WO2022101578A1 - Materiau poreux multicouches pour traitement acoustique - Google Patents

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WO2022101578A1
WO2022101578A1 PCT/FR2021/051985 FR2021051985W WO2022101578A1 WO 2022101578 A1 WO2022101578 A1 WO 2022101578A1 FR 2021051985 W FR2021051985 W FR 2021051985W WO 2022101578 A1 WO2022101578 A1 WO 2022101578A1
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layer
filaments
porous material
multilayer
layers
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PCT/FR2021/051985
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Inventor
Jean Boulvert
Théo CAVALIERI
Jean-Philippe GROBY
Annie ROSS
Edith Fotsing Roland
Jacky Novi Mardjono
Vicente Romero Garcia
Gwénaël GABARD
Josué COSTA BAPTISTA
Original Assignee
Safran Aircraft Engines
Centre National De La Recherche Scientifique
Universite Du Mans
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Publication date
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials
    • G10K11/168—Plural layers of different materials, e.g. sandwiches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/03—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers with respect to the orientation of features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/045—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for noise suppression
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F05D2230/31—Layer deposition

Definitions

  • the present invention relates to the general field of acoustic treatments for absorbing noise, and more particularly to the manufacture of porous materials included in these treatments.
  • the noise generated by the reactors and transmitted to the outside environment must be reduced.
  • This noise consists of low frequency lines and a broadband contribution.
  • turbofan engines equipped with a speed reduction box for the fan the first harmonic of the tonal noise linked to the passage of the blades is found at very low frequencies (between 200 Hz and 600 Hz).
  • a known method In order to absorb the noise, a known method consists in covering certain areas of the nacelle of the turbojet engine with passive absorbing materials. These are usually acoustic treatments of the "Single Degree of Freedom” type, SDOF or of the “Double Degree of Freedom” type, DDOF. In order to be effective at low frequencies, these treatments must be particularly thick. However, this is not acceptable on the new architectures of turbojet engines having shorter and thinner nacelles.
  • Porous materials are an alternative to these treatments. To be acoustically effective, and not to degrade the air flow in the reactor, their acoustic impedance must be within specific ranges of values. These ranges depend on the position of the acoustic treatment in the engine and the acoustic frequencies to be attenuated.
  • the existing porous materials based on glass wool or rock wool for example, do not make it possible to reach the desired ranges of impedance values, i.e. the real value of the impedance is included between 0 and 5 x PoCo and the imaginary value of the impedance is between -2.5 xp 0 c 0 and 1 xp 0 Co, with po Co the characteristic impedance of air.
  • these existing materials are easily degraded in an engine environment, due to dirt, oil or water for example.
  • the invention relates to a process for manufacturing a porous multilayer material by additive manufacturing, the porous multilayer material comprising at least two superposed layers, each layer being homogeneous and formed by filaments, characterized in that the manufacturing process comprises a process determining the geometric characteristics of each layer of the porous material, which comprises the following steps:
  • acoustic behavior of a multilayer porous material comprising at least two superimposed homogeneous layers formed of filaments from the thicknesses of said superimposed homogeneous layers and JCAL parameters determined in the previous step, the acoustic behavior of the porous material being defined by a evolution of the JCAL parameters within said material, or by an absorption coefficient or a reflection coefficient or by an acoustic impedance, and - determination of the thickness and of the microstructural parameters of the layers of the multilayer porous material so that at least one quantity among an acoustic impedance, an absorption coefficient or a reflection coefficient of the multilayer porous material is included in an interval targeted at an acoustic frequency.
  • This manufacturing process makes it possible to produce a multilayer porous material by additive manufacturing optimized to acoustically process a certain frequency band.
  • the method for determining the thickness of the layers and the microstructural parameters of the layers makes it possible to adapt the geometry of the material, and in particular of the layers forming the porous material. , depending on the desired acoustic behavior for certain acoustic frequencies.
  • JCAL parameters Johnson-Champoux-Allard-Lafarge parameters
  • the porous multilayer material is produced by additive manufacturing.
  • extrusion can be used as an additive manufacturing method, which consists of direct writing by solidification with evaporation of a solvent.
  • thermosetting polymers are used.
  • Polymerization by an external agent can also be used as an additive manufacturing method or a combination of extrusion and polymerization. It is also possible to use all the additive manufacturing methods making it possible to achieve filament sizes comprised between 50 ⁇ m and 500 ⁇ m, or even more widely between 1 ⁇ m and 1000 ⁇ m, and to obtain sufficiently precise and rapid deposits of the structure.
  • the additive manufacturing is of the fused yarn deposition type (“Fused Deposition Modeling”).
  • Fused Deposition Modeling Compared to other methods, it makes it possible to quickly, precisely and reproducibly manufacture porous materials whose characteristic dimensions are compatible with the desired noise attenuation.
  • some materials printable by this process are avionics.
  • the filaments forming the layers of the multilayer porous material are made of:
  • thermoplastic materials PEEK Poly Ether Ether Keton
  • PEI Poly Ether Imide
  • thermoplastic material such as nylon, ABS or PLA polymer, which may or may not be reinforced with fibers (carbon fibers, glass fibers or Kevlar fibers) or with powders in order to increase the resistance of the structure ; or
  • thermosetting material consisting of a polymer base and a crosslinking agent possibly including glass beads or even silica to improve the abradability and erosion properties.
  • the filaments can also be made of:
  • a titanium alloy metallic material such as Ti6A4I4V
  • a metallic material based on a nickel-chromium alloy such as I'lnco718, a nickel-chromium-iron-molybdenum alloy, such as Hastelloy X, or even a nickel-based alloy, such as Rene 77;
  • a spacing between the filaments of the same layer of multilayer porous material is between 1 ⁇ m and 10 mm.
  • an angle between two rows of filaments belonging to the same layer is between 0° and 180°.
  • a thickness of the filaments of a layer of multilayer porous material is between 1 ⁇ m and 2000 ⁇ m.
  • a thickness of each layer of the porous multilayer material is greater than or equal to the average thickness of the filaments forming this layer.
