FR3026122B1 - Panneau de traitement acoustique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un panneau de traitement acoustique (10) comprenant une âme à structure alvéolaire (16) prise en sandwich entre une peau pleine (12) et une peau perforée (14), une pluralité de dômes (18) réalisés dans un tissu poreux et s'étendant à partir d'au moins l'une des peaux à l'intérieur d'alvéoles (20) de la structure alvéolaire en direction de l'autre peau de sorte à délimiter au moins deux cavités résonantes à l'intérieur de chaque alvéole de la structure alvéolaire.

Description

Arrière-plan de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine général dutraitement acoustique dit « passif ».
Le domaine d'application de l'invention est notamment, maisnon exclusivement, celui des turbomachines aéronautiques. L'utilisation de panneaux de traitement acoustique passif estfréquente dans le domaine de l'aéronautique pour réduire les émissionssonores émises par les turbomachines. Par exemple, dans le cas d'unturboréacteur du type double corps double flux, de tels panneaux peuventêtre disposés sur la face interne de la nacelle du turboréacteur, maiségalement sur les faces interne et externe de son capot primaire.
Un panneau de traitement acoustique passif est généralementformé d'une structure alvéolaire en nid d'abeille recouverte d'une coucheporeuse mince faisant office de paroi de veine et fermée à l'autreextrémité par une couche réfléchissante d'un point de vue acoustique(également appelée peau pleine).
Des panneaux plus complexes avec des couches poreusesintermédiaires minces insérées entre des couches à structures en nidd'abeille peuvent être constitués pour étendre l'atténuation sur une plusvaste plage de fréquences. On pourra par exemple se référer à lapublication US 3,948,346 qui décrit un exemple d'architecture de panneauacoustique à double couche comprenant deux structures alvéolaires prisesen sandwich entre une peau pleine et une peau perforée et qui sontséparées l'une de l'autre par une tôle également perforée.
Le panneau de traitement acoustique à double couche décritdans ce document US 3,948,346 possède de nombreux inconvénients,comme celui d'être de conception relativement complexe, de présenterune masse importante et d'avoir une tenue mécanique qui n'est pasoptimale.
Objet et résumé de l'invention
Il existe donc un besoin de pouvoir disposer d'un panneau detraitement acoustique passif à double couche qui ne présente lesinconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un panneau de traitementacoustique comprenant une âme à structure alvéolaire prise en sandwichentre une peau pleine et une peau perforée, et qui comprend en outre,conformément à l'invention, une pluralité de dômes réalisés dans un tissuporeux et s'étendant à partir d'au moins l'une des peaux à l'intérieurd'alvéoles de la structure alvéolaire en direction de l'autre peau de sorte àdélimiter au moins deux cavités résonantes à l'intérieur de chaque alvéolede la structure alvéolaire.
La présence d'une seule structure alvéolaire prise en sandwichentre les deux peaux permet de simplifier la conception d'un tel panneaude traitement acoustique à double couche puisqu'il ne nécessite qu'uneseule et unique structure alvéolaire. La tenue mécanique du panneau setrouve également favorisée par la présence d'une seule structurealvéolaire. Par ailleurs, les dômes réalisés en tissu poreux qui viennentdélimiter au moins deux cavités résonantes dans chaque alvéole de lastructure alvéolaire permet d'alléger considérablement la masse globale dupanneau de traitement acoustique.
Selon un mode de réalisation, les dômes forment une seule etmême couche de tissu poreux assemblée sur au moins l'une des peaux.
Selon un autre mode de réalisation, les dômes sontindépendants les uns des autres et sont fixés à une structure unitaire.
Dans ce cas, la structure unitaire peut comprendre une pluralitéde filins qui sont montés à l'intérieur des alvéoles de la structure alvéolaireet qui sont reliés les uns aux autres en traversant les alvéoles au traversd'encoches réalisées dans des parois de celles-ci, les dômes étant fixés àl'intérieur desdits filins.
Alternativement, la structure unitaire peut comprendre un treillisqui est fixé sur l'une des peaux et qui comprend une pluralité d'embasessur lesquelles sont fixés les dômes. Dans ce cas, chaque embase est depréférence réalisée à partir d'un tissu à grosse maille pour faciliter laliaison par collage entre la structure alvéolaire et la peau correspondante.
Les dômes peuvent être partiellement obturés de sorte àdiminuer la perte de charge en écoulement des dômes réalisés en tissuporeux (et donc la résistance acoustique de ces derniers).
Les dômes peuvent être réalisés dans un tissu poreux depolymère, métallique ou de verre. De plus, ils peuvent chacun avoir uneforme d'ogive ou de pyramide. L'invention a également pour objet une turbomachinecomprenant au moins un panneau de traitement acoustique tel que définiprécédemment.
Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente inventionressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessinsannexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de toutcaractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 est une vue en perspective et en éclaté d'unpanneau de traitement acoustique selon un premier mode de réalisationde l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe du panneau de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective et en écorché d'unpanneau de traitement acoustique selon un deuxième mode de réalisationde l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe d'un panneau de traitementacoustique selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et - les figures 5A à 5C sont des vues montrant différentesassemblages de dôme de panneaux de traitement acoustique selon encored'autres modes de réalisation de l'invention.
Description détaillée de l'invention L'invention concerne un panneau de traitement acoustiquepassif, notamment du type de ceux équipant un turboréacteur d'aéronef,te que celui représenté sur la figure 1.
Par exemple, de tels panneaux de traitement acoustique passifpeuvent être positionnés sur la face interne de la nacelle d'unturboréacteur pour atténuer les nuisances sonores émises par ce dernier.Ces panneaux pourraient également être positionnés au niveau de la faceexterne du capot primaire autour du compresseur haute-pression et de lachambre de combustion du turboréacteur, ou encore au niveau de la faceinterne du capot primaire en aval de la turbine basse-pression.
Le panneau de traitement acoustique 10 représenté sur lesfigures 1 et 2 est dit à double couche, c'est-à-dire correspondant à untraitement doté de deux étages de structure en nid d'abeille (le traitementest de type « double résonateur »).
Selon l'invention, le panneau 10 comprend une peau pleine 12,une peau perforée 14 et une seule et unique âme à structure alvéolaire 16prise en sandwich entre ces deux peaux 12,14.
Le panneau 10 comprend en outre une pluralité de dômes 18qui sont réalisés dans un tissu poreux. Ces dômes 18 en tissu poreux sontfixés (par exemple par collage) sur l'une des peaux 12, 14 du panneau (lapeau perforée 14 dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2) à partirde laquelle ils s'étendent à l'intérieur des alvéoles 20 de la structurealvéolaire 16 en direction de l'autre peau (à savoir la peau pleine 12).
De la sorte, comme représenté sur la figure 2, chaque dôme 18en tissu poreux vient se loger à l'intérieur d'une alvéole 20 de la structurealvéolaire de sorte à délimiter à l'intérieur de celle-ci au moins deuxcavités d'air résonantes 20a, 20b.
Plus précisément, l'une des deux cavités d'air (cavité 20a sur lafigure 2) est formée par le volume délimité par le dôme 18 correspondantet la peau perforée 14, et l'autre cavité d'air (cavité 20b) est formée par levolume restant de l'alvéole 20.
Le tissu utilisé pour former les dômes 18 peut être un tissuporeux de polymère, métallique ou de verre. A titre d'exemple, ce tissupeut présenter une épaisseur de l'ordre de 0,2 à 0,4 mm.
De plus, la porosité du tissu sera choisie notamment en fonctionde la surface du dôme 18 qui vient délimiter les deux cavités d'air 20a,20b de façon à conférer au panneau de traitement acoustique lespropriétés acoustiques recherchées.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, lesdômes 18 sont fixés sur la peau perforée 14. Bien entendu, les dômes 18'pourraient aussi bien être fixés sur la peau pleine 12 comme représentésur le panneau 10' illustré en variante par la figure 3.
De même, le panneau de traitement acoustique pourraitcomprendre deux séries de dômes, l'une étant fixée à la peau pleine etl'autre à la peau perforée en s'étendant chacun à l'intérieur d'une alvéolede la structure alvéolaire de sorte à délimiter à l'intérieur de celle-ci trois cavités d'air résonantes. Une telle configuration forme ainsi un traitementde type « triple résonateur ».
De plus, la forme des dômes 18 en tissu poreux venant sepositionner à l'intérieur de chaque alvéole 20 de la structure alvéolaire 16du panneau pour délimiter au moins deux cavités d'air peut varier. Ainsi,dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, ces dômes 18 ont chacunune forme arrondie pouvant rappeler la forme d'une boîte à œufs.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, lesdômes 18' en tissu poreux ont chacun une forme géométrique d'ogive,c'est-à-dire comprenant une base 18'a sensiblement cylindrique qui seprolonge par une partie terminale 18'b en forme de cône.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, lepanneau 10" comprend une pluralité de dômes 18" en tissu poreux qui ontchacun une forme géométrique de pyramide.
Quelle que soit leur forme géométrique, les dômes en tissuporeux du panneau viennent délimiter l'intérieur de chaque alvéole 20 dela structure alvéolaire 16 en au moins deux cavités d'air résonantes.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, lesdômes 18 du panneau 10 forment une seule et même couche 21 de tissuporeux qui est fixée (par exemple par collage) sur la peau perforée 14.
Pour pallier la difficulté d'élaborer une couche de tissu poreuxtissée en un seul tenant avec une pluralité de dômes, il est possible,comme représenté sur les figures 5A à 5C, de réaliser des dômes unitaires(c'est-à-dire indépendants les uns des autres) qui seraient chacun fixéssur la peau correspondante du panneau et/ou sur la structure alvéolairede celui-ci.
