés mécaniques sont mesurées : inertie et rigidité de la baguette, caractéristiques du bois, influence de la tension... Ces propriétés mécaniques sont mises en regard des différents modes de jeu privilégiés à chaque époque. Par exemple, la faible inertie des archets baroques favorise un jeu souple et articulé, tandis que l'archet moderne favorise la puissance sonore et les notes tenues. Son allongement le rend moins susceptible de supporter la tension du crin. Pour contrer cet effet, la courbure est inversée et de nouvelles essences de bois sont introduites. Ce travail amènera à développer des outils de caractérisation et de simulation. Il s'inscrit dans le cadre du projet " Plateforme d'Aide à la Facture Instrumentale " (2009-2012) soutenu par l'Agence Nationale de la Recherche. L'analyse présentée devrait, par ailleurs, donne

National audience, Les milieux granulaires non cohésifs sont présents dans de nombreux domaines, aussi bien fondamentaux qu'appliqués et intéressent diverses communautés scientifiques. Les arrangements granulaires sont instables et fragiles à faible pressions statiques, ce qui limite les moyens possibles d'investigation de leurs propriétés élastiques, très dépendantes de l'état de l'arrangement. Le contrôle de leurs divers états mécaniques et géométriques est possible dans une certaine mesure via le processus de compaction. Celui-ci consiste à solliciter mécaniquement un échantillon granulaire afin d'en augmenter sa masse volumique effective. Chaque sollicitation, appelée ''tap'', entraine un vieillissement du milieu. Ce vieillissement peut se présenter sous deux formes : la relaxation de l'élasticité après chaque tap et les effets de mémoire à l'échelle du processus de compaction. Grâce à un banc expérimental spécialement conçu, la première résonance acoustique est relevée pour un échantillon granulaire placé entre deux transducteurs ultrasonores. La relaxation se caractérise après chaque tap par une augmentation de la fréquence de résonance et de l'amplitude à la résonance au cours du temps. Après un temps suffisant où le milieu est stabilisé, l'amplitude d'excitation de la source acoustique est augmentée dans le but d'obtenir les coefficients d'élasticité et d'atténuation non linéaires à partir des courbes de résonances. L'effet de mémoire quant à lui, est observé au passage d'une amplitude de tap à une autre au cours du processus de compaction, comme classiquement observé. Il est visible sur la courbe de compacité moyenne en fonction du nombre de taps mais aussi sur l'ensemble des paramètres acoustiques mesurés. La température et l'humidité sont à la base des diverses interprétations possibles qui seront présentées de ces observations sur les paramètres acoustiques.

National audience, Le présent travail a pour objet la caractérisation et le suivi de l'endommagement de matériaux composites stratifiés lors des essais de traction statique en charge - décharge, en utilisant une méthode d'évaluation non destructive (Emission Acoustique) sur des éprouvettes instrumentées par trois capteurs acoustiques, l'acquisition est faite à l'aide du logiciel AEwin et le traitement par le logiciel Noesis de la société EPA, La classification des signaux acoustiques est réalisée selon une méthode non supervisée multi variables à cinq descripteurs (temps de monté, nombre de coups, énergie, durée et l'amplitude). Le nombre de classes exactes est déterminé par la minimisation du coefficient Rij (Davies et Bouldin), Pour chacun des matériaux étudiés sous chargement statique et cyclique trois types d'endommagements ont été discriminés rupture matricielle, décohésion fibre matrice et rupture de fibres en traction.

National audience, La modélisation de la propagation acoustique dans une rue en ''U'' est la motivation première de ce travail. La rue est considérée comme un guide d'ondes ouvert sur un domaine infini, le ciel. Dans ce domaine de propagation partiellement borné, une attention particulière doit notamment être portée sur la description des ondes rayonnées depuis la rue vers le ciel. Dans ce travail, il est montré comment en utilisant des PML (Perfecly Matched Layers), le problème original de propagation dans un guide d'onde ouvert peut être remplacé par un problème de propagation dans un guide d'ondes fermé. Les fonctions propres du problème transverse sont d'abord calculées par la méthode des éléments finis et sont ensuite utilisées dans un formalisme modal pour résoudre analytiquement la propagation le long du guide. Dans cette première partie, une telle approche couplée Modal-Éléments Finis est proposée. Par simplicité, le formalisme, la validité et la convergence de la méthode sont dans un premier temps étudiés dans le cas académique de guides d'ondes ouverts bidimensionnels offrant des solutions analytiques de référence. Dans un deuxième temps, la méthode est ensuite transposée au cas des guides d'ondes ouverts tridimensionnels en vue des applications liées à l'acoustique urbaine présentées dans la deuxième partie de ce travail.

National audience, Cette étude porte sur la propagation d'ondes acoustiques dans un écoulement 2-D cisaillé linéairement $\overrightarrow{U_0}= Ay\overrightarrow{e_x}$. La réduction des équations du mouvement, dans un système de coordonnées convectées suivant l'écoulement, permet l'utilisation de la transformée de Fourier spatiale, et mène à un système différentiel linéaire du premier ordre reliant les dérivées temporelles des perturbations (vitesse et pression) à un opérateur variant au cours du temps et dépendant d'un petit paramètre $\varepsilon$. Ce dernier représente le rapport entre la vorticité de l'écoulement moyen et la fréquence acoustique. Une méthode asymptotique empruntée à la mécanique quantique et valable dans la limite des faibles valeurs de $\varepsilon$ est utilisée. En effet il est possible de projeter le système sur une base dite "superadiabatique d'ordre $m$", constituée du développement asymptotique à l'ordre $m$ des solutions qui, au premier ordre, correspondent aux modes propres de l'opérateur (solutions WKB). Il a été montré [Berry, Proc. R. Soc. Lond. A, 429, p61 (1990)] que pour l'équation de Schrödinger, il existe un ordre $n$ particulier pour lequel l'expression des amplitudes dans cette base revêt un caractère universel. La possibilité d'utiliser ce résultat pour notre problème est investiguée. Cette méthode met notamment en évidence des couplages importants entre acoustique et vorticité, qui ne mettent en jeu que des phénomènes linéaires.