  • the material thus obtained can for example be used in a coating for a turbomachine, in particular for a fan.
  • a thickness of a filament varies up to 50% of its maximum thickness along said filament.
  • Manufacturing tolerances and defects allow variations in the thickness of a filament up to 50% of its maximum thickness along each filament.
  • a section of the filaments is of circular, oval, polygonal or star shape.
  • the section is triangular, rectangular, square, hexagonal or even pentagonal.
  • the porous multilayer material comprises between 2 and 2500 superposed layers. The material comprises for example four superposed layers.
  • Varying the number of layers achieves a balance between sound absorption performance and material thickness. A four-layer count easily achieves this balance.
  • the porous multilayer material rests on an acoustically rigid support, that is to say this support is perfectly reflective.
  • the reflective layer makes it possible to reflect the acoustic waves.
  • the porous multilayer material has a thickness of between 1 mm and 50 cm. It is for example between 15 mm and 150 mm and more particularly between 5 mm and 50 mm in a nacelle.
  • Another object of the invention is an acoustic treatment coating comprising a multilayer porous material manufactured by the manufacturing method according to the invention.
  • a coating comprising a porous material according to the invention makes it possible to acoustically treat a turbomachine fan for example.
  • Figure 1 schematically shows the manufacturing process according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 schematically and partially represents geometries of microstructures forming multilayer porous materials according to several embodiments of the invention.
  • FIG. 3 represents, in a schematic and partial manner, sections of filaments forming the superposed homogeneous layers of a multilayer porous material according to several embodiments of the invention.
  • Figure 4 shows, schematically and partially, a porous multilayer material according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 5 represents, schematically and partially, the geometry and the associated acoustic impedance of a multilayer porous material according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 6 schematically and partially represents the geometry and the associated acoustic impedance of a porous multilayer material according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 7 represents, schematically and partially, a section of a turbomachine comprising an acoustic treatment coating according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically represents the manufacturing method according to one embodiment of the invention.
  • the manufacturing method 100 according to the invention consists in determining the geometric parameters of a multilayer porous material in order to obtain particular acoustic performances.
  • the multilayer porous material comprises at least two superimposed layers.
  • Each layer is homogeneous and is formed of filaments.
  • a layer is for example formed of a single layer of filaments, that is to say that the filaments belong to the same plane. But a layer can also be formed of several superposed filaments and forming the same repetitive geometric pattern. In this case, the filaments do not belong to the same plane.
  • the evolution of the parameters of the Johnson-Champoux-Allard-Lafarge model known as the JCAL model, as a function of the geometric parameters of the porous material for different ranges of values of geometric parameters of the porous material.
  • the JCAL model makes it possible to describe the acoustic behavior of a porous material with a rigid skeleton by considering that it behaves acoustically like an equivalent fluid.
  • This model uses 6 parameters for an isotropic porous material which depend on the microstructure of the porous material.
  • JCAL parameters are: the porosity ⁇ t>, the high frequency limit of the tortuosity o m , the viscous characteristic length A, the thermal characteristic length A', the static viscous permeability q 0 and the permeability static thermal qo'.
  • the JCAL parameters are therefore determined as a function, for example, of the microstructure of the layers of the material, that is to say of the dimensions and of the shape of the filaments or else of the spacing between the filaments.
  • This step 101 can be performed numerically and/or experimentally.
  • the acoustic behavior of a multilayer porous material comprising at least two superimposed homogeneous layers is determined.
  • the porous material can thus be formed, for example, of the layers Layer 1 and Layer 2.
  • the acoustic behavior of the material i.e. the superposition of at least two layers, depends on their JCAL parameters and their thicknesses. This behavior is defined by the evolution of the JCAL parameters within the material, or by a reflection coefficient or an absorption coefficient or even by a surface impedance.
  • the acoustic behavior is thus determined from the thicknesses of the layers and the JCAL parameters determined in the previous step 101 and corresponding to the microstructural parameters used in the step 101.
  • This step 102 can be, for example, carried out by the transfer matrix method (“Transfer Matrix Model”, TTM).
  • TTM Transfer Matrix Model
  • the microstructural parameters of each of the layers are determined (thickness of the filaments, spacing of the filaments, etc.) as well as their respective thicknesses so that the porous material comprising these layers has a value d impedance within a target interval according to the acoustic frequency.
  • These microstructural parameters and the thicknesses can also be determined so that a value of the reflection coefficient and/or of the absorption coefficient of said material is included in a targeted interval according to the acoustic frequency.
  • This step 103 can, for example, be carried out by the Nelder-Mead method.
  • step 102 can be repeated several times to vary the different possible combinations of layers in order to then obtain an acoustic behavior of the porous material in the targeted interval according to the frequency.
  • step 104 to manufacture the multilayer porous material by additive manufacturing which comprises the same number of layers as that of step 102 with the microstructural characteristics determined in step 103.
  • the additive manufacturing process is, for example, a deposition of fused wires (FDM, “Fused Deposition Modeling”). It makes it possible to manufacture the porous material simply and relatively quickly while having the possibility of using different materials that can be flown.
  • the deposition of molten yarns consists of extruding filaments of material and depositing them following a controlled path. It is therefore suitable for the manufacture of porous materials in micro-mesh.
  • the multilayer porous material thus produced can comprise between 2 and 2500 homogeneous superposed layers. It comprises, for example, 4 homogeneous superposed layers.
  • FIG. 2 represents examples of microstructure geometries forming multilayer porous materials 201, 202 and 203 according to several embodiments of the invention.
  • the multilayer material 201 comprises two layers of filaments 211 to 217. All of the filaments 211 to 217 form a single layer of a porous material according to the invention.
  • the filaments 211 to 217 have a circular section. The angle formed between two filaments of this layer, for example between filaments 211 and 217, is 90°.
  • the porous material 202 comprises filaments 221 to 227 forming a homogeneous layer of the porous material. Filaments 221 to 227 have a square section. The angle formed between two filaments of this layer, for example between filaments 221 and 227, is 90°.
