1. Listes des plus importantes
contributions à la recherche
1.1 Rayonnement
acoustique du à l’impact inélastique d’une sphère sur une plaque
rectangulaire.
Un article théorique [2.2] présente l’aboutissement des efforts de
développement d’un modèle de rayonnement acoustique d’une plaque finie
soumis à l’impact inélastique d’une sphère. Contrairement à la littérature où le rayonnement
acoustique est souvent calculé sur la base d’une force d’impact donnée
à priori, le modèle utilisé est plus complet car il permet de calculer à
la fois la force d’impact et le rayonnement acoustique et, de plus, pour le
calcul de la force d’impact, la loi de contact de Hertz a été étendue au
cas d’une loi de déformation plastique.
Le modèle a été validé expérimentalement.
Ce travail est fondamental pour les développements projetés visant
une meilleure connaissance des paramètres importants pour la conception de
systèmes mécaniques plus silencieux ainsi que pour le développement de
techniques expérimentales de caractérisation des structures rayonnantes.
1.2 Atténuation
du bruit occasionné par les opérations d’ébarbage de pièces
d’aluminium coulées
Un rapport publié par l’IRSST [2.16] présente le développement et
la mise en œuvre industrielle d’une solution pour la réduction du bruit
d’ébarbage de pièces d’aluminium coulées. Un des intérêts de ce projet est d’avoir démontré
qu’un problème de bruit pouvait être résolu d’une façon originale et
qui a le double avantage de respecter les contraintes de production et d’être
peu coûteuse. Il a été choisi
de diffuser largement cette solution auprès des intervenants en Santé Sécurité
au Travail dans le milieu industriel pour les encourager à chercher des
solutions aux problèmes de bruit. C’est
pour cela que l’IRSST publie ce rapport et en fait la promotion grâce à
son site Web et que le travail a été présenté au congrès des hygiénistes
en 1998 (où il a été primé [2.13]), sous forme d’atelier à un colloque
de la CSST [2.7] et a fait l’objet d’un article dans la revue « Prévention
au travail » [2.18).
1.3
Réduction du bruit de
rivetage
Une publication dans les actes du congrès de l’AQHSST [2.12] et un
rapport de l’IRSST [2.17] présentent la solution d’un problème de bruit
de rivetage dans l’industrie aérospatiale, un projet d’application qui a
débouché sur la mise en évidence des propriétés amortissantes d’un film
d’air entre des mâchoires de serrage, le phénomène de « pompage
d’air ». La mise en évidence
expérimentale de ce phénomène a ouvert un champ de recherche prometteur sur
les propriétés amortissantes des
assemblages et donc sur la réduction du rayonnement acoustique des structures
par ce moyen.
1.4 L’utilisation
de plans d’expérience en acoustique pour le choix des techniques de modélisation
Une communication [2.5] et deux articles dans des comptes rendus de
conférences [2.10 et 2.11] présentent une utilisation nouvelle de la méthode
des plans d’expérience. La méthode
développée permet de déterminer les facteurs à prendre en compte et la
bande de fréquence associée pour la modélisation acoustique d’un téléphone
mains libres, ce qui permet de choisir les techniques de modélisation les
plus efficaces pour le problème posé. C’est
un prolongement des travaux précédents utilisant les plans d’expérience
pour la conception de produits plus silencieux (échangeurs d’air de la
compagnie Venmar [2.33]) ou de procédés plus silencieux (rivetage chez
Novabus [2.14 et 2.24] ). La méthode
a une portée qui dépasse le cadre de son application du téléphone
mains-libres, elle sera utile pour résoudre le problème du choix des modèles
acoustiques quel que soit le produit à l’étude.
1.5 Réponse
dynamique obtenue par integration numérique directe de plaques rectangulaires
pré-déformées soumises à un chargement dans leur plan.
