Propagation d'ondes acoustiques dans les milieux poreux fractals

Propagation d'ondes acoustiques dans les milieux poreux fractals PDF Author: Amine Berbiche
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Languages : fr
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La méthode de minimisation de l'intégrale d'action (principe variationnel) permet d'obtenir les équations de propagation des ondes. Cette méthode a été généralisée aux milieux poreux de dimensions fractales, pour étudier la propagation acoustique dans le domaine temporel, en se basant sur le modèle du fluide équivalent. L'équation obtenue réécrite dans le domaine fréquentiel représente une généralisation de l'équation d'Helmholtz. Dans le cadre du modèle d'Allard-Johnson, l'équation de propagation a été résolue de manière analytique dans le domaine temporel, dans les régimes des hautes et des basses fréquences. La résolution a été faite par la méthode de la transformée de Laplace, et a porté sur un milieu poreux semi-infini. Il a été trouvé que la vitesse de propagation dépend de la dimension fractale. Pour un matériau poreux fractal d'épaisseur finie qui reçoit une onde acoustique en incidence normale, les conditions d'Euler ont été utilisées pour déterminer les champs réfléchi et transmis. La résolution du problème direct a été faite dans le domaine temporel, par la méthode de la transformée de Laplace, et par l'usage des fonctions de Mittag-Leffler. Le problème inverse a été résolu par la méthode de minimisation aux sens des moindres carrés. Des tests ont été effectués avec succès sur des données expérimentales, en utilisant des programmes numériques développés à partir du formalisme établi dans cette thèse. La résolution du problème inverse a permis de retrouver les paramètres acoustiques de mousses poreuses, dans les régimes des hautes et des basses fréquences.

Propagation d'ondes acoustiques dans les milieux poreux fractals

Propagation d'ondes acoustiques dans les milieux poreux fractals PDF Author: Amine Berbiche
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La méthode de minimisation de l'intégrale d'action (principe variationnel) permet d'obtenir les équations de propagation des ondes. Cette méthode a été généralisée aux milieux poreux de dimensions fractales, pour étudier la propagation acoustique dans le domaine temporel, en se basant sur le modèle du fluide équivalent. L'équation obtenue réécrite dans le domaine fréquentiel représente une généralisation de l'équation d'Helmholtz. Dans le cadre du modèle d'Allard-Johnson, l'équation de propagation a été résolue de manière analytique dans le domaine temporel, dans les régimes des hautes et des basses fréquences. La résolution a été faite par la méthode de la transformée de Laplace, et a porté sur un milieu poreux semi-infini. Il a été trouvé que la vitesse de propagation dépend de la dimension fractale. Pour un matériau poreux fractal d'épaisseur finie qui reçoit une onde acoustique en incidence normale, les conditions d'Euler ont été utilisées pour déterminer les champs réfléchi et transmis. La résolution du problème direct a été faite dans le domaine temporel, par la méthode de la transformée de Laplace, et par l'usage des fonctions de Mittag-Leffler. Le problème inverse a été résolu par la méthode de minimisation aux sens des moindres carrés. Des tests ont été effectués avec succès sur des données expérimentales, en utilisant des programmes numériques développés à partir du formalisme établi dans cette thèse. La résolution du problème inverse a permis de retrouver les paramètres acoustiques de mousses poreuses, dans les régimes des hautes et des basses fréquences.

Propagation des ondes acoustiques dans les milieux poreux

Propagation des ondes acoustiques dans les milieux poreux PDF Author: Patrick Rasolofosaon
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Category : Fluid dynamics
Languages : fr
Pages : 602

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UNE PREMIERE PARTIE THEORIQUE EXPOSE EN DETAIL LA PROPAGATION DES ONDES ACOUSTIQUES DANS LES MILIEUX POREUX A TRAVERS LE MODELE POROVISCOELASTIQUE. ON MONTRE QUE LES EFFETS POROELASTIQUES NE SONT SUPERIEURS AUX EFFETS VISCOELASTIQUES QUI EN PRESENCE DE DISCONTINUITES PHYSIQUES OU D'ECHANGE HYDRAULIQUE ENTRE DIFFERENTS MILIEUX. TROIS EXPERIENCES DANS LA DEUXIEME PARTIE, CELLE DE PLONA, RESONANCE DES MODES DE LAMB, PROPAGATION D'ONDES A L'INTERFACE ROCHE FLUIDE. DANS LA TROISIEME PARTIE, ON ENVISAGE L'INVERSION DES MESURES ACOUSTIQUES