  • the porous material 203 comprises filaments 231 to 237 forming a layer of the porous material.
  • Filaments 231 to 237 have a triangular section.
  • the angle a formed between two filaments is, for example between the filaments 233 and 237, greater than 90°.
  • FIG. 3 schematically and partially represents sections of filaments 301 to 306 forming the superimposed homogeneous layers of a multilayer porous material according to several embodiments of the invention.
  • the filaments forming the layers can have a section of any shape or of defined shape. They have, for example, a section of triangular shape (301 filament), star shape (302 filament), hexagonal shape (303 filament), rectangular shape (304 filament), square shape (305 filament) or even circular in shape (306 filament).
  • FIG. 4 schematically and partially represents a multilayer porous material 400 according to one embodiment of the invention.
  • This material 400 comprises several layers of filaments forming 4 homogeneous layers.
  • the first layer Layer 1 is formed by rows 410 to 415 of filaments, the second layer Layer 2 by rows 420 to 423, the third layer Layer 3 by rows 430 and 431 and the last layer Layer 4 by rows 440 and 441.
  • the spacing between the filaments of the same layer is given by L(z); and the thickness of the filaments of the same layer is given by D(z).
  • the thickness of the filaments D(z) and the spacing of the filaments L(z) of each layer vary according to the thickness z of the porous material 400.
  • layer 1 has a spacing between the filaments of L(zl) and a filament thickness D(z1); layer 2 a spacing of L(z2) and a thickness D(z2); layer 3 a spacing of L(z3) and a thickness D(z3) and layer 4 a spacing of L(z4) and a thickness D(z4).
  • the gradient of thickness D and spacing L makes it possible to giving the multilayer porous material an acoustic property (impedance, reflection or absorption coefficient) desired over a frequency range.
  • the thickness or the diameter can vary between 1 ⁇ m and 2000 ⁇ m. Additionally, the thickness of a filament can vary by up to 50% of its maximum thickness along that filament.
  • the spacing between the filaments of the same layer can vary between 1 ⁇ m and 10 mm.
  • the angle formed between two rows of filaments of the same layer can vary between 0° and 180°.
  • each layer of porous multilayer material is greater than or equal to the average thickness D of the filaments forming this layer.
  • the multilayer porous material has a thickness of between 1 mm and 500 mm.
  • its thickness is between 15 mm and 150 mm.
  • the filaments forming the layers of the multilayer porous material can be made of:
  • thermoplastic materials PEEK Poly Ether Ether Keton
  • PEI Poly Ether Imide
  • thermoplastic material such as nylon, ABS or PLA polymer, which may or may not be reinforced with fibers (carbon fibers, glass fibers or Kevlar fibers) or with powders in order to increase the resistance of the structure ; or a thermosetting material consisting of a polymer base and a crosslinking agent possibly including glass beads or even silica to improve the abradability and erosion properties.
  • a titanium alloy metallic material such as TI6A4I4V
  • a metallic material based on a nickel-chromium alloy such as I'lnco718, a nickel-chromium-iron-molybdenum alloy, such as Hastelloy X, or even a nickel-based alloy, such as Rene 77;
  • the multilayer porous material may, in addition, rest on an acoustically rigid support. It makes it possible to reflect the acoustic waves and to ensure an acoustic and aerodynamic seal.
  • FIG. 5 schematically and partially represents the geometry (graph 5A) and the normalized acoustic impedance with respect to the characteristic impedance of the air (graph 5B) associated with a multilayer porous material according to one embodiment of the invention.
  • the porous material comprises four layers 501, 502, 503 and 504.
  • the pitch between the filaments L/(D/2) of the layers 501 to 504, defined by the spacing L between the filaments divided by the radius D/2 of the filaments is given in ordinates and is variable.
  • Layer 502 has the lowest pitch, while layer 503 has the highest pitch.
  • the thickness of each layer 501 to 504, given along the abscissa, is also variable.
  • Layer 503 is the thinnest, while layer 502 is the thickest.
  • the porous material has a total thickness of 30 mm. With these geometric characteristics and a filament thickness of 250 pm, the targeted resistance must be between 2.5 xp o c o and 3.5 xp o c o and the reactance target must be between -1.5 xp o co and 0 xp o co, where poCo is the characteristic impedance of air.
  • the resistance of the material real part of the acoustic impedance, curve 510) and the reactance of the material (imaginary part of the acoustic impedance, curve 520) thus show that this multilayer porous material can be used between 1500 Hz and 8000 Hz.
  • the target resistance and reactance values are, for example, determined by an optimization procedure making it possible to maximize the attenuation in a motor duct. These examples of values were obtained for acoustic treatments located in an air inlet.
  • FIG. 6 schematically and partially represents the geometry (graph 6A) and the normalized acoustic impedance with respect to the characteristic impedance of the air (graph 6B) associated with a multilayer porous material according to one embodiment of the invention.
  • the porous material comprises six layers 601, 602, 603, 604, 605 and 606.
  • the pitch between the filaments of layers 601 to 606 is variable. Layers 602 and 606 have the smallest pitches, while layer 601 has the largest pitch.
  • the thickness of each layer 601 to 606 is also variable. Layers 602 and 605 are the thinnest and layer 607 is the thickest.
  • the porous material has a total thickness of 30 mm and a filament thickness of 250 ⁇ m.
  • the targeted resistance must be between 0.5 x poCo and 1.5 xp o co, and the reactance must be between -1.5 xp o co and 0 xp o c o .
  • These target values were determined by the optimization procedure described above for acoustic treatments located in an election duct.
  • the resistance of the material real part of the acoustic impedance, curve 610) and the reactance of the material (imaginary part of the acoustic impedance, curve 620) thus show that this multilayer porous material can be used between 1500 Hz and 8000 Hz.
  • the acoustic impedance Z of the porous material is linked to its absorption coefficient A and to its reflection coefficient R.
  • R 2 and the reflection coefficient R: R (Z+1)/(Z- 1). We can therefore determine the dimensions of the material from target values for these coefficients A and R.