National audience, Many real-world systems exhibit nonlinear behavior that must be taken into account when modeling such systems. In practise, especially in the field of electro-acoustics, nonlinearities appear with increasing input level. These nonlinearities are usually modeled by adding nonlinear parameters to the linear model, but the determination of nonlinear physical parameters is rather difficult problem. The authors present a simple method for analysis and identification of nonlinear systems, based on swept-sine signal excitation. The method is based on nonlinear convolution, firstly proposed by Angelo Farina [1], which serves for analysis of nonlinear amplitude characteristics. The result of the nonlinear convolution method is the set of harmonic distortion products (higher order nonlinear impulse responses) that can be expressed either in the form of the separated impulse responses or in the form of frequency dependent components. The original method [1] was improved in order to analyze also the phase characteristics of all the nonlinear parts. Therefore, the excitation sweep signal from the improved method [2] has to be setup very properly. The precisely measured nonlinear amplitude and phase characteristics can be used for analysis of the nonlinear system under test, or for identification of a nonlinear model (i.e. generalized Hammerstein model). The method is presented here when studying an electrodynamic loudspeaker from the nonlinear point of view. More precisely the electrodynamic loudspeaker under test is characterized by its electrical impedance leading to Thiele/Small parameters in a nonlinear framework. [1] A. Farina, "Simultaneous measurement of impulse response and distortion with a swept-sine technique", in Proc. 108th AES Convention, Paris, February, 2000. [2] A. Novak et al., "Nonlinear System Identification Using Exponential Swept Sine Signal", accepted for publication in IEEE Instrumentation and Measurement, 2009

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.

National audience, Utilisant un nouveau capteur d'impédance développé conjointement par le Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine et le Centre de Transfert de Technologies du Mans, l'impédance de différents matériaux insonorisants placés dans un tube devant une paroi rigide ou une cavité est mesurée avec précision sur une large gamme de fréquences (10-5000 Hz). Ceci permet de suivre la transition de relaxation entre les fréquences pour lesquelles les effets viscothermiques dominent - épaisseur des couches limites grande devant la taille des pores - et les fréquences pour lesquelles ils tendent à disparaître - épaisseur des couches limites petite devant la taille des pores. Il en résulte une caractérisation acoustique précise des matériaux examinés permettant une estimation des 8 paramètres du modèle complet de fluide équivalent de Pride-Lafarge. Le caractère physique des 8 paramètres obtenus est illustré de deux manières montrant les avantages que l'on peut tirer du nouveau capteur. Le premier cas est celui d'un réseau de capillaires pour lequel les valeurs des paramètres extraits des mesures sont trouvés en accord étroit avec ceux prévus par la théorie. Le second est celui de matériaux à microstructure complexe comme, par exemple, les mousses polyuréthane ou les matériaux fibreux. Les valeurs des paramètres trouvés permettent de prévoir des impédances en accord étroit avec celles mesurées pour différentes profondeurs de cavité. Cet accord est remarquable puisque aucun paramètre ajustable n'est employé.

National audience, L'holographie acoustique temps-réel est une méthode qui permet de reconstruire le champ acoustique rayonné dans le plan des sources continuellement au cours du temps à partir de mesures effectuées dans le champ proche par une antenne de microphones. Cette méthode, qui agit comme si les capteurs acoustiques étaient intégrés au sein même des sources sonores, est basée sur un traitement dans l'espace temps-nombre d'onde. Il met en œuvre un filtrage temporel du spectre de nombre d'onde instantané au niveau de l'antenne de microphones par un filtre inverse dont la réponse impulsionnelle est obtenue par inversion de la réponse impulsionnelle directe d'expression analytique connue. Cette inversion est néanmoins rendue délicate par le caractère mal posé du problème et peut notamment être réalisée par filtrage optimal au sens des moindres carrés à l'aide d'un filtre de Wiener. Une autre solution est l'utilisation d'une décomposition en valeurs singulières couplée à une régularisation de Tikhonov lorsque le produit de convolution dans l'espace temps-nombre d'onde est exprimé par un produit matriciel. L'étude présentée concerne la comparaison des champs acoustiques reconstruits au niveau des sources dans le cas de ces deux techniques d'inversion et en particulier lorsqu'un bruit de mesure vient perturber les données. Des critères objectifs permettent d'évaluer la pertinence de la reconstruction des signaux temporels sur le plan des sources mais aussi du champ acoustique spatial rétro-propagé. Ces critères mesurent la ressemblance des signaux reconstruits avec des signaux de référence. Dans le cas d'une application numérique avec trois sources monopolaires rayonnant des signaux non stationnaires, les résultats obtenus permettent de juger de l'intérêt de la technique employant la régularisation qui est moins sensible au bruit de mesure que la méthode d'inversion par filtrage optimal. L'holographie acoustique temps-réel apparaît ainsi comme un moyen de diagnostiquer au cours du t

National audience, Nous nous intéressons à la propagation acoustique de grandes longueurs d’ondes dans un matériau poreux fluide/solide dont la structure, supposée indéformable, apparaît homogène au niveau macroscopique. La propagation est décrite par un fluide équivalent dont les propriétés (densité et compressibilité effectives) dépendent des paramètres physiques du fluide saturant ainsi que de la géométrie du réseau poreux. Le plus souvent, la géométrie choisie conduit à des propriétés effectives qui sont purement locales aux grandes longueurs d’ondes; l’homogénéisation peut se faire selon la méthode classique d’homogénisation double-échelle. Mais dans certains cas, la géométrie choisie conduit à des propriétés effectives nonlocales; une homogénéisation nonlocale est alors requise, différente de l’homogénéisation classique. Cette homogénéisation nonlocale est discutée ici et testée sur le cas 2D d’un matériau constitué de gros pores et petits pores en série, spécialement choisis pour manifester les effets nonlocaux. Un lien direct avec la thématique des métamatériaux est établi par le caractère nonlocal des densités et compressibilités effectives, qui permet à ces dernières de prendre des valeurs anomales.