Ainsi, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5A, lesdômes 18 sont unitaires et sont fixés sur la structure alvéolaire 16 aumoyen de filins 22 montés à l'intérieur des alvéoles 20 de la structurealvéolaire et reliés les uns aux autres en traversant les alvéoles au traversd'encoches 24 réalisées dans des parois de celles-ci.
Plus précisément, les filins, par exemple réalisés dans unmatériau polymère ou métallique, sont conformés pour prendre la formedes dômes 18 sur lesquels ils sont fixés (par exemple par collage). Lesdômes sont montés à l'intérieur de ces filins de forme complémentaire etfixés sur ces derniers.
Par ailleurs, ces filins 22 forment une seule et même structureunitaire qui chemine d'une alvéole à l'autre en empruntant des encoches24 réalisées dans les parois de la structure alvéolaire délimitant cesmêmes alvéoles 20.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5B, les dômes18 sont unitaires et sont fixés sur la peau correspondante au moyen d'untreillis 26 qui forme une seule et même structure unitaire et qui comprendune pluralité d'embases 28 sur lesquelles sont fixés les dômes.
Le treillis 26 peut ainsi être formé par trois bandes de liaison 30qui sont agencées de sorte à former des embases 28 de formecomplémentaire aux dômes. Plus précisément, les bandes de liaison 30cheminent d'une alvéole de la structure alvéolaire à l'autre en passantsous les parois de celles-ci. Elles sont collées à la fois sur la peaucorrespondante et aux parois des alvéoles de la structure alvéolaire.
De plus, les bandes de liaison 30 de préférence sont élaborées àpartir d'un tissu à grosse maille, par exemple un tissu de 0,2 à 0,4mm, desorte à faciliter la liaison par collage entre la structure alvéolaire et la peausur laquelle sont assemblés les dômes 18.
Dans une variante non représentée de ce mode de réalisation,les bandes de liaison peuvent être rapportées directement par collage surles dômes. Cette variante permet avantageusement d'obtenir un gain depoids.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5C, les dômes18 sont unitaires et sont également fixés sur la peau correspondante aumoyen d'un treillis 26' qui forme une seule et même structure unitaire etqui est formé par une pluralité d'embases 28' sur lesquelles sont fixés lesdômes.
Ici, les embases 28' ont chacune une forme d'hexagone collé surla peau et muni de languettes 32 de forme triangulaire sur lesquellesviennent se coller les dômes 18.
Comme précédemment, ces embases 28' sont de préférenceréalisées à partir d'un tissu à grosse maille de sorte à faciliter la liaison parcollage entre la structure alvéolaire et la peau sur laquelle sont assemblésles dômes 18.
On notera que l'optimisation acoustique du panneau detraitement acoustique selon l'invention pourra nécessiter d'obturer partiellement la porosité des dômes en tissu assemblés à l'intérieur desalvéoles de la structure alvéolaire du panneau. A cet effet, comme représenté sur la figure 5A, on pourrarecouvrir partiellement certains dômes par une résine ou un tissu nonporeux 34 destiné à obstruer les porosités du tissu poreux des dômesrecouverts.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
  2. 1. Panneau de traitement acoustique (10; 10'; 10")comprenant une âme à structure alvéolaire (16) prise en sandwich entreune peau pleine (12) et une peau perforée (14), et une pluralité de dômes(18 ; 18' ; 18") réalisés dans un tissu poreux et s'étendant à partir d'aumoins l'une des peaux à l'intérieur d'alvéoles (20) de la structure alvéolaireen direction de l'autre peau de sorte à délimiter au moins deux cavitésrésonantes (20a, 20b) à l'intérieur de chaque alvéole de la structurealvéolaire, caractérisé en ce que les dômes sont partiellement obturés. 2. Panneau selon la revendication 1, dans lequel les dômesforment une seule et même couche (21) de tissu poreux assemblée sur aumoins l'une des peaux.
  3. 3. Panneau selon la revendication 1, dans lequel les dômes sontindépendants les uns des autres et sont fixés à une structure unitaire (22 ;26 ; 263.
  4. 4. Panneau selon la revendication 3, dans lequel la structureunitaire comprend une pluralité de filins (22) qui sont montés à l'intérieurdes alvéoles de la structure alvéolaire et qui sont reliés les uns aux autresen traversant les alvéoles au travers d'encoches (24) réalisées dans desparois de celles-ci, les dômes étant fixés à l'intérieur desdits filins.
  5. 5. Panneau selon la revendication 3, dans lequel la structureunitaire comprend un treillis (26 ; 263 qui est fixé sur l'une des peaux etqui comprend une pluralité d'embases (28 ; 283 sur lesquelles sont fixésles dômes.
  6. 6. Panneau selon la revendication 5, dans lequel chaque embaseest réalisée à partir d'un tissu à grosse maille.
  7. 7. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,dans lequel les dômes sont réalisés dans un tissu poreux de polymère,métallique ou de verre.
  8. 8. Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,dans lequel les dômes ont chacun une forme d'ogive ou de pyramide.
  9. 9. Turbomachine comprenant au moins un panneau selon l'unequelconque des revendications 1 à 8.
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