  • a greater total thickness of porous material makes it possible to more easily optimize the dimensions of the layers and of the filaments in order to extend the frequency range of use of the material as an absorbent.
  • a lower thickness will make the optimization more complex, which will lead to reducing the frequency range of use of the material towards low frequencies.
  • FIG. 7 schematically and partially represents a section of a turbomachine 700.
  • the turbomachine 800 comprises a fan 720 and a thin nacelle 730.
  • An acoustic treatment coating 710 comprising a multilayer porous material manufactured according to a process for manufacturing the invention is present on part of the 730 nacelle.
  • the 710 coating provides noise attenuation through the multi-layered porous material in a targeted frequency range.

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Abstract

Procédé (100) de fabrication d'un matériau poreux multicouches par fabrication additive (104), ledit matériau comprenant au moins deux couches superposées homogènes formées par des filaments, caractérisée en ce que le procédé de fabrication comprend un procédé de détermination de caractéristiques géométriques de chaque couche du matériau qui comprend les étapes suivantes : - détermination (101) des paramètres JCAL d'un modèle de fluide équivalent de différentes couches homogènes formées de filaments en fonction des paramètres microstructuraux des couches; - détermination (102) du comportement acoustique d'un matériau poreux multicouches comprenant au moins deux couches homogènes superposées formées de filaments à partir des épaisseurs desdites couches et des paramètres JCAL déterminés précédemment; et - détermination (103) de l'épaisseur et des paramètres microstructuraux des couches du matériau poreux multicouches de manière à ce qu'au moins une grandeur parmi une impédance acoustique, un coefficient d'absorption ou de réflexion du matériau poreux soit comprise dans un intervalle ciblé selon une fréquence acoustique.

Description

Description
Titre de l'invention : MATERIAU POREUX MULTICOUCHES POUR TRAITEMENT ACOUSTIQUE
Domaine Technique
La présente invention se rapporte au domaine général des traitements acoustiques pour absorber le bruit, et plus particulièrement à la fabrication des matériaux poreux compris dans ces traitements.
Technique antérieure
Afin de respecter les normes sur les émissions sonores, le bruit généré par les réacteurs et transmis à l'environnement extérieur doit être réduit. Ce bruit est constitué de raies en basses fréquences et d'une contribution large bande. Dans les turboréacteurs à double flux équipés d'un boitier de réduction de vitesse pour la soufflante, le premier harmonique du bruit de tonal lié au passage des pales se trouve à des fréquences très basses (entre 200 Hz et 600 Hz).
Afin d'absorber le bruit, une méthode connue consiste à recouvrir certaines zones de la nacelle du turboréacteur par des matériaux passifs absorbants. Il s'agit habituellement de traitements acoustiques de type « Single Degree of Freedom », SDOF ou de type « Double Degree of Freedom », DDOF. Afin d'être efficaces en basses fréquences, ces traitements doivent être particulièrement épais. Or cela n'est pas acceptable sur les nouvelles architectures de turboréacteurs ayant des nacelles plus courtes et plus minces.
Les matériaux poreux constituent une alternative à ces traitements. Pour être efficaces acoustiquement, et ne pas dégrader l'écoulement d'air dans le réacteur, leur impédance acoustique doit être comprise dans des plages de valeurs spécifiques. Ces plages dépendent de la position du traitement acoustique dans le moteur et des fréquences acoustiques à atténuer. Les matériaux poreux existants, à base de laine de verre ou de laine de roche par exemple, ne permettent pas d'atteindre les plages de valeurs d'impédance souhaitées, c'est-à-dire la valeur réelle de l'impédance est comprise entre 0 et 5 x PoCo et la valeur imaginaire de l'impédance est comprise entre -2,5 x p0 c0 et 1 x p0 Co, avec po Co l'impédance caractéristique de l'air. De plus, ces matériaux existants se dégradent facilement dans un environnement moteur, du fait des saletés, de l'huile ou de l'eau par exemple.
Il est donc souhaitable de disposer d'un nouveau matériau poreux pour absorber le bruit, le matériau ayant une impédance acoustique comprise dans les plages de valeurs souhaitées et pouvant être intégré dans une turbomachine.
Exposé de l'invention
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau poreux multicouches par fabrication additive, le matériau poreux multicouches comprenant au moins deux couches superposées, chaque couche étant homogène et formée par des filaments, caractérisée en ce que le procédé de fabrication comprend un procédé de détermination de caractéristiques géométriques de chaque couche du matériau poreux qui comprend les étapes suivantes :
- détermination des paramètres Johnson-Champoux-Allard-Lafarge JCAL d'un modèle de fluide équivalent de différentes couches homogènes formées de filaments en fonction des paramètres microstructuraux des couches ;
- détermination du comportement acoustique d'un matériau poreux multicouches comprenant au moins deux couches homogènes superposées formées de filaments à partir des épaisseurs desdites couches homogènes superposées et des paramètres JCAL déterminés à l'étape précédente, le comportement acoustique du matériau poreux étant défini par une évolution des paramètres JCAL au sein dudit matériau, ou par un coefficient d'absorption ou un coefficient de réflexion ou par une impédance acoustique, et - détermination de l'épaisseur et des paramètres microstructuraux des couches du matériau poreux multicouches de manière à ce qu'au moins une grandeur parmi une impédance acoustique, un coefficient d'absorption ou un coefficient de réflexion du matériau poreux multicouches soit comprise dans un intervalle ciblé selon une fréquence acoustique.
Ce procédé de fabrication permet de réaliser un matériau poreux multicouches par fabrication additive optimisé pour traiter acoustiquement une certaine bande de fréquence. En effet, le procédé de détermination de l'épaisseur des couches et des paramètres microstructuraux des couches (c'est-à-dire des paramètres géométriques des filaments) permet d'adapter la géométrie du matériau, et notamment des couches formant le matériau poreux, en fonction du comportement acoustique souhaité pour certaines fréquences acoustiques.