L’utilisation de plus en plus fréquente de structures à parois
minces pour des raisons de légèreté des véhicules et d’économie de matériaux
pose le problème particulier du comportement vibratoire instable de ces
structures qui lui-même est susceptible d’engendrer un rayonnement
acoustique important. La modélisation a porté sur une plaque mince
comportant un défaut initial de planéité et soumise à une force
d’excitation dans son plan. Une
intégration numérique directe des équations différentielles non linéaires
du mouvement de la plaque a donné des résultats plus complets que les méthodes
asymptotiques précédentes et le phénomène de coalescence dans lequel deux
modes vibrent à la même fréquence a pu être prédit pour la première
fois. Après publication de ces résultats
[2.4], un calcul de la réponse temporelle a mis en évidence des aspects
chaotiques lors de la transition entre deux mécanisme de vibration, ce qui a
fait l’objet d’un deuxième article [2.1].
La suite sera le calcul du rayonnement acoustique engendré par les
vibrations de ces plaques.
2. Contributions à la recherche
Articles dans des
revues avec comité de lecture
- articles publiés ou
acceptés
- Sadok, S., Smaoui, H., Thomas, M. et Laville, F., Juin 2001 «More Details about Interaction of Forced and Parametric Resonances Arising from In-Plane Excitation of Imperfect Rectangular Plates» Journal of Sound and Vibration, Vol. 243, No. 3, pp. 503-524.
- Troccaz, P., Woodcock, R.et Laville, F., nov 2000, « Acoustic
radiation due to the inelastic impact of a sphere on a rectangular plate » J.
Acoust. Soc. Am. 108 (5) pp 2197-2002
- Panneton, R., Berry, A. et Laville, F., oct. 1995, "Vibration
and sound radiation of a cylindrical shell under a circumferentially moving load"
Journal of the Acoustical Society of America 98 (4), pp 2165-2173.
- Sadok, S., Thomas, M. et Laville, F., 1996, «Dynamic Response
Obtained by Direct Numerical Integration of Pre-deformed Rectangular Plates
Subjected to In-plane Loading» Journal of Sound and Vibration, 197(1), pp
67-83.
Autres
contributions
avec comité de lecture
- communications
Brun-Berthet,J., Laville, F. et Dedieu, S., novembre 1999, « Using
experimental Design to Choose an acoustical Model for a Hands-free Telephone »
138ème congrès de l’ASA à Colombus.
Lafleur, F., Thomas, M. et Laville, F., Juin 1999
« Analyse modale expérimentale par excitation acoustique », CANCAM99, 17ème
congrès Canadien de Mécanique Appliquée, Hamilton.
Laville, F., Thomas,
M. et Beauchamp, Y, oct. 1998 « Réduction du bruit occasionné par les
opérations d'ébarbage de pièces d'aluminium coulées » Colloque de la CSST,
Québec.
Lafleur, F., Thomas, M. et Laville, F. 1998 «
Modal Analysis of Electronic Circuits Using Acoustical Sources : Methods,
Results and Use », 4th AST Accelerated Stress Testing workshop, IEEE CPMT
components, Packaging and Manufacturing Technology Society, Pasadena.
Lafleur, F., Thomas, M. et Laville, F., 1998 «
Analyse modale de circuits électroniques à l’aide de sources acoustiques :
méthode, résultats et utilisation », 66ème congrès ACFAS.
- articles dans des comptes rendus de
conférences avec comité de lecture
Brun-Berthet, Joris et Laville, F., sept 2000 «
Validation d’une méthode de plans d’expérience appliquée au choix des
modèles acoustiques » Semaine canadienne d’acoustique 2000, Sherbrooke,
cahier des actes, pp 138-139.
Brun-Berthet, J., Laville, F. et Dedieu, S.
octobre 1999, « L’utilisation de plans d’expérience pour choisir la
modélisation acoustique d’un téléphone mains-libres » Cahier des actes de
la Semaine de l’acoustique canadienne, pp 102-103, Vancouver.
Laville, F., Thomas,
M. et Dessureault, P. avril 1999, « Réduction du bruit de rivetage » Actes du
21e Congrès de l'AQHSST, pp 287-294, Montréal
Laville, F., Thomas, M. et Beauchamp, Y., mai
1998, « Réduction du bruit occasionné par les opérations d'ébarbage de
pièces d'aluminium coulées », Actes du 20e congrés de l’AQHSST pp 209-219,
Laval. Bourse de l’innovation 3M Canada
décernée à cette communication.