National audience, Ce travail s'intéresse à la capacité de simulations sonores par modèles physiques à créer des sons caractéristiques d'un instrument donné. L'objectif de l'étude est de savoir si la simulation est suffisamment précise pour produire des sons dissimilaires pour deux instruments différents, et dans quelles mesures ces dissimilarités sont en accord avec celles générées par un musicien. Pour cela, nous avons considéré trois trompettes différentes, obtenues par modification géométrique de la perce de leur branche d'embouchure. Celles-ci ont été jouées par un musicien sur deux notes particulières, pour des sons en régime permanent. Nous avons utilisé la technique de l'équilibrage harmonique pour générer des sons en régime permanent sur ces mêmes notes. Le paramètre d'entrée de la simulation est l'impédance d'entrée des trompettes (mesurées), les paramètres de contrôle sont les caractéristiques mécaniques du musicien virtuel. Les deux catégories de sons « simulés « et « musicien » ont été caractérisées par leur spectre en régime permanent. A partir des données de l'amplitude des différents harmoniques, nous avons étudié les différences entre les populations de sons simulés par les 3 instruments par analyse en composante principale et analyse factorielle discriminante. Pour des trompettes très différentes du point de vue de leur impédance, on constate que les sons simulés sont clairement différentiés. Pour des trompettes plus similaires, la variabilité due au musicien virtuel est du même ordre que celle due à l'instrument. Ensuite, les similarités entre les sons « simulés » et les sons « musicien » ont été étudiées. Pour la même trompette, on constate que les sons « simulés » et les sons « musicien » sont évidemment très différents. Mais il existe des similarités remarquables dans les différences entre les 3 instruments. Que l'instrument soit joué ou simulé, il apparaît donc possible de définir une signature acoustique propre à l'instrument.

National audience, En raison d'une demande croissante de miniaturisation (par microfabrication en particulier) et en raison d'usages nouveaux notamment en métrologie de précision (étalonnages de précision, mesure de la constante de Boltzmann, ...), les transducteurs capacitifs réciproques de faibles dimensions, fonctionnant en haut-parleurs et en microphones, connaissent aujourd'hui un certain regain d'intérêt. Les exigences en termes de fréquences d'utilisation (du continu à 100 kHz), de précision dans la caractérisation, d'efficacité, de comportement en fluides divers et à des pressions statiques variées, ... nécessitent de caractériser finement ces transducteurs dans diverses situations. Une modélisation analytique adaptée reste ainsi aujourd'hui un passage obligé, aussi bien pour l'étude amont d'une prototype dédié à une application nouvelle que pour la caractérisation aval d'un transducteur réservé à un usage particulier. C'est l'objet de l'exposé que de présenter la modélisation analytique mise en place et d'en montrer l'application à un transducteur dont le mouvement de la membrane est caractérisée par des mesures de déformées au vibromètre laser à balayage. L'intérêt du modèle repose sur les choix retenus pour la description de l'effet des orifices (dans l'électrode arrière) et de la fente périphérique sur la déformée de la membrane, en termes d'amortissements thermo-visqueux comme en termes de couplages avec les champs de déplacements particulaires dans la lame de fluide inter-électrodes et dans la cavité arrière de la capsule microphonique. Le champ de déplacement d'une membrane de microphone demi pouce (de caractéristiques géométriques et mécaniques connues), à des fréquences où la présence des orifices dans l'électrode arrière exerce une influence importante sur la déformée, et l'efficacité du transducteur sont analysés ; les performances du modèle et l'usage qui peut en être fait sont finalement discutés.

International audience

National audience, Pour apporter de nouveaux éléments de réponse à une demande toujours actuelle en contrôle non destructif d'états de surface de structures en forme de plaques (rugosité, petits défauts, ...), la qualité de collages dans des structures assemblées en étant une des applications, les ondes de Lamb, en usage dans la caractérisation des défauts situés dans l'épaisseur des guides, peuvent être utilisées du fait qu'elle portent aussi la signature des caractéristiques de ces surfaces. La complexité des modèles existants, à l'image de celle des phénomènes mis en jeu, reste un frein à une interprétation, même approchée, des phénomènes, qui soit susceptible de répondre aux exigences d'une modélisation adaptée à certains besoins de l'ingénierie. C'est l'objet de l'étude présentée ici que de proposer un modèle analytique permettant de traduire, en termes de couplages modaux, l'effet d'une rugosité de surface sur la propagation d'ondes de Lamb dans des plaques isotropes, compte tenu de la profondeur et de la forme des irrégularités de surface. Dans ce modèle, l'ensemble des équations de propagation du champ de déplacement (composantes longitudinales et transversales) et des conditions d'interface est traduit en terme d'équations intégrales couplées, dont les solutions, exprimées sous forme de couplages de fonctions propres de Neumann d'un guide régulier extérieur au guide réel, conduisent à des expressions analytiques approchées des amplitudes des modes créés ou perturbés par la rugosité de surface. Les résultats obtenus, pour l'heure dans le cas particulier d'ondes de cisaillement polarisées horizontalement (ondes SH) et de rugosités régulières, sont en accord raisonnable avec des résultats expérimentaux et numériques récents.

