Industrialisation d’une stratégie efficace de calcul de transmission acoustique d’entrées d’air

Le laboratoire de mécanique des structures et des systèmes couplés (Lmssc) est une unité de recherche du Conservatoire national des arts et métiers. Il a été créé en 1997 et est reconnu par le ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche en tant qu'équipe d’accueil (EA 3196).

Les travaux qui y sont menés concernent le développement de modèles robustes pour la prévision et la réduction des réponses dynamiques de systèmes couplés à l'aide de traitements adaptatifs. Les résultats de ces recherches s'adressent principalement au monde académique, aux centres de recherche et aux services R&D des industries de pointe. Ces activités ont également des retombées sur les enseignements réalisés au sein des différents cursus d'ingénieur du Cnam en mécanique.

L'équipe collabore de façon privilégiée avec le milieu aéronautique et spatial, via des contrats de recherche et des bourses de thèses. Le Lmssc participe également à divers projets européens et internationaux.

Contexte

Une part grandissante de la population mondiale est confrontée à des nuisances sonores. Le réseau routier, les voies ferrées, les aéroports, les zones d’activités et le voisinage sont autant de sources potentielles de bruit affectant les habitants, particulièrement en milieu urbain. 35 à 40% de la population française, et plus de 50% dans les grandes agglomérations considère les nuisances sonores comme un problème majeur. Au-delà de la gêne ressentie, les conséquences de la pollution sonore sur l’économie, la productivité et la santé sont de plus en plus reconnues. Dans ce contexte, l’Agence Européenne de l’Environnement estime à plus de 100 millions le nombre d’européens exposés à des niveaux de bruit jugés nocifs, ce qui fait des nuisances sonores le second facteur environnemental provoquant le plus de dommages sanitaires en Europe, après la pollution atmosphérique.

Malgré l’amélioration des performances thermiques et acoustiques des bâtiments, certains éléments de façade tels que les fenêtres, les coffres de volets roulants ainsi que les parties vitrées restent des points faibles en matière d’isolation acoustique. Si les progrès relatifs à la conception des fenêtres (améliorations des joints, double ou triple vitrage...) permet de gagner quelques décibels d’atténuation, leur indice d’affaiblissement acoustique reste bien inférieur à celui des murs. Par ailleurs, les impératifs de renouvellement de l’air intérieur ont évolué, afin de répondre aux exigences sanitaires. Si jusqu’au milieu du 20^ème siècle, l’aération se faisait de façon incontrôlée, principalement par les défauts d’étanchéité du bâti, la ventilation doit aujourd’hui être maîtrisée en termes de débit d’air neuf. En effet, les performances énergétiques des bâtiments et les effets de confinements sont deux paramètres à contrôler dans un logement. D’une part, le renouvellement de l’air intérieur, qui peut être 5 à 10 fois plus pollué que l’air extérieur, est nécessaire pour la santé du bâtiment et de ses occupants. D’autre part, cela s’accompagne d’une déperdition énergétique qu’il faut minimiser pour assurer un rendement maximal au bâtiment.

Ainsi, les entrées d’air de fenêtres sont devenues indispensables au renouvellement de l’air intérieur. Or leur intégration dans les fenêtres provoque une diminution importante de l’isolation acoustique de ces dernières. Il devient donc nécessaire de maximiser l’affaiblissement acoustique des entrées d’air tout en garantissant un débit d’air neuf suffisant.

Objectifs du stage

Ce stage s’inscrit dans la continuité de travaux de recherche mené au Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés sur la mise en place de stratégies de calculs permettant de simuler numériquement les essais de transmission acoustique du bruit des entrées d’air réalisés dans des laboratoire acoustique selon les normes EN ISO 717-1, NF E51-732, NF EN ISO 12354-1 et NF EN 13141-1. Les travaux menés au cours de ce stage seront menés en étroite collaboration avec la société Anjos Ventilation, leader français et mondial de la conception et la fabrication de systèmes de ventilation.

L’objectif du stage est d’internaliser dans la chaîne numérique de conception d’Anjos le modèle numérique mis en place dans le cadre de la thèse de doctorat de Julien Puig [1] afin d’évaluer, dès la phase de conception, les performances acoustiques des futures entrées d’air.

Aspects pratiques

              Lieu du stage

Le stage se déroulera au Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés (LMSSC) du Conservatoire National des Arts et Métiers (Cnam), à Paris. Des déplacements chez Anjos Ventilation à Torcieu (Ain) sont à prévoir.

              Date de début

Dépend des disponibilités du candidat retenu. Idéalement fin janvier 2024/début février.

Le profil du candidat recherché est celui d'un étudiant de niveau M2 possédant des compétences en acoustique, vibro-acoustique ou mécanique des fluides. Des connaissances en simulation numérique et/ou en expérimental seront appréciées.