Thomas, M., Laville, F., Beauchamp, Y. et Simard,
F. 1997, « An experimental design for reducing riveting noise » Proceedings of
the 22nd International Conference on Computers and Industrial Engineering, pp
435-438, Cairo (Egypt).
Trocazz, P., Woodcock, R., et Laville, F., 1995.
«Rayonnement acoustique produit lors du choc inélastique entre une sphère et
une plaque mince rectangulaire» Semaine canadienne d’acoustique 1995,
Québec, cahier des actes, pp 87-88.
- publications gouvernementales
Laville, F., Thomas,
M. et Beauchamp, Y., décembre 1997, « Atténuation du bruit occasionné par
les opérations d’ébarbage de pièces d’aluminium coulées », Publication
de l’IRSST no R-177, 33 pages
Dessureault, P.C., Laville, F. et Thomas, M.,
juillet 1996 « Validation de technologies de réduction de bruit de rivetage
», CANADAIR-IRSST, Rapport #95-218, 35 pages.
Contributions sans comité de lecture
- articles
« Usinage et finition des pièces métalliques - Une
solution pour réduire le bruit » 1998. Prévention au travail, vol 11, no 3,
pp. 19-21.
Contributions à des activités de recherche et
développement pertinentes pour l’industrie
« Modélisation acoustique d’un téléphone
mains-libres » avec la compagnie MITEL. Ce projet, initié en septembre
1997, a fait l’objet en août 98 de l’octroi d’une subvention RDC du CRSNG.
Au-delà des résultats scientifiques(voir 1.4), les résultats qui apparaissent
près de la fin de ce projet sont la compréhension de plusieurs phénomènes
observés utilisable pour améliorer les téléphones et l’obtention d’un
outil de conception acoustique d’un boîtier téléphonique permettant une
amélioration marquée de la qualité acoustique.
« Développement d’un vibrateur acoustique pour
précipiter les défauts latents des circuits électroniques » avec le CRIQ.
Ce projet commencé en 1996 en collaboration avec le CRIQ (Centre de recherche
industrielle du Québec). Je suis chargé de la partie acoustique du projet
tandis que mon collègue Marc Thomas est chargé de la partie vibration et nous
co-supervisons François Lafleur, étudiant au doctorat et employé du CRIQ,
dans le développement d’une méthode ESS (Environmental Stress Screening) des
circuits électroniques basée sur une excitation par une source sonore. L’appareillage
développé a fait l’objet d’un brevet déposé en 1999 et publié en 2001
[2.31] et qui devrait se concrétiser sous peu par une réalisation
industrielle. La technologie acoustique développée étant moins coûteuse que
les approches classiques, l’ESS devrait ainsi devenir accessible à plus d’entreprises.
D’autre part, au cours de ce développement, une possibilité intéressante
est apparue d’effectuer une analyse modale acoustique du circuit
électronique, ce qui a fait l’objet d’un dépôt de brevet en 2001 [2.30].
« Développement d’outils d’intégration de l’acoustique
à la conception de systèmes mécaniques complexe » avec la compagnie
Bombardier, division produits récréatifs. Un diagnostic systématique des
sources de bruit sur une motoneige a été mené à partir de février 1997 et
suivi par la construction d’un banc d’essai de la chenille (une première
technologique) et finalement l’octroi de la subvention RDC du CRSNG en octobre
1998. Suite à l’arrêt de la contribution financière de la compagnie qui a
rencontré des difficultés économiques, le financement s’est arrêté en
deuxième année et le solde des fonds est présentement utilisé pour
poursuivre les activités à échelle réduite, l’emphase étant mise sur le
développement d’une modélisation de la dynamique du système d’entraînement
par chenille, un « système mécanique complexe ». Même à échelle réduite,
ce projet est un bel exemple de l’intégration de l’acoustique à la
conception mécanique intégrant banc d’essai, techniques de mesure et
modélisation.