National audience, La théorie de Biot est un des modèles les plus réalistes pour décrire la propagation des ondes sonores dans un milieu poreux : en particulier elle prend en compte les différents couplages entre le fluide et la structure solide. Toutefois cette théorie a été établie pour des milieux homogènes. L'os trabéculaire est un mileu poreux fortement inhomogène. En pratique, les valeurs des paramètres changent d'un point à l'autre. Lorsque la variance de ces grandeurs aléatoires sont suffisamment petites, les valeurs moyennes de ces paramètres sont une approximation relativement bonne. Au contraire, lorsque les valeurs aléatoires varient sur un large intervalle, les valeurs moyennes sont sans signification. Si on souhaite améliorer la modélisation de la propagation des ondes acoustiques dans un tel milieu il est nécessaire de modifier la théorie de Biot et prenant en compte l'aspect aléatoire des grandeurs évoquées plus haut. En particulier, on doit redéfinir les effets visqueux induits par le passage d'une onde dans un milieu poreux compte tenu des statistiques d'ordre 1 et 2 des paramètres aléatoires. Nous montrons, sur des simulations numériques, les effets introduits par la prise en compte des corrections ainsi introduites dans la theorie de Biot.

National audience, La caractérisation des sources sonores par traitement d'antennes, en niveau, en spectre et en localisation sur le matériel ferroviaire en mouvement demande de plus en plus de précision et de justesse. En antennerie, la position des capteurs définit les propriétés de l'antenne et ainsi les performances de la mesure. L'objectif du travail est de disposer d'un outil permettant de concevoir une antenne en fonction des besoins et du contexte de la mesure. Dans un premier temps, des critères tels que la largeur du lobe principal, l'atténuation des lobes secondaires et la constance de la largeur du lobe principal en fonction de l'angle de focalisation sont identifiés comme agissant sur les performances de l'antenne. L'objectif est alors de déterminer les géométries d'antenne permettant de satisfaire au mieux les critères proposés. L'optimisation est réalisée par un algorithme génétique. Une population d'antennes est générée en plaçant aléatoirement des microphones à différents emplacements prédéfinis suivant un maillage fin de forme carrée, garantissant une mise en œuvre assez simple. L'optimalité de chaque antenne est évaluée selon un ou plusieurs critères afin d'obtenir un classement des antennes testées. L'algorithme créé une nouvelle population d'antennes à partir des antennes les plus mauvaises mais en disposant des ensembles de capteurs dans la configuration des meilleures antennes, les capteurs étant choisis aléatoirement. Cette nouvelle population d'antennes est classée à son tour. Le processus est répété sur plusieurs itérations : la population converge vers une antenne optimale, censée être la solution du problème. L'article présente le maillage des positions possibles pour les capteurs. Le fonctionnement de l'algorithme est également détaillé et sa robustesse est testée sur cent exécutions ; les propriétés des antennes issues de ces optimisations sont ensuite comparées à celles d'antennes classiques. Enfin, une simulation de localisation de source par ces antenn

National audience, Ce travail présente une procédure expérimentale pour la localisation des sources appliquées sur une coque cylindrique finie. La méthode proposée est basée sur la mesure des vitesses (déplacements) de la structure vibrante par un vibromètre Laser à balayage qui seront injectés dans l'équation de mouvement discritisée en différences finies. Nous allons présenter au départ quelques simulations numériques pour régulariser le problème inverse en se servant des techniques de traitement de signal en particulier le filtrage dans le domaine du nombre d'ondes. Les distributions résultantes des vitesses mesurées, dans toute la bande de fréquence choisie, ne permettent plus de localiser les sources d'excitation mécanique et acoustique car les incertitudes associées à la mesure sont trop importantes. Enfin, nous allons appliquer les critères de régularisation prédéfinis pour filtrer les différents résultats des distributions issues des données mesurées et là les résultats se sont nettement améliorés.

National audience, L'objectif de l'étude est d'étudier la pertinence ou non de la prise en compte des effets de propagation non-linéaire dans la modélisation physique de la clarinette. Si des effets spectaculaires de la propagation non-linéaire se manifestent lorsque les cuivres sont joués à fort niveau (cas des « sons cuivrés »), il n'en est rien, a priori, pour les instruments à anche. Néanmoins il reste à vérifier que l'hypothèse de propagation linéaire est suffisante dans tous les cas. Ainsi il n'est pas exclu qu'à fort niveau sonore, le champ sonore interne et le son rayonné résultent partiellement d'effets de propagation non-linéaire. Dans un premier temps, des expériences ont été réalisées à l'aide d'une bouche artificielle et d'une clarinette simplifiée. Dans certains cas de figure, les effets de propagation non-linéaires, sont suffisamment significatifs pour être pris en considération. Ces résultats obtenus pour des configurations peu réalistes en situation de jeu réel, mènent à un second travail. Des mesures ont été effectuées sur une vraie clarinette jouée par un musicien. Si les niveaux sonores en entrée de tube n'atteignent pas ceux obtenus avec la bouche artificielle, des effets de propagation non-linéaires significatifs ont toutefois pu êtres observés.

