Brevet FR3101723A1 — publié le 20210409

Panneau d’atténuation acoustique pour onde basses fréquences Contenu de l’abrégé. La présente invention se rapporte à un panneau d’atténuation acoustique (40) comprenant : - une paroi acoustique perforée (42), - une première structure alvéolaire (44) reliée à la paroi perforée (42), présentant une pluralité de cellules acoustiques (440) délimitées par des cloisons périphériques (445), - une deuxième structure alvéolaire (48) présentant une pluralité de cellules acoustiques (480) délimitées par des cloisons périphériques (485), - un septum (46) présentant une pluralité de macro-perforations (460), interposé entre ladite première structure alvéolaire (44) et ladite deuxième structure alvéolaire (48), chaque cellule acoustique (440) de la première structure alvéolaire et chaque cellule acoustique (480) de ladite au moins deuxième structure alvéolaire (48) étant disposée en regard d’une perforation unique (460) du septum (46). Figure pour l’abrégé : Fig. 2. Panneau d’atténuation acoustique pour onde basses fréquences La présente invention se rapporte à un panneau d’atténuation acoustique pour le traitement d’ondes basses fréquences. Le panneau d’atténuation acoustique selon l’invention trouve une application particulièrement intéressante dans le domaine de l’aéronautique, en particulier pour son utilisation dans les ensembles propulsifs d’avions. Un avion est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant chacun un turboréacteur/turbopropulseur logé dans une nacelle tubulaire. Chaque ensemble propulsif est rattaché à l'avion par un mât situé généralement sous une aile ou au niveau du fuselage. Une nacelle présente généralement une structure comprenant une section amont formant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section avale pouvant abriter des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur. L’entrée d’air sert à optimiser la captation d’air nécessaire à l’alimentation de la soufflante du turboréacteur dans toute l’enveloppe de vol et à canaliser l’air vers la soufflante. L’entrée d’air comprend principalement une lèvre d’entrée d’air formant un bord d’attaque, rapportée sur une structure annulaire. La structure annulaire comprend un carénage externe assurant la continuité aérodynamique externe de la nacelle et un carénage interne assurant la continuité aérodynamique interne de la nacelle, notamment avec le carter externe de soufflante au niveau de la section médiane. La lèvre d’entrée d’air assure en amont la jonction entre ces deux carénages. Le carénage interne de l’entrée d’air est exposé à un flux d’air important et est situé à proximité des pâles de la soufflante. Il contribue de ce fait à la transmission du bruit provenant du turboréacteur vers l’extérieur de l’aéronef. Aussi, il est connu de l’art antérieur d’équiper le carénage interne de l’entrée d’air de la nacelle d’un panneau acoustique en vue d’atténuer la transmission du bruit généré par le turboréacteur. Typiquement, le panneau acoustique comporte une peau acoustique perforée et une âme alvéolaire qui est assemblée sur la peau acoustique. L’âme alvéolaire comporte une pluralité de cellules acoustiques, formant des résonateurs de Helmholtz, qui sont séparées entre elles par des cloisons périphériques. La peau perforée est tournée vers la zone d'émission de bruit, de sorte que les ondes acoustiques peuvent pénétrer par les ouvertures de la peau perforée à l'intérieur des cellules acoustiques. L'énergie acoustique est dissipée par effet visco-thermique dans les cellules acoustiques. On connait en particulier, des panneaux acoustiques dont l’âme alvéolaire comporte deux étages de cellules acoustique. Ces deux étages de cellules sont séparés l’un de l’autre par un septum micro-perforé. La présence d’un étage de cellules acoustiques supplémentaire permet d’améliorer les performances acoustiques du panneau. Ces dernières années, les développements d’ensembles propulsifs se sont dirigés vers une recherche de réduction de la consommation des avions. Pour répondre à ce besoin, l’évolution globale des avions, en particulier commerciaux, tend à fournir des ensembles propulsifs présentant des dimensions de turboréacteurs plus importantes avec des soufflantes de plus grand diamètre. On cherche également à fournir des nacelles plus courtes et plus légères de manière à réduire la génération de trainée en phase de vol. L’effet global résultant en une baisse de la consommation en carburant. La soufflante présentant de plus grandes dimensions, sa vitesse de rotation diminue et elle génère alors une sonorité de plus basse fréquence. Or les panneaux acoustiques de l’art antérieur, qui présentent des résultats de traitement acoustique optimum dans les moyennes ou hautes fréquences, ne sont pas adaptés aux traitements acoustiques des basses fréquences. Il existe donc un besoin de fournir des panneaux acoustiques adaptés à ces nouveaux ensembles propulsifs de manière à fournir un traitement acoustique adéquat. Il est connu du domaine public que la hauteur des cellules permet de régler la fréquence à laquelle le traitement acoustique est efficace. Une augmentation des dimensions des cellules permet en outre un traitement acoustiques dans les basses fréquences. Une adaptation des panneaux de l’art antérieur consisterait en outre en une augmentation de la hauteur de cellules de ces panneaux. Une hauteur totale cible du panneau a, par ailleurs, été évaluée à au moins 50 mm pour permettre un traitement acoustique basse fréquence adéquat. Or, l’encombrement disponible dans les futurs