« Conception de bouchons d’oreille intelligents
» en collaboration avec SONOMAX. La compagnie SONOMAX située à Montréal vise
à résoudre les obstacles à une protection individuelle adéquate des
personnes exposées au bruit en développant des bouchons d’oreille ajustés
à l’oreille en quelques minutes, confortables et permettant une perception de
la parole et des signaux d’alarme. Ce projet a été initié à l’automne 99
et s’est concrétisé par le recrutement d’un étudiant au doctorat en
janvier 2000 et l’obtention d’une bourse de l’IRSST et le dépôt d’un
brevet en décembre 2000 [2.32].
Communications
sur invitation avec compte rendu
-
Troccaz, P., Woodcock, R. et Laville, F. 1995, "Rayonnement acoustique produit lors du choc
inélastique entre une sphère et une plaque mince rectangulaire", Congrès annuel de
l'Association Canadienne d'Acoustique, Québec.
- Laville, F.,
Trentin, D., 1993, "Impact noise modeling", NOISE-93, St Petersbourg.
- Laville, F.,
Nicolas, J., 1993, "The standardization of sound power determination using sound
intensity measurements: an analysis based on a computer simulation", 125th A.S.A.
meeting, Ottawa.
- Laville, F.,
Trentin, D., 1992, "Impact noise modeling with application to noise control at the
source in the case of a plastic granulator", Inter-Noise 92, Toronto.
Communications
avec compte rendu
- Laville, F.,
Thomas, M. et Beauchamp, Y. 1998, "Réduction du bruit occasionné par les
opérations d'ébarbage de pièces d'aluminium coulées", sera présentée en mai
1998 au congrès de l'AQHSST à Laval.
- Thomas, M., Laville,
F., Beauchamp, Y. et Simard, F. 1997, " An experimental design for reducing
riveting noise " 22nd International Conference on Computers and
Industrial Engineering, Cairo (Egypt).
- Lessard, N.,
Charron, F., Laville, F. 1994, "Application des plans d'expérience à la
conception acoustique", Colloque ACFAS no.202, Montréal.
- Lessard, N., Laville,
F. et Charron, F., 1993, "An acoustic design method for light weight structures
supporting a vibrating source", Congrès annuel de l'Association Canadienne
d'Acoustique, Toronto.
- Lessard, N., Laville,
F. et Charron, F., 1993, "Vibroacoustical design for the connecting structure
between a vibrating source and a lightweight envelopping structure", 125th ASA
meeting, Ottawa.
- Panneton, R., Laville,
F. et Berry, A., 1993, "Vibrations and acoustic radiation of a simply supported
cylindrical shell under circumferentially moving loads: Modeling and experiments",
125th ASA meeting, Ottawa.
- Panneton, R.,
Berry, A., Laville, F., 1992, "Vibrations and sound radiation of a cylindrical
shell under a circumferentially moving force", Congrès annuel de l'Association
Canadienne d'Acoustique, Vancouver.
- Nicolas, J., Berry,
A., Trentin, D., Laville, F., 1991, "Simulation of the acoustic radiation
emitted by vibrating structures", Congrès annuel de l'Association Canadienne
d'Acoustique, Edmonton, 1991.
- Berry, A., Laville,
F., Nicolas, J., Stredulinsky, D., 1991, "Vibration and sound radiation of a
double-plate system", Congrès annuel de l'Association Canadienne d'Acoustique,
Edmonton, 1991.
- Trentin, D., Laville,
F., 1991, "Vibro-acoustic behavior of a plane radiator in the case of impact
excitation", Contrès annuel de l'Association Canadienne d'Acoustique, Edmonton.
- Laville, F.,
mai 1991, "La véritable réduction du bruit à la source: le point sur les nouvelles
connaissances scientifiques", 13e Congrès A.H.I.Q.
- Trentin, D., Laville,
F., mai 1991, "Une nouvelle approche pour la réduction du bruit émis par les
broyeurs de plastique", 13e Congrès A.H.I.Q.