De plus, comme chaque couche est homogène, on peut facilement déterminer les paramètres Johnson-Champoux-Allard-Lafarge (paramètres JCAL) de plusieurs couches en faisant varier la microstructure des couches, c'est-à-dire la géométrie des filaments (comme l'épaisseur des filaments ou l'espacement entre les filaments). Cela permet de choisir quelles couches formeront le matériau poreux afin d'obtenir le comportement acoustique particulier pour une fréquence acoustique donnée, c'est-à-dire afin d'obtenir une valeur particulière d'impédance acoustique, de coefficient d'absorption ou encore de coefficient de réflexion pour une fréquence donnée.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le matériau poreux multicouches est réalisé par fabrication additive.
On peut par exemple utiliser l'extrusion comme méthode de fabrication additive, qui consiste en une écriture directe par solidification avec évaporation d'un solvant. On utilise par exemple des polymères thermodurcissables.
On peut également utiliser la polymérisation par un agent extérieur comme méthode de fabrication additive ou encore une combinaison de l'extrusion et de la polymérisation. On peut également utiliser toutes les méthodes de fabrication additive permettant d'atteindre des tailles de filaments comprises entre 50 pm et 500 pm, voire plus largement entre 1 pm et 1000 pm, et d'obtenir des dépôts suffisamment précis et rapides de la structure.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, la fabrication additive est de type dépôt de fils fondus (« Fused Deposition Modeling » en anglais). En comparaison des autres méthodes, elle permet de fabriquer rapidement, précisément et de manière reproductible des matériaux poreux dont les dimensions caractéristiques sont compatibles avec l'atténuation du bruit souhaitée. De plus, certains matériaux imprimables par ce procédé sont avionables.
Selon des caractéristiques particulières de l'invention, les filaments formant les couches du matériau poreux multicouches sont réalisés en :
- un matériau polymère, comme les matériaux thermoplastiques PEEK (Poly Ether Ether Keton) ou les polyimides thermoplastiques PEI (Poly Ether Imide) qui offrent l'avantage de bien s'extruder et de disposer de propriétés accrues (tenue mécanique, résistance au feu, tenue en température, etc...) ; ou
- un mélange de PEEK et de PEI pouvant être renforcé de fibres de carbone ou de fibres céramiques (en carbure de silicium par exemple) pour accroître les performances mécaniques de la structure ; ou
- un matériau thermoplastique tel que le nylon, l'ABS ou le polymère PLA, qui peuvent être renforcés ou non avec des fibres (fibres de carbone, fibres de verre ou fibres de Kevlar) ou avec des poudres afin d'accroître la résistance de la structure ; ou encore
- un matériau thermodurcissable constitué d'une base polymère et d'un agent de réticulation incluant possiblement des billes de verre ou encore de la silice pour améliorer les propriétés d'abradabilité et d'érosion.
Selon le procédé de fabrication additive utilisé, les filaments peuvent également être réalisés en :
- un matériau métallique en alliage de titane, comme le Ti6A4I4V ; - un matériau métallique à base d'alliage nickel-chrome, comme I'lnco718, d'alliage de nickel-chrome-fer-molybdène, comme l'Hastelloy X, ou encore à base d'alliage de nickel, comme René 77 ;
- un matériau métallique à base de céramique pour accroître la résistance à la chaleur et à la corrosion ; ou
- un matériau métallique en alliage d'aluminium.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, un espacement entre les filaments d'une même couche du matériau poreux multicouches est compris entre 1 pm et 10 mm.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, un angle entre deux rangées de filaments appartenant à une même couche est compris entre 0° et 180°.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, une épaisseur des filaments d'une couche du matériau poreux multicouches est comprise entre 1 pm et 2000 pm.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, une épaisseur de chaque couche du matériau poreux multicouches est supérieure ou égale à l'épaisseur moyenne des filaments formant cette couche.
Ces différentes conditions sur les épaisseurs, l'espacement entre filaments, ou l'angle entre rangées de filaments de deux couches adjacentes permettent de fabriquer un matériau relativement fin et efficace pour traiter acoustiquement une certaine bande de fréquence. Le matériau ainsi obtenu peut par exemple être utilisé dans un revêtement pour une turbomachine, notamment pour une soufflante.
Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, une épaisseur d'un filament varie jusqu'à 50% de son épaisseur maximale le long dudit filament.
Les tolérances et défauts de fabrication permettent des variations de l'épaisseur d'un filament jusqu'à 50% de son épaisseur maximale le long de chaque filament.
Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, une section des filaments est de forme circulaire, ovale, polygonale ou en étoile. Par exemple, la section est de forme triangulaire, rectangulaire, carrée, hexagonale ou encore pentagonale. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, le matériau poreux multicouches comprend entre 2 et 2500 couches superposées. Le matériau comprend par exemple quatre couches superposées.
La variation du nombre de couches permet d'obtenir un équilibre entre performances d'absorption acoustique et épaisseur du matériau. Un nombre de quatre couches permet d'obtenir facilement cet équilibre.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau poreux multicouches repose sur un support acoustiquement rigide, c'est-à-dire que ce support est parfaitement réfléchissant.
La couche réfléchissante permet de réfléchir les ondes acoustiques.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le matériau poreux multicouches a une épaisseur comprise entre 1 mm et 50 cm. Elle est par exemple comprise entre 15 mm et 150 mm et plus particulièrement entre 5 mm et 50 mm dans une nacelle.
Un autre objet de l'invention est un revêtement de traitement acoustique comprenant un matériau poreux multicouches fabriquée par le procédé de fabrication selon l'invention.
Un revêtement comprenant un matériau poreux selon l'invention permet de traiter acoustiquement une soufflante de turbomachine par exemple.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif.
[Fig. 1] La figure 1 représente, de manière schématique, le procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] La figure 2 représente, de manière schématique et partielle, des géométries de microstructures formant des matériaux poreux multicouches selon plusieurs modes de réalisation de l'invention. [Fig. 3] La figure 3 représente, de manière schématique et partielle, des sections de filaments formant les couches homogènes superposées d'un matériau poreux multicouches selon plusieurs modes de réalisation de l'invention.