Acoustique des milieux poreux

Acoustique des milieux poreux PDF Author: Thierry Bourbié
Publisher: Editions TECHNIP
ISBN: 9782710805113
Category : Petroleum
Languages : fr
Pages : 376

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Propagation des ondes acoustiques dans les milieux poreux

Propagation des ondes acoustiques dans les milieux poreux PDF Author: Patrick N. J. Rasolofosaon
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Languages : fr
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UNE PREMIERE PARTIE THEORIQUE EXPOSE EN DETAIL LA PROPAGATION DES ONDES ACOUSTIQUES DANS LES MILIEUX POREUX A TRAVERS LE MODELE POROVISCOELASTIQUE. ON MONTRE QUE LES EFFETS POROELASTIQUES NE SONT SUPERIEURS AUX EFFETS VISCOELASTIQUES QUI EN PRESENCE DE DISCONTINUITES PHYSIQUES OU D'ECHANGE HYDRAULIQUE ENTRE DIFFERENTS MILIEUX. TROIS EXPERIENCES DANS LA DEUXIEME PARTIE, CELLE DE PLONA, RESONANCE DES MODES DE LAMB, PROPAGATION D'ONDES A L'INTERFACE ROCHE FLUIDE. DANS LA TROISIEME PARTIE, ON ENVISAGE L'INVERSION DES MESURES ACOUSTIQUES

Représentations temps-fréquence adaptées pour la caractérisation de la dispersion d'ondes acoustiques propagées à travers les matériaux poreux

Représentations temps-fréquence adaptées pour la caractérisation de la dispersion d'ondes acoustiques propagées à travers les matériaux poreux PDF Author: Jérôme Bernard
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Languages : fr
Pages : 86

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L'objectif de ce travail consiste à utiliser les représentations temps-fréquence pour caractériser la propagation d'ondes acoustiques dans les milieux poreux. Cette étude utilise les modèles analytiques développés au LAUM dans le cadre de la recherche sur les matériaux poreux. Ces modèles mettent en exergue l'influence dispersive de telles structures qui induisent ainsi des vitesses de propagation des ondes acoustiques dépendantes des fréquences émises. Les basses fréquences se propagent moins vite que les hautes, ce qui implique que les signaux transmis sont nonstationnaires. Cette propriété apparaît comme une pierre d'achoppement pour l'étude de tels signaux dans le cadre de l'analyse de Fourier classique, qui ne permet pas un suivi temporel du contenu fréquentiel. Ainsi, l'introduction de distributions bilinéaires de variables duales (temps et fréquence) est légitime puisqu'elles déploient l'énergie des signaux dans le plan tempsfréquence et permettent en outre la visualisation du comportement nonstationnaire des signaux. L'objectif de cette thèse est d'estimer la loi de dispersion mise en jeu lors de la propagation d'ondes acoustiques dans un échantillon de matériau poreux. Il s'agit alors d'envisager une méthode d'évaluation des lois de retard de groupe qui représentent les vitesses de propagation de l'énergie du signal en fonction des fréquences présentes dans celuici. Pour ce faire, la méthode consiste à se munir d'une famille de représentations temps-fréquence suffisamment générale, en l'occurrence la classe des distributions en puissance. Ces représentations sont paramétrées par un terme de phase 'k' qui contrôle leurs propriétés de covariance et permet leur adaptation le long d'une infinité de lois de retard de groupe en puissance. A chaque variation du paramètre 'k' de la distribution en puissance d'un signal donné, issu d'un échantillon de milieux poreux, un critère est évalué permettant de trouver la représentation la plus pertinente. Dans ce travail, notre attention s'est portée sur l'utilisation de l'entropie comme mesure d'information dans le plan temps-fréquence pour faire le choix de la représentation adaptée au problème. Cette représentation permet alors d'estimer la loi de retard de groupe du signal transmis.