- Berry, A., Laville,
F., Nicolas, J., mars 1991, "Vibration et rayonnement acoustique d'un système
double-plaque", Congrès CETIM Senlis.
Communications
sans compte-rendu
- Goudreault, Y. et Laville, F.
1994, "An experience with the use of cooperative learning in engineering
education" Congrès commun ASEE et C2E2. Edmonton.
Rapports techniques
-
Brun-Berthet,
J., Laville, F., août 1999, « Mesurement of sound absorption
coefficiients of materials used in aircraft cabin finishing », Bombardier
Completion center Inc.
- Laville, F., mars 1996 « Diagnostic des sources de bruit sur une
chenille de motoneige - Résultats de la première série d’essais », Rapport
d’essai pour Soucy International.
- Laville, F., 1996 « Étude comparative d’une structure résine-fibre
de verre avec et sans barrière flexible pour performances acoustiques »,
Rapport d’essai pour Camoplast Inc.
- Laville, F., 1995 « Principales conclusions des mesures acoustiques
sur les scies circulaires pneumatiques utilisées dans l’établissement
Jeanneau Canada », Rapport pour Jeanneau Canada.
Ouvrage collectif
- Thomas, M., Laville,
F., "Techniques de conception vibratoires et acoustiques", rédacteur, actes
du colloque ACFAS no.202, Montréal, mai 1994.
- Laville, F.,
rédacteur, actes de "La semaine de l'Acoustique Canadienne 1990"
Mémoires de maîtrise
- Seers, P., 2000, «
Conception d’une motoneige environnementale »
- Simard, F., 1997, « Étude vibratoire et acoustique d’un procédé de
rivetage pneumatique ».
- Deshaies, M., 1996, « Développement des moyens de réduction du bruit
lors de l’opération de rivetage dans l’industrie aéronautique », Rapport
de projet de la maîtrise ing. de Polytechnique.
Brevet
d'invention
Lafleur, F. Laville F. Thomas, M.: 2001 « Méthode d’analyse modale
utilisant l’excitation acoustique » Demande de brevet déposée en juin 2001
au Canada et aux États-Unis. (voir 2.27)
Lafleur, F. Laville F. Thomas M. Aubé J. 2001 « Vibration testing
apparatus and method using acoustical waves ». Brevet international No.WO
01/01103 A1. publié le 4 jan 2001. (voir 2.27)
Voix, Jérémie, et Laville, F. 2000 « Method and apparatus for
determining in situ the acoustic seal provided by an in-ear device » demande de
brevet déposée aux États-Unis (voir 2.29).
Laville, F., Benoît, R. et Piaud, J.-B., 1995, « Vibration
attenuator mounting means », brevet canadien no.2056946. Le bruit émis par
les unités de ventilation est réduit par un montage plus simple et moins
coûteux que l'approche courante d'isolation antivibratoire par suspension
souple. VENMAR utilise ce brevet pour ses ventilateurs récupérateurs de
chaleur silencieux.
3.
Contributions à la formation de personnel hautement qualifié
Stagiaire de recherche
(1er cycle)
17 personnes ont effectué un stage de
recherche de 4 mois, 5mois, 8 mois ou un an
sous ma direction entre 1995 et 2001, et une personne est en cours de
stage présentement.
Stagiaire
de recherche (2ème cycle)
|
Nom,
années, (lieu, dir/co-dir).
|
Titre
du projet
|
Poste
actuel
|
|
Troccaz,
P., 1994-1996
(ÉTS,
directeur de recherche)
|
« Phénomène
de rayonent acoustique dans le cas d'un impact non-linéaire ».
|
Ingénieur
de développement Dassault-Systèmes, France
|
Maîtrises
|
Langlois,
D. avril 2002 - (prévu - présent : ass. rech depuis jan 02)
|
|
en
cours
|
|
Pignal,
G. jan 2001 -
(ÉTS,
co-directeur de recherche)
|
|
en cours
|
|
Nom,
années, (lieu, dir/co-dir).
|
Titre
du projet
|
Poste
actuel
|
|
Seers,
P. sept 1999 -août 2000 (ÉTS,
co-directeur de recherche)
|
|
Étudiant
au doctorat University of Texas
|
|
Deshaies,
M. jan-août 1996
(Polytechnique, co-directeur de recherche)
|
|
Ingénieur-conseil
en acoustique. Décibel consultants.