[Fig. 4] La figure 4 représente, de manière schématique et partielle, un matériau poreux multicouches selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 5] La figure 5 représente, de manière schématique et partielle, la géométrie et l'impédance acoustique associée d'un matériau poreux multicouches selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 6] La figure 6 représente, de manière schématique et partielle, la géométrie et l'impédance acoustique associée d'un matériau poreux multicouches selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 7] La figure 7 représente, de manière schématique et partielle, une coupe de turbomachine comprenant un revêtement de traitement acoustique selon un mode de réalisation de l'invention.
Description des modes de réalisation
La figure 1 représente, de manière schématique, le procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l'invention.
Le procédé de fabrication 100 selon l'invention consiste à déterminer les paramètres géométriques d'un matériau poreux multicouches afin d'obtenir des performances acoustiques particulières.
Le matériau poreux multicouches comprend au moins deux couches superposées. Chaque couche est homogène et est formée de filaments. Une couche est par exemple formée d'une seule couche de filaments, c'est-à-dire que les filaments appartiennent à un même plan. Mais une couche peut également être formée de plusieurs filaments superposés et formant un même motif géométrique répétitif. Dans ce cas, les filaments n'appartiennent pas au même plan.
Afin de déterminer les caractéristiques géométriques du matériau poreux multicouches, on détermine dans un premier temps (étape 101) l'évolution des paramètres du modèle Johnson-Champoux-Allard-Lafarge, dit modèle JCAL, en fonction des paramètres géométriques du matériau poreux pour différentes plages de valeurs de paramètres géométriques du matériau poreux. Le modèle JCAL permet de décrire le comportement acoustique d'un matériau poreux à squelette rigide en considérant qu'il se comporte acoustiquement comme un fluide équivalent. Ce modèle fait appel à 6 paramètres pour un matériau poreux isotrope qui dépendent de la microstructure du matériau poreux. Ces paramètres sont appelés paramètres JCAL et sont les suivants : la porosité <t>, la limite en hautes fréquences de la tortuosité om, la longueur caractéristique visqueuse A, la longueur caractéristique thermique A', la perméabilité visqueuse statique q0 et la perméabilité thermique statique qo'. On détermine donc les paramètres JCAL en fonction, par exemple, de la microstructure des couches du matériau, c'est-à-dire des dimensions et de la forme des filaments ou encore de l'espacement entre les filaments.
Cette étape 101 peut être réalisée numériquement et/ou expérimentalement.
Ensuite, dans l'étape 102, on détermine le comportement acoustique d'un matériau poreux multicouches comprenant au moins deux couches homogènes superposées. Le matériau poreux peut ainsi être formé, par exemple, des couches Couche 1 et Couche 2. Le comportement acoustique du matériau, c'est-à-dire de la superposition d'au moins deux couches, dépend de leurs paramètres JCAL et de leurs épaisseurs. Ce comportement se définit par l'évolution des paramètres JCAL au sein du matériau, ou par un coefficient de réflexion ou un coefficient d'absorption ou encore par une impédance de surface. Le comportement acoustique est ainsi déterminé à partir des épaisseurs des couches et des paramètres JCAL déterminés à l'étape précédente 101 et correspondant aux paramètres microstructuraux utilisés dans l'étape 101.
Cette étape 102 peut être, par exemple, réalisée par la méthode de matrice de transfert (« Transfer Matrix Model », TTM).
Puis, dans l'étape 103, on détermine les paramètres microstructuraux de chacune des couches (épaisseur des filaments, espacement des filaments, ...) ainsi que leurs épaisseurs respectives de manière à ce que le matériau poreux comprenant ces couches ait une valeur d'impédance comprise dans un intervalle ciblé selon la fréquence acoustique. Ces paramètres microstructuraux et les épaisseurs peuvent également être déterminés de manière à ce qu'une valeur de coefficient de réflexion et/ou de coefficient d'absorption dudit matériau soit comprise dans un intervalle ciblé selon la fréquence acoustique.
Cette étape 103 peut, par exemple, être réalisée par la méthode de Nelder-Mead.
Pour cette étape 103, on peut répéter plusieurs fois l'étape 102 pour faire varier les différentes combinaisons de couches possibles afin d'obtenir ensuite un comportement acoustique du matériau poreux dans l'intervalle ciblé selon la fréquence.
On peut ensuite, étape 104, fabriquer le matériau poreux multicouches par fabrication additive qui comprend le même nombre de couches que celui de l'étape 102 avec les caractéristiques microstructurales déterminées à l'étape 103.
Le procédé de fabrication additive est, par exemple, un dépôt de fils fondus (FDM, « Fused Deposition Modeling »). Il permet de fabriquer simplement et relativement rapidement le matériau poreux tout en ayant la possibilité d'utiliser différents matériaux avionables. Le dépôt de fils fondus consiste à extruder des filaments de matière et à les déposer en suivant un chemin contrôlé. Il est donc adapté à la fabrication des matériaux poreux en micro-treillis.
Le matériau poreux multicouches ainsi fabriqué peut comprendre entre 2 et 2500 couches superposées homogènes. Il comprend, par exemple, 4 couches superposées homogènes.
La figure 2 représente des exemples de géométries de microstructure formant des matériaux poreux multicouches 201, 202 et 203 selon plusieurs modes de réalisation de l'invention.
Le matériau multicouches 201 comprend deux couches de filaments 211 à 217. L'ensemble des filaments 211 à 217 forme une seule couche d'un matériau poreux selon l'invention. Les filaments 211 à 217 ont une section circulaire. L'angle formé entre deux filaments de cette couche, par exemple entre les filaments 211 et 217, est de 90°. Le matériau poreux 202 comprend des filaments 221 à 227 formant une couche homogène du matériau poreux. Les filaments 221 à 227 ont une section carrée. L'angle formé entre deux filaments de cette couche, par exemple entre les filaments 221 et 227, est de 90°.