Contribution à la caractéristique des milieux poreux par des méthodes acoustiques

Contribution à la caractéristique des milieux poreux par des méthodes acoustiques PDF Author: Sylvain Berger
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Languages : fr
Pages : 250

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L'objectif de ce travail est de contribuer à la caractérisation du comportement acoustique des matériaux poreux saturés par un fluide. La première partie, théorique, présente les différents modèles qui décrivent la propagation des ondes acoustiques dans le milieu : la théorie du fluide équivalent, quand la structure est rigide, et la théorie de Biot, lorsque le squelette est mobile. Les interactions viscothermiques qui interviennent entre les différentes phases du matériau sont prises en compte par le modèle de Johnson-Allard. Les équations de propagation sont écrites dans les domaines fréquentiel et temporel. La deuxième partie, expérimentale, confronte la théorie aux expériences. Dans un premier temps, on s'intéresse au cas des matériaux poreux saturés par de l'air. En régime hautes fréquences les paramètres porosité et tortuosité sont évalués par des mesures ultrasonores en réflexion à différents angles d'incidence. En basses fréquences, on effectue des mesures en transmission dans un guide d'onde pour estimer la résistivité du milieu poreux. Dans un deuxième temps, on traite le cas de la propagation des ondes acoustiques en régime hautes fréquences, dans les milieux poreux saturés par un liquide. La théorie de Biot prédit alors l'existence de deux ondes longitudinales et d'une onde transversale. Aux paramètres acoustiques, s'ajoutent les paramètres mécaniques de la structure. On effectue à l'aide de simulations, une étude de la sensibilité de chaque grandeur physique sur l'opérateur de transmission dans le domaine temporel et sur les ondes transmises à travers le poreux. Du fait du nombre important d'inconnues, la caractérisation totale du matériau par inversion à partir de la seule mesure de l'onde transmise à travers le milieu poreux est impossible. En fixant les valeurs d'un certain nombre de paramètres, on peut néanmoins déterminer par inversion sur les signaux temporels transmis, un jeu de quelques paramètres comme la porosité, la tortuosité, la longueur caractéristique visqueuse et le module d'Young de la structure. Ces résultats sont utilisés par la suite pour tenter de caractériser l'os humain.

Propagation Des Ondes Acoustiques Dans Les Milieux Hétérogènes

Propagation Des Ondes Acoustiques Dans Les Milieux Hétérogènes PDF Author: Xiang-Yu Li
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Languages : en
Pages : 237

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Ce travail aborde numériquement la caractérisation des propriétés acoustiques de milieux poreux ou fracturés, dans le cadre de la théorie de l'homogénéisation. En premier lieu, des caractéristiques telles que la célérité des ondes, leur dispersion et leur atténuation sont examinées systématiquement, pour divers types de milieux poreux secs. Ensuite, les propriétés mécaniques d'échantillons solides contenant une fracture de géométrie gaussienne aléatoire sont étudiées en termes de délai pour la propagation d'une onde dans la direction normale à la fracture, de coefficients de rigidité et de longueur d'influence. Enfin, le comportement mécanique de milieux poreux saturés est examiné. Le fluide peut être compressible et l'espace des pores peut inclure plusieurs composantes indépendantes, percolantes ou non. La perméabilité dynamique et la célérité des ondes sont déterminées pour le même type de milieux que dans le cas des pores.