Montréal
|
|
Simard,
F. 1994-1996
(ÉTS,
co-directeur de recherche)
|
Intégration
de l'acoustique et des vibrations dans la conception d'un marteau
riveteur
|
Ingénieur
de conception
Velan
(Div PDK), Pointe Claire
|
|
Lessard,
F. 1992-1994, (Université de
Sherbrooke, co-directeur de recherche)
|
Application
des techniques de plan d’expérience et d’analyse de sensibilité pour
la conception acoustique
|
Ingénieur
de conception
Bombardier
– transport,
St
Bruno
|
Doctorats
|
Voix,
J., Jan 2000
(ÉTS,
dir. de recherche)
|
« Conception
de bouchons d’oreille intelligents » en collaboration avec SONOMAX
|
en
cours
|
|
Brun-Berthet,
J., sept 1997-
(ÉTS,
directeur de recherche)
|
«Modélisation
acoustique d’un téléphone main libre» en collaboration avec MITEL
|
|
|
Lefebvre,
L., jan 1997 -
(ÉTS,
directeur de recherche)
|
«Développement
d’un système de diagnostic automatisé des sources sonores sur une
motoneige» avec BOMBARDIER Produits récréatifs
|
en
cours
|
|
Lafleur,
F., jan 1996 -
(ÉTS, co-directeur de recherche)
|
«Développement
d’un vibrateur ESS (Environmental Stress Screening) utilisant une source
sonore» en collaboration avec le CRIQ
|
en
cours
|
Stagiaires
post-doctoraux
|
Mohamed,
O A, jan 02 -
|
Modélisation
du phénomène d’amortissement dans les assemblages
|
en
cours
|
|
Larbi,
N, août 00 -
|
Développement
d’outils d’intégration de l’acoustique à la conception de
systèmes mécaniques complexe
|
en
cours
|
|
Smail,
M., mai 00 - déc 00
|
Modélisation
acoustique numérique d’un téléphone mains-libres
|
ingénieur
chez BAE-SYSTEMS
|
|
Dedieu,
S., jan 1998 – mai 99
(ÉTS,
directeur de recherche)
|
Modélisation
acoustique numérique d’un téléphone mains-libres
|
Acoustic
Designer
MITEL
Corporation, Ottawa
|
|
Woodcock,
R., 1994-95
(ÉTS,
directeur de recherche)
|
Modélisation
vibro-acoustique du phénomène d'impact
|
Chercheur
assoc., acoustique
Concordia
University
|
|
Sassi,
S., 1994-95
(ÉTS,
co-dir. de recherche)
|
Étude
des capacités d'amortissement de structure des fluides
électrorhéologiques
|
Professeur,
dynamique et vibration, INSAT, Tunisie
|
4.
Autres preuves de contributions et d’incidence
o
Élu au Comité de direction de l'Association
Canadienne d'Acoustique en 1991 pour un mandat de 4 ans. (1991-1995)
o
Arbitrage
d'articles pour l'Acoustique Canadienne, Noise Control Engineering Journal,
Applied Acoustics, Journal of the Acoustical Society of America et Journal of
Sound and Vibration
o
Organisation et présidence d’une session sur le
contrôle du bruit dans le cadre de la semaine de l’acoustique canadienne en
octobre 1995
o
Organisation d’un séminaire en acoustique
donné par le Dr Per V. Brüel à Montréal
en janvier 99
o
Participation à un reportage télévisé sur les
activités acoustiques à l’ÉTS par TQS qui l’a diffusé dans le cadre du
petit journal en avril 99
o
Organisation d’une session intitulée
« Smart hearing protectors » à INTER-NOISE 2002.
.
Listes des plus importantes contributions à la recherche