Le matériau poreux 203 comprend des filaments 231 à 237 formant une couche du matériau poreux. Les filaments 231 à 237 ont une section triangulaire. L'angle a formé entre deux filaments est, par exemple entre les filaments 233 et 237, supérieur à 90°.
La figure 3 représente, de manière schématique et partielle, des sections de filaments 301 à 306 formant les couches homogènes superposées d'un matériau poreux multicouches selon plusieurs modes de réalisation de l'invention.
Les filaments formant les couches peuvent avoir une section de forme quelconque ou de forme définie. Ils ont par exemple, une section de forme triangulaire (filament 301), en forme d'étoile (filament 302), de forme hexagonale (filament 303), de forme rectangulaire (filament 304), de forme carrée (filament 305) ou encore de forme circulaire (filament 306).
La figure 4 représente, de manière schématique et partielle, un matériau poreux multicouches 400 selon un mode de réalisation de l'invention.
Ce matériau 400 comprend plusieurs couches de filaments formant 4 couches homogènes. La première couche Couche 1 est formée par les rangées 410 à 415 de filaments, la seconde couche Couche 2 par les rangées 420 à 423, la troisième couche Couche 3 par les rangées 430 et 431 et la dernière couche Couche 4 par les rangées 440 et 441. L'espacement entre les filaments d'une même couche est donné par L(z) ; et l'épaisseur des filaments d'une même couche est donnée par D(z). L'épaisseur des filaments D(z) et l'espacement des filaments L(z) de chaque couche varient en fonction de l'épaisseur z du matériau poreux 400. Ainsi la couche 1 présente un espacement entre les filaments de L(zl) et une épaisseur de filaments D(zl) ; la couche 2 un espacement de L(z2) et une épaisseur D(z2) ; la couche 3 un espacement de L(z3) et une épaisseur D(z3) et la couche 4 un espacement de L(z4) et une épaisseur D(z4). Le gradient d'épaisseur D et d'espacement L permet de donner au matériau poreux multicouches une propriété acoustique (impédance, coefficient de réflexion ou d'absorption) voulue sur une plage de fréquence.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, l'épaisseur ou le diamètre (noté D sur la figure 3) peut varier entre 1 pm et 2000 pm. De plus, l'épaisseur d'un filament peut varier jusqu'à 50% de son épaisseur maximale le long de ce filament.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, l'espacement entre les filaments d'une même couche (noté L sur la figure 2) peut varier entre 1 pm et 10 mm.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, l'angle formé entre deux rangées de filaments d'une même couche (noté a sur la figure 2) peut varier entre 0° et 180°.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, l'épaisseur de chaque couche du matériau poreux multicouches est supérieure ou égale à l'épaisseur D moyenne des filaments formant cette couche.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, le matériau poreux multicouches a une épaisseur comprise entre 1 mm et 500 mm. Par exemple, son épaisseur est comprise entre 15 mm et 150 mm.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, les filaments formant les couches du matériau poreux multicouches peuvent être réalisés en :
- un matériau polymère, comme les matériaux thermoplastiques PEEK (Poly Ether Ether Keton) ou les polyimides thermoplastiques PEI (Poly Ether Imide) qui offrent l'avantage de bien s'extruder et de disposer de propriétés accrues (tenue mécanique, résistance au feu, tenue en température, etc...) ; ou
- un mélange de PEEK et de PEI pouvant être renforcé de fibres de carbone ou de fibres céramiques (en carbure de silicium par exemple) pour accroître les performances mécaniques de la structure ; ou
- un matériau thermoplastique tel que le nylon, l'ABS ou le polymère PLA, qui peuvent être renforcés ou non avec des fibres (fibres de carbone, fibres de verre ou fibres de Kevlar) ou avec des poudres afin d'accroître la résistance de la structure ; ou encore un matériau thermodurcissable constitué d'une base polymère et d'un agent de réticulation incluant possiblement des billes de verre ou encore de la silice pour améliorer les propriétés d'abradabilité et d'érosion.
Selon le procédé de fabrication additive utilisé, ils peuvent également être réalisés en :
- un matériau métallique en alliage de titane, comme le TI6A4I4V ;
- un matériau métallique à base d'alliage nickel-chrome, comme I'lnco718, d'alliage de nickel-chrome-fer-molybdène, comme l'Hastelloy X, ou encore à base d'alliage de nickel, comme René 77 ;
- un matériau métallique à base de céramique pour accroître la résistance à la chaleur et à la corrosion ; ou
- un matériau métallique en alliage d'aluminium.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, le matériau poreux multicouches peut, en outre, reposer sur un support acoustiquement rigide. Il permet de réfléchir les ondes acoustiques et d'assurer une étanchéité acoustique et aérodynamique.
La figure 5 représente, de manière schématique et partielle, la géométrie (graphe 5A) et l'impédance acoustique normalisée par rapport à l'impédance caractéristique de l'air (graphe 5B) associée d'un matériau poreux multicouches selon un mode de réalisation de l'invention.
Le matériau poreux comprend quatre couches 501, 502, 503 et 504. Le pas entre les filaments L/(D/2) des couches 501 à 504, défini par l'espacement L entre les filaments divisé par le rayon D/2 des filaments est donné en ordonnées et est variable. La couche 502 présente le pas le plus faible, tandis que la couche 503 présente le pas le plus important. L'épaisseur de chaque couche 501 à 504, donnée en abscisses, est également variable. La couche 503 est la plus fine, tandis que la couche 502 est la plus épaisse.
Le matériau poreux présente une épaisseur totale de 30 mm. Avec ces caractéristiques géométriques et une épaisseur de filaments de 250 pm, la résistance ciblée doit être comprise entre 2,5 x poco et 3,5 x poco et la réactance ciblée doit être comprise entre -1,5 x poco et 0 x poco, où poCo est l'impédance caractéristique de l'air. La résistance du matériau (partie réelle de l'impédance acoustique, courbe 510) et la réactance du matériau (partie imaginaire de l'impédance acoustique, courbe 520) montrent ainsi que ce matériau poreux multicouches peut être utilisé entre 1500 Hz et 8000 Hz.