National audience, Les propriétés acoustiques d'une lame poreuse faiblement résistive collée contre une plaque rigide comportant des irrégularités périodiques de forme rectangulaire, créant un réseau de diffraction multi-composant, sont étudiées. Les résultats numériques, corroborés par des résultats expérimentaux, montrent que la structure possède un pic d'absorption totale à la fréquence du mode fondamental modifié de la lame, lorsqu'elle est conçue comme proposée dans la présentation. Ces résultats sont expliqués par l'analyse de la réponse acoustique de la structure globale et en particulier par l'analyse modale de la configuration. Lorsque plusieurs irrégularités par période spatiale sont considérées, des pics additionnels d'absorption sont observés et expliqués.

National audience, The study focuses on characterizing the whistling ability of an axisymmetric orifice in a confined flow, using numerical simulation. A single hole orifice in a duct can generate whistling when it is submitted to a low Mach number flow. Whistling is a consequence of an acoustic amplification by the shear flow downstream of the orifice, coupled to an external acoustic resonator. The feedback of the resonator coupled to the acoustic amplification leads to whistling by linear instability. Recently a whistling criterion was experimentally validated, based on the acoustic scattering matrix of an orifice. Balancing the incoming and the scattered acoustic powers, the frequencies at which acoustic amplification occurs can be determined. The present study deals with the acoustic amplification mechanism. A Large Eddy Simulation (LES) is performed for an orifice submitted to a $0.026$ Mach number flow with a Reynolds number around $10^4$. Broadband acoustic signals are applied in the inlet and outlet of the computational domain. The times series of the LES are finally post-processed with a Wiener-Hopf Inversion technique to obtain the coefficients of the scattering matrix in the linear regime. The whistling criterion is then computed from this scattering matrix. Comparison with the experimental data are provided.

National audience, Les modes de Lamb sont les modes de propagation que possède une plaque élastique. Quand cette plaque est semi-infinie, avec un bout libre de contrainte, il existe une résonance particulière appelée souvent "résonance de bout". Elle concerne les modes de Lamb symétriques par rapport à l'axe du guide d'onde (les modes S0, S1, etc. ...) et se caractérise par une vibration localisée importante proche du bout libre. Les modes de Lamb antisymétriques (les modes A0, A1, etc. ...) ne présentent pas une telle résonance. Dans cette étude nous nous intéressons à l’effet d’un défaut de symétrie de la plaque sur les propriétés de la résonance. Effectivement, ce défaut provoque un couplage entre les modes de Lamb symétriques et antisymétriques qui va induire un mélange des caractéristiques résonantes et non-résonantes des deux familles de modes. L’étude se concentrera sur les différentes conversions de modes dues à ce couplage proche de la résonance.

National audience, The electrodynamic loudspeaker is a strongly nonlinear system. The main causes of nonlinearity are the nonlinear stiffness of the suspensions and the nonuniform distribution of the magnetic flux density along the air gap in the magnetic circuit. A third cause, the nonlinear voice-coil inductance is often underestimated. The electrical impedance of the voice-coil in the low frequency range is considered usually as a pure resistance, and the influence of its inductance is neglected : this is a reason of the underestimation of its nonlinearity. The voice-coil inductance depends on both the displacement of the voice-coil and the current intensity flowing through it. Additionally, the reluctance force proportional to the square of the current appears in the mechanical part of the system and depends on the voice-coil displacement too. This paper studies the influence of the voice-coil nonlinearity. The differential equation system has been derived and is solved using numerical methods. The harmonic distortions as well as the intermodulation ones have been computed. The results show that the influence of the voice-coil nonlinearity is significant - particularly for intermodulation distortions. This influence is weaker than the influence of the force factor nonlinearity, but stronger that the influence of the suspensions nonlinearity. The influence of the different terms in the nonlinear differential equation system is also tested.

In modeling the sound propagation within an urban street canyon, a particular attention must be paid to the description of the radiation of the wave in the the free space above the street, as to its simple reflections on the buildings facades, due to their irregularity. The street canyon being considered as an open waveguide with a varying cross-section, a coupled modal-FE method was proposed in previous works [1, 2] to solve the three- dimensional wave equation within. The originally open configuration is first turned into a closed guiding structure by using perfectly matching layers (PML). Then, eigenmodes of the resulting waveguide are determined by a FEM computation on the transverse problem, and used in a multimodal formulation of the wave propagation within the canyon, given its geometry and the conditions at its extremities. This work presents the principles of this method as well as two relevant advances recently obtained. The first one deals with an alternative formulation of the problem, including a source term to obtain the modal-FE Green's function. The second one involves the extension of the method to the study of right-angled street intersections by adding an additional PML to the transverse cross-section, substituting the opening caused by the adjacent streets.

National audience, The aim of this paper is to determine experimentally the behavior of the ferrofluid seals used in loudspeaker having no viscoelastic suspensions [1]. In this case, the ferrofluid is saturated by a strong magnetic field (300-500 kA/m) relatively to its magnetization (9-32 kA/m). Two parameters are investigated: the radial stiffness that centers the moving part and the axial damping influencing the dynamic response of the loudspeaker. These parameters are measured as function of ferrofluid volume, magnetization, viscosity, shear rate and frequency of oscillation. The behavior is found coherent with the results of literature for relatively weak magnetic fields.