PROPAGATION ACOUSTIQUE DANS LES MILIEUX POREUX SOUMIS AU GEL. MODELISATION ET EXPERIENCE

PROPAGATION ACOUSTIQUE DANS LES MILIEUX POREUX SOUMIS AU GEL. MODELISATION ET EXPERIENCE PDF Author: PHILIPPE.. LECLAIRE
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UN MODELE DE LA PROPAGATION ACOUSTIQUE DANS LES MILIEUX POREUX SOUMIS AU GEL A ETE DEVELOPPE. CE MODELE, FORMULE A L'AIDE DES CONCEPTS DE LA MECANIQUE DES MILIEUX CONTINUS (SELON LA THEORIE DE BIOT), FOURNIT LES VITESSES ET LES ATTENUATIONS DES ONDES LONGITUDINALES ET TRANSVERSALES EN FONCTION DE LA FREQUENCE ET DES PROPORTIONS DES TROIS PHASES (SOLIDE, EAU ET GLACE), ET CECI POUR LES MILIEUX CONSOLIDES OU NON CONSOLIDES. DES EXPERIENCES ONT ETE EFFECTUEES POUR TENTER DE VERIFIER LES PREVISIONS THEORIQUES. LES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC LA THEORIE. L'ASSOCIATION DU MODELE ET DES EXPERIENCES A PERMIS DE DETERMINER LA TENEUR EN EAU LIQUIDE DANS CES MILIEUX FINEMENT DISPERSES ET D'APPROFONDIR LA METHODE ACOUSTIQUE EN METROLOGIE DES MILIEUX POREUX SOUMIS AU GEL. LES DOMAINES D'INTERET DE CETTE THESE SONT LA GEOPHYSIQUE, LE GENIE CIVIL ET DE MANIERE GENERALE, LES MILIEUX POREUX SOUMIS AU GEL

Nombres d'ondes, masses volumiques et modules effectifs de milieux composites formés d'une matrice poro-élastique contenant des inclusions de forme cylindrique

Nombres d'ondes, masses volumiques et modules effectifs de milieux composites formés d'une matrice poro-élastique contenant des inclusions de forme cylindrique PDF Author: Dossou Gnadjro
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Languages : fr
Pages : 0

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On étudie la propagation d'ondes acoustiques dans un milieu poreux obéissant à la théorie de Biotet contenant une distribution aléatoire de cavités cylindriques et celle d'une onde acoustique dans un fluide contenant une distribution polydisperse aléatoire de sphères poreuses. Dans le premier cas on utilise la généralisation de Conoir-Norris de la formule de Linton-Martin. En effet, elle permet de prendre en compte le phénomène de la conversion entre les trois ondes (deux longitudinales et une transversale) se propageant naturellement dans un milieu poreux de Biot contenant une distribution aléatoire de cavités. Des expressions analytiques sont trouvées pour les nombres d'onde effectifs des ondes cohérentes dans la limite de Rayleigh (régime basse fréquence). Les approximations des masses volumiques et modules des milieux hétérogènes sont fournies jusqu'à l'ordre de c2 en concentration. Le cas limite des cavités fluides aléatoires dans une matrice élastique est également discuté. Dans le deuxième cas on détermine les nombres d'ondes, modules et masses volumiques effectifs pour des distributions polydisperses de sphères poroélastiques. Pour y parvenir, les formules récentes du nombre d'onde effectif données par Linton et Martin dans le cas dilué monodisperse ont été modifiées. Compte tenu de l'incertitude entourant la prédiction de la distribution en taille des obstacles, trois densités de probabilité différentes sont étudiées et comparées : uniforme, Schulz et log-normal. Plus précisément, la limite de Rayleigh (régime de basse fréquence) est prise en compte lorsque les longueurs d'onde peuvent être supposées très grandes par rapport à la taille des obstacles. Dans cette limite, des formules simplifiées des concentrations sont fournies en fonction du paramètre caractérisant la dispersion en taille.

THEORIE DE BIOT ET PREDICTION DES PROPRIETES ACOUSTIQUES DES MATERIAUX POREUX

THEORIE DE BIOT ET PREDICTION DES PROPRIETES ACOUSTIQUES DES MATERIAUX POREUX PDF Author: CLAUDE.. DE POLLIER
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Category :
Languages : fr
Pages : 202

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MODELISATION DE LA PROPAGATION DU SON DANS LES MILIEUX POREUX ABSORBANTS. SIGNIFICATION PHYSIQUE DES TROIS TERMES DE COUPLAGE. PREDICTION DE L'IMPEDANCE DE SURFACE DES MATERIAUX STRATIFIES A PARTIR D'UN FORMALISME MATRICIEL ORIGINAL. CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA PROPAGATION DU SON DANS LES MILIEUX DESORDONNES. MISE EN EVIDENCE DU PHENOMENE DE LOCALISATION D'ANDERSON