Les valeurs cibles de résistance et de réactance sont, par exemple, déterminées par une procédure d'optimisation permettant de maximiser l'atténuation dans un conduit moteur. Ces exemples de valeurs ont été obtenus pour des traitements acoustiques situés dans une entrée d'air.
La figure 6 représente, de manière schématique et partielle, la géométrie (graphe 6A) et l'impédance acoustique normalisée par rapport à l'impédance caractéristique de l'air (graphe 6B) associée d'un matériau poreux multicouches selon un mode de réalisation de l'invention.
Le matériau poreux comprend six couches 601, 602, 603, 604, 605 et 606. Le pas entre les filaments des couches 601 à 606 est variable. Les couches 602 et 606 présentent les pas les plus faibles, tandis que la couche 601 présente le pas le plus important. L'épaisseur de chaque couche 601 à 606 est également variable. Les couches 602 et 605 sont les plus fines et la couche 607 est plus épaisse.
Le matériau poreux présente une épaisseur totale de 30 mm et une épaisseur de filaments de 250 pm.
Avec ces caractéristiques géométriques, la résistance ciblée doit être comprise entre 0,5 x poCo et 1,5 x poco, et la réactance doit être comprise entre -1,5 x poco et 0 x poco. Ces valeurs cibles ont été déterminées par la procédure d'optimisation décrite précédemment pour des traitements acoustiques situés dans un conduit d'élection. La résistance du matériau (partie réelle de l'impédance acoustique, courbe 610) et la réactance du matériau (partie imaginaire de l'impédance acoustique, courbe 620) montrent ainsi que ce matériau poreux multicouches peut être utilisé entre 1500 Hz et 8000 Hz.
L'impédance acoustique Z du matériau poreux est liée à son coefficient d'absorption A et à son coefficient de réflexion R. En effet, on définit le coefficient d'absorption A de la manière suivante : A = 1 - | R 2 et le coefficient de réflexion R : R = (Z+1)/(Z- 1). On peut donc déterminer les dimensions du matériau à partir de valeurs cibles pour ces coefficients A et R.
Généralement, une épaisseur totale de matériau poreux plus importante permet de pouvoir optimiser plus facilement les dimensions des couches et des filaments pour étendre la plage de fréquence d'utilisation du matériau en tant qu'absorbant. Une épaisseur plus faible rendra l'optimisation plus complexe, ce qui conduira à réduire la plage de fréquence d'utilisation du matériau vers les basses fréquences.
De plus, en diminuant l'épaisseur des filaments, on peut également atteindre plus facilement des fréquences basses par rapport à l'épaisseur du traitement.
La figure 7 représente, de manière schématique et partielle, une coupe de turbomachine 700. La turbomachine 800 comprend une soufflante 720 et une nacelle mince 730. Un revêtement de traitement acoustique 710 comprenant un matériau poreux multicouches fabriqué selon un procédé de fabrication de l'invention est présent sur une partie de la nacelle 730.
Le revêtement 710 permet d'atténuer le bruit grâce au matériau poreux multicouches dans une plage de fréquences ciblée.
L'expression « compris(e) entre ... et ... » doit se comprendre comme incluant les bornes.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de fabrication (100) d'un matériau poreux multicouches (201, 202, 203, 400) par fabrication additive (104), le matériau poreux multicouches comprenant au moins deux couches superposées (Couche 1, Couche 2, Couche 3, Couche 4, 501 à 504, 601 à 606), chaque couche étant homogène et formée par des filaments (211 à 217, 221 à 227, 231 à 237, 301 à 306, 410 à 415, 420 à 423, 430, 431, 440, 441), caractérisé en ce que le procédé de fabrication comprend un procédé de détermination de caractéristiques géométriques de chaque couche du matériau poreux qui comprend les étapes suivantes :
- détermination (101) des paramètres Johnson-Champoux-Allard-Lafarge JCAL d'un modèle de fluide équivalent de différentes couches homogènes formées de filaments en fonction des paramètres microstructuraux des couches ;
- détermination (102) du comportement acoustique d'un matériau poreux multicouches comprenant au moins deux couches homogènes (Couche 1, Couche 2, Couche n) superposées formées de filaments à partir des épaisseurs desdites couches homogènes superposées et des paramètres JCAL déterminés à l'étape précédente, le comportement acoustique du matériau poreux étant défini par une évolution des paramètres JCAL au sein dudit matériau poreux, ou par un coefficient d'absorption ou un coefficient de réflexion ou par une impédance acoustique ; et
- détermination (103) de l'épaisseur et des paramètres microstructuraux des couches du matériau poreux multicouches de manière à ce qu'au moins une grandeur parmi une impédance acoustique (Z), un coefficient d'absorption (A), ou un coefficient de réflexion (R) du matériau poreux multicouches soit comprise dans un intervalle ciblé selon une fréquence acoustique.
[Revendication 2] Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel un espacement (L) entre les filaments d'une même couche du matériau poreux multicouches est compris entre 1 pm et 10 mm.
[Revendication 3] Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un angle (a) entre deux rangées de filaments appartenant à une même couche est compris entre 0° et 180°.
[Revendication 4] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel une épaisseur (D) des filaments d'une couche du matériau poreux multicouches est comprise entre 1 pm et 2000 pm.
[Revendication 5] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel une épaisseur de chaque couche du matériau poreux multicouches est supérieure ou égale à l'épaisseur moyenne des filaments formant cette couche.
[Revendication 6] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel une épaisseur d'un filament varie jusqu'à 50% de son épaisseur maximale le long dudit filament.
[Revendication 7] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le matériau poreux multicouches comprend entre 2 et 2500 couches superposées.
[Revendication 8] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le matériau poreux multicouches comprend quatre couches superposées.
[Revendication 9] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le matériau poreux multicouches repose sur un support acoustiquement rigide.
[Revendication 10] Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le matériau poreux multicouches a une épaisseur comprise entre 1 mm et 50 cm.
[Revendication 11] Revêtement de traitement acoustique (710) comprenant un matériau poreux multicouches fabriqué par le procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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