National audience, Le travail proposé porte sur l'étude de la qualité des anches de saxophone. Sachant que la moitié des anches d'une boite neuve est considérée comme insatisfaisante par les musiciens, il s'avère intéressant, pour le musicien et pour le facteur d'anches, de disposer de moyens de prévoir et contrôler la qualité des anches. Ainsi, l'objectif à long terme de cette étude vise à comprendre quels paramètres physiques déterminent la qualité perçue par les instrumentistes. Dans ce but, nous proposons d'articuler l'étude en trois parties principales. La première porte sur l'évaluation des descripteurs subjectifs représentatifs de la qualité perçue, la seconde sur la caractérisation expérimentale des paramètres de jeu corrélés aux descripteurs subjectifs, la dernière sur la mesure des paramètres physiques de l'anche seule. Le travail présenté concerne la mesure de deux paramètres de jeu en situation de jeu réelle (sur musicien) : la pression de seuil et le Centre de Gravité Spectral (CGS) de la pression acoustique rayonnée. Il vise à établir la faisabilité de la mesure physique de tels paramètres et à établir quels paramètres peuvent être corrélés aux descripteurs subjectifs. Le banc de mesure met en oeuvre un capteur de pression statique mesurant la pression dans la cavité buccale par l'intermédiaire d'un cathéter et deux microphones placés respectivement au niveau du pavillon du saxophone et de l'oreille de l'instrumentiste. La pression de seuil est estimée à l'aide d'un algorithme de détection permettant d'estimer le temps de début de l'auto oscillation. Les mesures ont été réalisées pour trois anches considérées comme très différentes d'un point de vue perceptif (facilité d'émission et timbre). Les résultats obtenus montrent que les paramètres de jeu estimés par la mesure permettent de discerner les qualités perçues des trois anches.

National audience, Ce travail porte sur l'étude des résonances d'ondes de surface autour d'un cylindre circulaire de rayon a dans un guide d'onde de largeur 2d (modes piégés). Une nouvelle technique de profilométrie 3D de haute résolution permet d'obtenir des mesures résolues en temps et en espace de la déformation de la surface du liquide. Cette étude constitue la première caractérisation expérimentale complète des modes piégés dans l'espace des fréquences ainsi qu'une analyse détaillé de leur structure spatiale. Cette caractérisation à été obtenue en décomposant le champ de déformation de la surface libre en harmoniques du forçage, ce qui nous a permis d'évaluer la contribution relatives des modes linéaires et non-linéaires. Une décomposition de la partie linéaire du champ de déformation de la surface libre en fonction des symétries naturelles du problème permet la mise en évidence expérimentale de la structure spatiale des modes piégés. Ils se manifestent comme des oscillations non-propagatives de la surface libre, antisymétriques par rapport à l'axe longitudinal du guide, confinés au voisinage du cylindre. Nos résultats sur la structure spatiale de ces modes confirment les prédictions théoriques issus d'une méthode d'expansion en multipôles. La caractérisation en fréquence des modes piégés a été obtenue par une analyse en champ lointain. En introduisant des coefficients de réflexion et de transmission pour les perturbations antisymétriques dans le guide, nous avons pu construire des courbes de résonance pour chacun des rapport d'aspect a/d étudiés. Les résultats de cette étude sont synthétisés sur une courbe maîtresse qui illustre la dépendance de la fréquence adimensionnelle avec le rapport d'aspect a/d. Ces résultats montrent un très bon accord avec les prédictions théoriques et numériques existantes dans la littérature.

National audience, One-dimensional theory of the nonlinear frequency-mixing photoacoustic crack imaging is developed. This imaging can be realized through the excitation of the crack by two laser beams independently modulated in intensity at two very different frequencies and the detection of the components of photoacoustic spectrum at mixed frequencies. It is predicted that the high contrast of this imaging can be caused by strong dependence of the efficiency of optoacoustic conversion on the mechanical state of the crack, i.e. on whether the crack is open or is at least partially closed due to the contacts between the crack faces. The theory relates earlier experimental observation of the large number of the mixed frequencies [1] to strong bimodular nonlinearity of the crack. In response to sinusoidal modulation of pump laser intensity at low frequency the rigidity of the crack varies in a strongly non-sinusoidal manner through abrupt jumps between its value corresponding to an open soft state of the crack and its value corresponding to a much more rigid closed state of the crack. Parametric interaction of the acoustic waves generated by probe laser radiation harmonically modulated in intensity at high frequency with this strongly non-sinusoidal motion excites multiple side-lobes around the high frequency. The theory indicates that information on the crack rigidity could be obtained from the measurements of optoacoustic conversion efficiency and that the information on the parameters of the dependence of the crack width on the applied force can be obtained from the measurements of the dependence of the side-lobes spectrum on the pump laser intensity. [1] N. Chigarev, J. Zakrzevskii, V. Tournat and V. Gusev, Nonlinear frequency-mixing photoacoustic imaging of a crack. J. Appl. Phys. 106, 036101 (2009).

National audience, Cet article concerne la réduction de la transparence et du rayonnement acoustique de parois à basses fréquences à l'aide d'un contrôle actif purement vibratoire de type « feedback » utilisant des capteurs et actionneurs sous formes de patches piézoélectriques. On s'intéresse plus particulièrement aux structures ayant un comportement modal fort telles que les double parois de petites dimensions où une stratégie de contrôle modal est plus adaptée puisqu'elle permet de concentrer l'énergie de commande sur les modes les plus rayonnants tout en utilisant un nombre réduit de composants actifs. Aussi, en raison de la grande sensibilité de la double paroi à son environnement, une technique d'identification rapide des paramètres modaux est mis en œuvre dans ce travail et validée expérimentalement. Enfin, la mise en place expérimentale du contrôle est exposée, où les résultats sont alors discutés pour des perturbations aériennes et solidiennes.