ensembles propulsifs aux nacelles courtes ne permet pas d’intégrer des panneaux acoustiques aux dimensions excessives. Il existe donc un besoin de fournir un panneau acoustique qui soit apte à traiter les émissions sonores générées par ces nouveaux ensembles propulsifs tout en présentant un encombrement minimal. En particulier il existe un besoin de fournir un panneau d’atténuation acoustique présentant un encombrement minimum qui soit apte à fournir un traitement acoustique équivalent à des panneaux présentant une hauteur totale de l’ordre de 50 mm. On connait de l’art antérieur, notamment des demandes WO2015023389 et GB2300081 des traitements basses fréquences à faible encombrement qui consiste à ajouter dans chaque cellule des obstacles coniques dont le sommet possède un orifice. Cependant ce type de géométrie est difficilement réalisable à échelle industrielle. Il existe donc un besoin de fournir un panneau acoustique adapté au traitement acoustique de basse fréquence qui soit facilement réalisable à échelle industrielle. L’invention a notamment pour but de pallier au moins l’un de ces inconvénients et concerne selon un premier aspect un panneau d’atténuation acoustique comprenant : une paroi acoustique perforée, une première structure alvéolaire reliée à la paroi perforée, présentant une pluralité de cellules acoustiques délimitées par des cloisons périphériques, une deuxième structure alvéolaire présentant une pluralité de cellules acoustiques délimitées par des cloisons périphériques, un septum présentant une pluralité de macro-perforations, interposé entre ladite première structure alvéolaire et ladite deuxième structure alvéolaire, chaque cellule acoustique de la première structure alvéolaire et chaque cellule acoustique de ladite au moins deuxième structure alvéolaire étant disposée en regard d’une perforation unique du septum. Par macro-perforation on entend des perforations dont le diamètre est supérieur ou égal à 1 mm. Selon d’autres caractéristiques de l’invention, le panneau d’atténuation acoustique de l’invention comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles. Selon une variante de réalisation, chaque perforation du septum présente un diamètre compris entre 1 mm et de 2 mm. Selon une variante de réalisation, chaque cellule acoustique de la première structure alvéolaire présente une hauteur comprise entre 5 mm et 10 mm. Selon une variante de réalisation, chaque cellule acoustique de la deuxième structure alvéolaire présente une hauteur comprise entre 10 mm et 20 mm. Selon une variante de réalisation, la hauteur des cellules acoustiques de la première structure alvéolaire est inférieure à la hauteur des cellules acoustiques de la deuxième structure alvéolaire. Selon une variante de réalisation, la hauteur des cellules acoustiques de la première structure alvéolaire est égale à la hauteur des cellules acoustiques de la deuxième structure alvéolaire. Selon une variante de réalisation, la hauteur totale le panneau acoustique présente une hauteur totale inférieure à 30 mm. Selon une variante de réalisation, les macro-perforations sont réparties régulièrement dans le septum de sorte que trois macro-perforations adjacentes forment un triangle équilatéral dont un côté est égal au diamètre des cellules acoustiques des structures alvéolaires et une hauteur est égale à 0.86 fois le diamètre des cellules acoustiques des structures alvéolaires +/-20%. Selon une variante de réalisation, les cellules acoustiques de la deuxième structure alvéolaire présentent un diamètre supérieur au diamètre des cellules acoustiques de la première structure alvéolaire. Selon cette variante de réalisation, les macro-perforations sont réparties régulièrement dans le septum de sorte que trois macro-perforations adjacentes forment un triangle équilatéral dont un côté est égal au diamètre des cellules acoustiques de la deuxième structure alvéolaire et une hauteur est égale à 0.86 fois le diamètre des cellules acoustiques de la deuxième structure alvéolaire +/-20%. Selon une variante de réalisation, la première structure alvéolaire est superposée sur la deuxième structure alvéolaire de sorte que les cloisons périphériques des cellules de la première structure alvéolaire sont agencées dans la continuité géométrique des cloisons périphériques des cellules de la deuxième structure alvéolaire. Selon une variante de réalisation, chaque cellule de la première structure alvéolaire et chaque cellule de la deuxième structure alvéolaire est centrée par rapport à la perforation unique du septum. Selon un deuxième aspect, l’invention se rapporte à une nacelle dans laquelle est disposée une soufflante, la nacelle comprenant une entrée d’air comportant une face intérieure orientée en regard de la soufflante, ladite face intérieure recevant au moins un panneau d’atténuation acoustique tel que précédemment décrit. Selon une variante, la nacelle comprend une entrée d’air, un inverseur de poussée et une tuyère d’éjection dans laquelle au moins l’un des composants choisi dans le groupe comprenant l’entrée d’air, l’inverseur de poussée et la tuyère d’éjection reçoit un panneau d’atténuation acoustique tel que précédemment décrit. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description nullement limitative qui suit et des figures annexées qui illustrent de manière schématique le panneau d’atténuation acoustique selon l’invention. La figure 1 est une représentation schématique d’un panneau d’atténuation acoustique de l’art antérieur La figure 2 est une représentation schématique en coupe transversale d’un panneau acoustique selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 3 est une vue agrandie de cellules superposées d’un panneau acoustique selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 4 est une en vue du dessus d’un panneau acoustique selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 5 est une représentation graphique illustrant la différence des plages de fréquences traitées entre le panneau acoustique selon l’invention et les panneaux acoustiques de l’art antérieur. La figure 6 est une représentation graphique illustrant l’équivalence des résultats d’atténuation acoustique obtenus avec un panneau acoustique selon l’invention et un panneau acoustique de hauteur totale de 50mm. La figure 7 est un tableau recensant les résultats obtenus en faisant varier différents paramètres du panneau acoustique selon l’invention. La figure 8 est une illustration d’un ensemble propulsif comprenant une nacelle dont l’entrée d’air reçoit un panneau d’atténuation acoustique selon l’invention. Panneau d’atténuation acoustique (40) comprenant : une paroi acoustique perforée (42), une première structure alvéolaire (44) reliée à la paroi perforée (42), présentant une pluralité de cellules acoustiques (440) délimitées par des cloisons périphériques (445), une deuxième structure alvéolaire (48) présentant une pluralité de cellules acoustiques (480) délimitées par des cloisons périphériques (485), un septum (46) présentant une pluralité de macro-perforations (460), interposé entre ladite première structure alvéolaire (44) et ladite deuxième structure alvéolaire (48), chaque cellule acoustique (440) de la première structure alvéolaire et chaque cellule acoustique (480) de ladite au moins deuxième structure alvéolaire (48) étant disposée en regard d’une perforation unique (460) du septum (46). Panneau d’atténuation acoustique (40) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque perforation (460) du septum (46) présente un diamètre compris entre 1 mm et de 2 mm. Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque cellule acoustique 440 de la première structure alvéolaire (44) présente une hauteur (H1) comprise entre 5 mm et 10 mm. Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque cellule acoustique (480) de la deuxième structure alvéolaire (48) présente une hauteur (H2) comprise entre 10 mm et 20 mm. Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (H1) des cellules acoustiques (440) de la première structure alvéolaire (44) est inférieure à la hauteur (H2) des cellules acoustiques (480) de la deuxième structure alvéolaire (48). Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que la hauteur (H1) des cellules acoustiques (440) de la première structure alvéolaire (44) est égale à la hauteur (H2) des cellules acoustiques (480) de la deuxième structure alvéolaire (48). Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau acoustique présente une hauteur totale (H T) inférieure à 30 mm. Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les macro-perforations (460) sont réparties régulièrement dans le septum (46) de sorte que trois macro-perforations (360) adjacentes forment un triangle équilatéral (5) dont un côté (P1) est égal au diamètre (D1, D2) des cellules acoustiques 440, 480 des structures alvéolaires 44, 48 et une hauteur (P2) est égale à 0.86 fois le diamètre des cellules acoustiques 440, 480 des structures alvéolaires 44, 48 +/-20%. Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une des revendication 1 à 7, caractérisé en ce que les cellules acoustiques (480) de la deuxième structure alvéolaire (48) présentent un diamètre supérieur au diamètre des cellules acoustiques (440) de la première structure alvéolaire (44). Panneau d’atténuation acoustique (40) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les macro-perforations (460) sont réparties régulièrement dans le septum (46) de sorte que trois macro-perforations (460) adjacentes forment un triangle équilatéral (5) dont un côté (P1) est égal au diamètre des cellules acoustiques (480) de la deuxième structure alvéolaire (48) et une hauteur (P2) est égale à 0.86 fois le diamètre des cellules acoustiques 480 de la deuxième structure alvéolaire 48 +/-20%. Panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la première structure alvéolaire est superposée sur la deuxième structure alvéolaire de sorte que les cloisons périphériques (445) des cellules (440) de la première structure alvéolaire (40) sont agencées dans la continuité géométrique des cloisons périphériques (485) des cellules (480) de la deuxième structure alvéolaire (48). Panneau d’atténuation acoustique (40) selon la revendication précédente caractérisé en ce que chaque cellule de la première structure alvéolaire (40) et chaque cellule (480) de la deuxième structure alvéolaire est centrée par rapport à la perforation unique (460) du septum (46). Nacelle (2) dans laquelle est disposée une soufflante (30), la nacelle comprenant une entrée d’air (200) comportant une face intérieure orientée en regard de la soufflante (30), ladite face intérieure recevant au moins un panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une des revendications 1 à 12. Nacelle selon la revendication précédente dans laquelle la nacelle comprend une entrée d’air (200), un inverseur de poussée (220) et une tuyère d’éjection (230) dans laquelle au moins l’un des composants choisi dans le groupe comprenant l’entrée d’air (200), l’inverseur de poussée (220) et la tuyère d’éjection (230) reçoit un panneau d’atténuation acoustique (40) selon l’une des revendications 1 à 12.