# Localisation, Séparation et Modélisation du bruit aéronautique: Trois approches, un même espace

Roger Boustany

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## To cite this version:

Roger Boustany. Localisation, Séparation et Modélisation du bruit aéronautique: Trois approches, un même espace. Journée scientifique du LVA – 50 ans du Laboratoire Vibrations Acoustique (INSA Lyon), Jun 2025, Lyon, France. hal-05307664

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Submitted on 10 Oct 2025

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# VOIR, DISTINGUER, IMAGINER

## Localisation, Séparation, Modélisation du bruit aéronautique

## Trois approches, un même espace

### Roger BOUSTANY

### LVA, INSA Lyon

## VOIR, DISTINGUER, IMAGINER

### Trois approches fondées sur le traitement du signal pour analyser les sources de bruit aéronautique

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## VOIR

### Localisation de sources acoustiques en 3D

Etude d'un train d'atterrissage simulé

Projet CALM-AA, région AURA, en partenariat avec MiCROdB

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#### Objectif

Localiser les sources acoustiques sur le train Lagoon, en écoulement subsonique simulé, au moyen d'une antenne sphérique.

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#### Contraintes

* Antenne peu dense

* Signaux courts (pressions simulées CFD, durée ≈ 170 ms)

Antenne de 397 microphones, sphérique tronquée de diamètre 4 m
Train d'atterrissage inscrit dans un cylindre de diamètre 30 cm

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#### Méthodologie

* Fonctions de Green convectées

* CSM estimée par méthode multi-taper, mieux adaptée que Welch aux signaux CFD courts

* Beamforming (fréquentiel/temps)
  CLEAN-PSF, CLEAN-SC, CLEANT

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#### Conclusion

Méthode bien adaptée à la simulation 3D

Effets de diffraction non prise en compte

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#### Résultats

Cartographies Beamforming
Mach 0.18, écoulement x négatif
1000 Hz

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Source monopolaire sur l'axe

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Source dipolaire sur les roues

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## DISTINGUER

### Séparation tonale / large bande du bruit moteur

#### Projet MAMBO, en partenariat avec Airbus

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#### Objectif

Extraire, à partir de mesures multi-capteurs, les composantes tonales et cyclostationnaires générées par les organes rotatifs.

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#### Méthodologie

#### Estimation de la vitesse instantanée

Tachymètre → Vitesse instantanée

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#### Poursuite et extraction des tonales

Pressions et vitesse instantanée → Tonales et résidus à large bande

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#### Calcul des cohérences spectrales cycliques

Résidus et vitesse instantanée → Détection de cyclostationnarité et des fréquences cycliques

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#### Poursuite et extraction des composantes cyclostationnaires

Résidus à large bande et vitesse instantanée → Séparation des composantes cyclostationnaires et des résidus

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#### Post-traitement

Comparaison des DSP, calcul d'indicateurs et représentation spatiale, ...

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#### Résultats illustratifs

Comparaison des densités spectrales de puissance

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Représentation spatiale des indicateurs

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## IMAGINER

### Modélisation de la pression acoustique d'un monopôle tournant aléatoire

#### Travail en cours de rédaction scientifique

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#### Objectif

Expliquer l'émergence de la cyclostationnarité par propagation acoustique seule, à partir d'une source aléatoire en rotation.

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#### Hypothèses

* Monopôle compact $q(\mathbf{r}', \tau)$

* Rotation uniforme $\vec{\Omega} = \vec{C} \dot{s} \dot{t}$

* Débit de volume $Q(\tau)$, processus aléatoire stationnaire au sens large, différentiable en moyenne quadratique

* Espace libre

* Champ lointain $|\mathbf{r}'| \ll D$

* Mouvement subsonique $\frac{|\mathbf{r}'| \cdot \Omega}{c} < 1$

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#### Méthodologie

* Modélisation par équation d'onde

$$ \nabla^2 p(\mathbf{r}, t) - \frac{1}{c^2} \frac{\partial^2 p}{\partial t^2}(\mathbf{r}, t) = -\frac{\partial}{\partial t} q(\mathbf{r}, t) $$

* Utilisation des fonctions de Green retardées $G(\mathbf{r}, \mathbf{r}', t - \tau)$

* Déduction d'une expression analytique de la pression $p(\mathbf{r}, t)$

* Dérivation d'une expression analytique de la fonction d'autocorrélation cyclique $R^k(u) \rightarrow \text{conditions d'émergence établies}$

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#### Validation

* Simulation numérique de $p(\mathbf{r}, t)$

* Résolution numérique

* Conception et mise en œuvre d'un banc expérimental au LVA

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## LOCALISER, SEPARER, MODELISER

### Trois approches pour transformer le bruit aéronautique en information exploitable