SOURCES ACOUSTIQUES BASSE FRÉQUENCE MODÉLISATION DE FLEXTENSEUR

Résumé
En acoustique sous-marine, on ressent de plus en plus la nécessité de systèmes d'émission basses fréquences pour augmenter les portées de détection. La principale difficulté réside dans la conception d'une source acoustique qui, malgré sa fréquence de fonctionnement basse, conserve un encombrement et une masse raisonnable. Une solution consiste à utiliser des transducteurs flextensionnels dont le principe est basé sur l'amplification de la déformation volumique à la résonance d'une coque ellipsoïdale excitée par un moteur piézoélectrique ou magnétostrictif. Le calcul de ces transducteurs se révèle difficile de par le nombre de mécanismes physiques mis en jeu : piézoélectricité au niveau du moteur, mécanique des vibrations sur la coque, couplage fluide structure en fluide lourd (eau), rayonnement acoustique. A ce jour, il existe pour prévoir les performances de ces systèmes, trois degrés de modélisation ; les schémas de calcul lourds, de type éléments finis, permettent de bonnes prévisions, mais difficilement une optimisation. Les méthodes analytiques (Brigham, Royster,...) ne rendent que partiellement compte des couplages fluide-structure. Enfin les méthodes analogiques légères, à un degré de liberté, restent parfois très approximatives. Nous présentons ici une comparaison de ces méthodes, leur différent degré de validité et leur intérêt respectif, au travers de confrontations entre les résultats numériques obtenus et les performances réelles mesurées sur des flextenseurs existants.

Abstract
In submarine activities, interest in the lower region of the acoustic frequency domain has increased to improve the Sonar detection performances. The main difficulty is to realize a low frequency source, keeping small dimensions and weight. Flextensional transducer, which realizes a volumic strain amplification of on elipsoïdal shell seem to be a good solution. Calculation of this kind of transducer is difficult because of the number of physical mechanism we must consider : piezoelectricity, vibrations of the shell, interaction with water, acoustics,... Today, there are three levels of modelling to predict flextensionnal performances : finite elements are efficient but not adapted to optimization. Analytical methods (Brigham, Royster..) don't correctly predict shell-water interactions. Then simplified analogical methods often are aproximative. We present a compareason of this methods and confrontations with measurements for class IV and II flextensional transducers.