Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Afin de répondre aux spécifications des marines et aux besoins des armateurs, les industriels de la filière navale doivent maîtriser les signatures acoustiques des navires. Le recours à la simulation numérique permet aux concepteurs de les prédire et de justifier ainsi des performances acoustiques des navires, dès la phase de conception. Ce retour d’expérience est consacré à « SiNuS », un projet de R&D collaborative financé par des industriels de la filière navale et l’IRT Jules Verne, dont le but est de développer des méthodes numériques avancées pour la vibro-acoustique des navires.
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Jean-François SIGRIST : Ingénieur-chercheur, journaliste scientifique - Expertise & communication scientifiques (eye-PI) – Tours, France
INTRODUCTION
Développer des méthodes de calcul toujours plus précises (intégrant une physique de plus en plus fine) et rapides (exploitant des ressources de calcul accessibles aux ingénieurs et aux concepteurs) est un besoin constant pour de nombreux industriels de la construction mécanique, en particulier de la filière navale, par exemple afin de répondre aux spécifications des marines et aux besoins des armateurs en matière de signature acoustique des navires.
Devant la complexité des techniques de calcul, des contraintes de leur utilisation et des coûts de développement de nouvelles méthodes, il s’avère parfois pertinent pour des acteurs industriels de réaliser leur R&D dans un contexte collaboratif, impliquant des équipes multidisciplinaires constituées de chercheurs académiques et d’ingénieurs de l’industrie.
L’exemple du projet « SiNuS », consacré au développement de méthodes numériques avancées pour l’industrie navale, donne un retour d’expérience de projet collaboratif, financé par deux industriels de la construction navale en région nantaise et l’IRT Jules Verne.
Domaine : innovation, recherche collaborative
Entreprises concernées : constructeurs (navires, automobiles, aéronefs, systèmes de production d’énergie), éditeurs de logiciels (calcul scientifique, simulation numérique, HPC), bureaux d’études (calculs vibro-acoustique, bruits et vibrations, etc.)
Technologies/méthodes impliquées : modélisation numérique, calculs scientifique, éléments finis
Secteurs : constructions mécaniques
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Mise en œuvre du projet-actions menées
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1. Contexte-enjeu-objectifs du projet
1.1 Maîtrise des signatures acoustiques des navires
Afin de répondre aux spécifications des marines et aux besoins des armateurs, les industriels de la filière navale doivent maîtriser les signatures acoustiques des navires. Cette maîtrise du bruit engendré dans l’environnement constitue en effet un enjeu d’importance majeure :
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s’agissant des constructeurs de navire de transport de passagers, pouvoir justifier d’une marque confort est un facteur différenciant de la concurrence et répond à une demande accrue des armateurs ; les critères vibro-acoustiques, définis en termes de niveau sonore admissible en cabines par exemple, deviennent de plus en plus contraignants dans les cahiers des charges ; les zones de passagers sont ainsi concernées pour des raisons évidentes de confort, mais également les zones d’équipages, en raison de l’évolution du contexte réglementaire ;
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s’agissant des constructeurs de navires militaires, maîtriser la signature acoustique du navire est un élément primordial pour garantir sa furtivité dans de nombreuses conditions opérationnelles, dans un contexte où les moyens de détection sous-marine possèdent des performances accrues.
Nota : il est à noter que l’étude des bruits et vibrations n’a pas pour unique finalité le confort acoustique des êtres humains : l’impact de la pollution sonore sur la faune sous-marine (cétacés, céphalopodes, etc.) fait également l’objet de plus en plus d’attention, et est scientifiquement mis en évidence.
À ces contraintes de conception s’ajoutent des exigences de réduction des masses et d’optimisation des coûts de production, qui incitent à réduire les marges d’isolation. Afin de satisfaire les gabarits et normes, une maîtrise accrue des bruits et vibrations est donc nécessaire. Dans ce contexte, la simulation numérique est un outil de plus en plus utilisé en phase de conception pour démontrer et justifier les performances vibratoires attendues sur la gamme de fréquence souhaitée ...
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Contexte-enjeu-objectifs du projet
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BESNIER (F.) - Simulation numérique et conception des structures de grands navires. - Mécanique & Industries, 213-221, 7 (2006).
-
(2) - CHEVREUIL (M.), LEBLOND (C.), NOUY (A.), SIGRIST (J.-F.), ETTAMPANGO (Y.) - Model Reduction Method for the Computation of Low-Frequency Random Vibro-acoustic Response. - World Computational Conference in Mechanics, Barcelona (2014).
-
(3) - CHEVREUIL (M.), LEBLOND (C.), NOUY (A.), TAMPANGO (Y.), SIGRIST (J.-F.) - Une méthode de réduction de modèle basée sur l’échantillonnage pour le calcul d’une réponse vibro-acoustique aléatoire en basse fréquence. - 12e Colloque national en calcul des structures, Giens (2015).
-
(4) - CHEVREUIL (M.), TAMPANGO (Y.), LEBLOND (C.), NOUY (A.), SIGRIST (J.-F.) - Sampling-Based Model Reduction Method for the Computation of Low-Frequency Random Vibro-Acoustic Response. - International Conference on Uncertainty Quantification in Computational Sciences and Engineering, Crete Island (2015).
-
(5) - TAMPANGO (Y.), CHEVREUIL (M.), LEBLOND (C.), NOUY (A.),...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Calculs couplés fluide-structure – Méthodes en vibro-acoustique de structures immergées .
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...
NORMES
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Acoustique sous-marine – Grandeurs et modes de description et de mesurage de l’acoustique sous-marine des navires – Partie 1 : exigences pour les mesurages en eau profonde utilisées pour des besoins de comparaison. - ISO 17208-1:2016 - (2016)
-
Acoustique sous-marine – Grandeurs et modes de description et de mesurage de l’acoustique sous-marine des navires – Partie 2 : Détermination des niveaux de source à partir des mesures par grands fonds. - ISO 17208-2:2019 - (2019)
ANNEXES
Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
ANSYS Inc. – https://www.ansys.com
Chantiers de l’Atlantique – https://chantiers-atlantique.com
Code_Aster – https://www.code-aster.org
Naval Group – https://www.naval-group.com
Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)ADDL – https://www.addl.fr
GéM/Institut de recherche en génie civil et mécanique – https://gem.ec-nantes.fr
IRT Jules VERNE – https://www.irt-jules-verne.fr
Principia – http://www.principia-group.com
HAUT DE PAGE
Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
http://www.elsevier.com/locate/cma
Finite Element in Analysis and Design
http://www.elsevier.com/locate/finel
International Journal of Numerical Methods in Engineering
http://www3.interscience.wiley.com/journal/1430/home
Journal of Fluids and Structures
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