National audience, Ce travail propose une étude expérimentale des différents mécanismes d'endommagement des matériaux éco-composites à fibres de lin et résine époxyde. Les signaux acoustiques ont été enregistrés lors d'essais de traction sur des éprouvettes de ce matériau. Suivant le type de sollicitation et l'orientation des fibres dans les matériaux, certains modes d'endommagement sont privilégiés par rapport à d'autres. Ainsi, des signatures acoustiques provenant de quatre modes d'endommagement ont été identifiés: fissuration de la matrice, décohésion fibre-matrice, délaminage et rupture de fibres. Des techniques d'analyse statistique multivariable (k-moyenne) sont utilisées afin de distinguer les signaux correspondants à ces modes d'endommagement. Les paramètres utilisés pour la classification sont ceux issus de l'analyse temporelle conventionnelle des données d'EA: amplitude, énergie, nombre de coups... Les résultats obtenus par la classification sont encourageants, notamment pour les matériaux les plus complexes, en particulier les stratifiés croisés [(0/90)2]s, [02/902]s et un hybride [0L|0v|90L|90v]s, pour les quels la discrimination des mécanismes d'endommagement a été très concluante.

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National audience, L'analyse modale expérimentale est largement répandue dans le domaine de la dynamique des structures. Son extension dans le cadre du couplage vibroacoustique pour l'étude des cavités fermées par des structures élastiques est un domaine beaucoup moins mature. Deux points particuliers sont présentés dans ces travaux : - d'une part, l'utilisation d'un modèle numérique permet d'optimiser la préparation des essais, afin de définir au mieux les positions des capteurs (accéléromètres, microphones) et des actionneurs (pot vibrant, marteau de choc, haut-parleur), pour un objectif d'identification donné; - d'autre part, l'exploitation des mesures permet, moyennant des techniques de régularisation à fort sens physique, d'identifier par méthode inverse un modèle réduit vibroacoustique ayant le même comportement que le système réel sur une bande de fréquences d'intérêt. Les méthodologies proposées sur ces deux aspects sont détaillées puis illustrées numériquement et expérimentalement sur un cas-test de couplage vibroacoustique.

A coupled modal-FE method is presented for the study of sound propagation in urban areas. This method has been successfully applied in previous works for the modeling of irregular street canyons and intersections between perpendicular streets. The main idea is to turn the originally open domain on an equivalent guiding structure. This is done by substituting the openings in the original domain by perfectly matched layers (PML). Then, the process is principally divided in two steps. First, the eigenmodes of the resulting cross-section are obtained using a finite elements (FE) computation. Secondly, these eigenmodes are used into a modal formulation of the wave propagation within the domain. In the present work, we briefly explain the principles of the method and we show its application to the study of open periodic lattices, representing regular distributions of buildings. The periodicity of such a domain is taken into account by implementing periodic boundary conditions in the FE computation of the eigenmodes.

National audience, Des expressions approchées, telle la formulation de Chien et Soroka, sous différentes versions, sont. d'usage courant pour l'évaluation du champ monopolaire réfléchi par une couche poreuse. La version initiale de Chien et Soroka est obtenue sous l'hypothèse d'un matériau à réaction locale dont l'impédance ne dépend pas de l'angle d'incidence. Cette impédance constante est soit remplacée par l'impédance sous incidence normale, soit l'impédance sous incidence spéculaire. L'inconvénient de toutes ces versions est qu'elles ne sont valables que dans des domaines limités dépendant de la géométrie source-récepteur-surface réfléchissante, et des propriétés acoustiques de la couche poreuse. Les domaines sont difficiles à préciser à cause de la multiplicité des paramètres concernés. La formulation de Chien et Soroka peut être obtenue à partir de la formulation de Sommerfeld qui est exacte pour les couches poreuses acoustiquement axisymétriques par rapport à la normale à leur surface. Il parait donc plus sur d'utiliser cette représentation dans de nombreux cas pratiques ou la géométrie du problème permet de l'utiliser sans aucune difficultés de calcul. Des exemples illustrent l'intérêt de ce choix et permettent d'en préciser le domaine d'appplication.

International audience

National audience, Cet article concerne la réduction de la transparence acoustique de paroi à l'aide du contrôle actif modal purement vibratoire utilisant des capteurs et actionneurs piézoélectriques. Le contrôle modal permet de concentrer l'énergie de commande sur les modes les plus transparents grâce à un nombre réduit de transducteurs. Cette approche nécessite un modèle de la structure, une technique d'identification expérimentale est alors exposée dans laquelle chaque actionneur utilise un modèle identifié unique. Une étude de robustesse montre que ces boucles de contrôle indépendantes ne se perturbent pas.

The determination of the stress level in in-situ concrete structures is of paramount importance for in the engineering field. CODA wave interferometry (CWI) has been recently proposed to monitor stress levels in pre-stressed concrete structures in a non-destructive manner. The idea is to follow very small changes of the ultrasonic wave velocity linked to stress level modifications, through Murnaghan's theory. The change in velocity, which is of the order of 0.1% for 10MPa for classical concrete, can be measured by taking advantage of the heterogeneity of concrete. The accurate measurement of travel time delay is made possible by a source generating a wave train with wavelength sizes comparable to that of the aggregates in the concrete, resulting in multiple scattering. This method is sufficiently sensitive to record small changes in the medium's mechanical properties. An experiment on a real size concrete structure subjected to time varying loading is described.

International audience, This paper describes a simple technique for the fabrication of a gold microelectrode array with an integrated Ag/AgCl reference microelectrode based on polyimide (PI) which is a flexible and biocompatible thermoplastic substrate. The investigated fabrication technology was based on soft lithography which involved a combination of replica molding (RM) and patterning of self-assembled monolayers (SAMs), through microcontact printing (μCP). From a fabricated silicon microelectrode mold, an elastomeric stamp of the microelectrodes was replicated in polydimethylsiloxane (PDMS) and inked with octadecanethiol (ODT) for patterning of the gold surface. The non-patterned gold was then removed by selective chemical etching leaving very well defined gold microelectrodes with a high resolution. Finally, the integrated Ag/AgCl reference microelectrode was fabricated by silver electro-deposition onto the gold microelectrode. The developed biosensor was then tested for a medical application by immobilizing both monoclonal antibodies (mAb); anti-human interleukin-10 (IL-10) and anti-human tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) onto different working electrodes. Functionalization of the gold microelectrodes was made with carboxyl diazonium through cyclic voltammetry (CV). The multiple detection of the corresponding cytokines was verified by fluorescence, whilst electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis quantified a detectable IL-10 cytokine concentration from 1 to 15 pg/mL. This confirmed the biorecognition between the anti-human mAb (IL-10 and TNF-α) and of its corresponding cytokine. The obtained results show that the mAb's were efficiently immobilized and the proteins for human IL-10 were detectable at weak concentrations. The electrochemical measurements were applied on the manufactured gold microelectrodes for ∼9 h. This shows a high resistance of the microelectrodes for long-lasting measurements and, therefore, highlights the good adhesion of gold-PI. The results prese

International audience, In order to characterise the ultimate error regime of Digital Image Correlation (DIC) algorithms, sets of virtual transformed images are often generated from a reference image by in-plane sub-pixel translations. This leads to the determination of the well-known S-shaped systematic error curves and their corresponding random error curves. It is reported in this collaborative work that the a priori choices used to numerically shift images (grey level interpolation, direct or reverse transformation between images) modify DIC results and may lead to biased conclusions in terms of DIC errors.

International audience, The authors present a successful modeling, realization and characterization of a new micro-sensor based on a convenient optical principle, namely an integrated Mach-Zehnder interferometer (MZI). This MZI device is designed with a view to measuring pressure disturbances due to optical path variations. Such a system is arranged in order to work in intensity modulation scheme. Moreover, the MZI is made up of straight and bent rib optical waveguides composed of SU-8 polymer. The mainstay of the device is based on differential measurements performed by a sensing arm arranged with a micromachined membrane and actuated by a given pressure disturbance, while the second arm of the interferometer is considered as a reference one. The main parameters of each element are given by way of two modeling approaches: an optical modeling with a semi-vectorial finite difference method together with a conformal transformation, and a mechanical modeling with a finite-element method associated to the mechanical theory of membranes. So, as the pressure to be measured is applied upon the diaphragm, an optical path variation of the acting arm is induced. After the combination of both signals, the variation at the output of the system is measured. A prototype is characterized by way of a micro-optical injection bench specifically designed to allow an efficient end-fire coupling into the waveguides.

Structural health monitoring (SHM) of materials is a fundamental measure to master thedurability and the reliability of structures in service. Beyond the industrial and human issuesever increasing in terms of safety and reliability, health monitoring must cope with demandsincreasingly sophisticated. New health monitoring strategies must not only detect and identifydamage but also quantify the various phenomena involved in it. To achieve this objective, itis necessary to reach a better understanding of the damage process. Moreover, they frequentlyoccur as a result of mechanical and environmental stresses. Thus, it is essential, first, to developsignal processing methods for estimating the effects of environmental and operational conditions,in the context of the analysis of precursor events of damage mechanisms, and on theother hand, to define the damage descriptors that are the most suitable to this analysis. Thisstudy proposes signal processing methods to achieve this goal. At first, to the estimation ofexternal effects on the scattered waves in an active health control context, in a second step, tothe extraction of a damage indicator from the signals analysis of acoustic emission in a passivehealth monitoring context.In the first part of this work, four signal processing methods are proposed. These allow takinginto account the variation of environmental conditions in the structure, which in this thesis,were limited to the particular case of temperature change. Indeed, temperature changes have theeffect of altering the mechanical properties of the material and therefore the propagation velocityof ultrasonic waves. This phenomenon then causes a dilation of the acoustic signals that shouldbe estimated in order to monitor changes in temperature. Four estimators of dilation coefficientsare then studied: the intercorrelation sliding window, used as reference method, the stretchingmethod, the minimum variance estimator and the exponential transform. The first two methodsh, Le contrôle de santé structural ou Structural Health Monitoring (SHM) des matériaux constitue une démarche fondamentale pour la maîtrise de la durabilité et de la fiabilité des structures en service. Au-delà des enjeux industriels et humains qui ne cessent de s'accroître en termes de sécurité et de fiabilité, le contrôle de santé doit faire face à des exigences de plus en plus élaborées. Les nouvelles stratégies de contrôle de santé doivent non seulement détecter et identifier l'endommagement mais aussi quantifier les différents phénomènes qui en sont responsables. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire d'accéder à une meilleure connaissance des processus d'endommagement. Par ailleurs, ceux-ci surviennent fréquemment sous l'effet de sollicitations mécaniques et environnementales. Ainsi, il est indispensable, d'une part, d'élaborer des méthodes de traitement des signaux permettant d'estimer les effets des conditions environnementales et opérationnelles, dans un contexte de l'analyse des événements précurseurs des mécanismes d'endommagement, et, d'autre part, de définir les descripteurs d'endommagement les plus adaptés à cette analyse. Cette étude propose donc des méthodes de traitement du signal permettant d'atteindre cet objectif, dans un premier temps, pour l'estimation des effets externes sur les ondes multidiffusées dans un contexte de contrôle de santé actif et, dans un second temps, pour l'extraction d'un indicateur d'endommagement à partir de l'analyse des signaux d'émission acoustique dans un contexte de contrôle de santé passif. Dans la première partie de ce travail, quatre méthodes de traitement du signal sont proposées. Celles-ci permettent de prendre en compte les variations des conditions environnementales dans la structure, qui dans le cadre de cette thèse, se sont limitées au cas particulier du changement de la température. En effet, les variations de température ont pour effet de modifier les propriétés mécaniques du matériau et par conséquent

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