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PROCEDE DE FABRICATION D'UN META-MATERIAU ACOUSTIQUE
ET META-MATERIAU ACOUSTIQUE OBTENU PAR CE PROCEDE
Arrière-plan de l'invention
La présente invention concerne le domaine des méta-matériaux
acoustiques, et plus particulièrement celui de leur fabrication.
Les absorbeurs acoustiques ont un large éventail d'applications. Parmi
celles-ci, on compte notamment l'aéronautique, où des tels éléments sont
utilisés pour absorber au moins partiellement le bruit généré par les moteurs
d'aviation et ainsi réduire sa transmission à l'environnement extérieur. Parmi
les moteurs d'aviation les plus courants on compte les turboréacteurs à double
flux (en anglais : turbofan ). Un turboréacteur à double flux comprend une
soufflante et un générateur de gaz incorporant au moins un compresseur, une
chambre de combustion, une turbine et une tuyère. Le bruit total produit par
un tel turboréacteur à double flux peut donc comprendre le bruit de jet, de
combustion, de soufflante, de compresseur et de turbine. Cependant, le bruit
le plus dominant est généralement celui émis par la soufflante, qui peut
s'étendre sur une large bande de fréquences, comme illustré sur la Fig. 10,
avec des composantes tonales correspondant aux fréquences de passage des
pales de la soufflante. Afin d'augmenter le rendement énergétique des
turboréacteurs à double flux, la tendance générale est d'augmenter leur taux
de dilution, c'est-à-dire, la proportion du débit d'air impulsé par la
soufflante
par rapport à celui utilisé pour la combustion dans le générateur de gaz, et
donc le diamètre de la soufflante. En conséquence, les soufflantes des
dernières générations de turboréacteurs à double flux ont tendance à tourner
plus lentement, et donc à émettre du bruit à de plus basses fréquences.
Afin de réduire le bruit émis par les moteurs d'aviation, il est donc courant
de recouvrir certaines zones, telles que les nacelles contenant ces moteurs,
d'absorbeurs acoustiques tels que des panneaux sandwich à nid d'abeille.
Dans ce type d'absorbeurs acoustiques, chaque cellule du nid d'abeille peut
fonctionner comme un résonateur de Helmholtz pour atténuer le bruit.
Toutefois, la plage fréquentielle d'atténuation acoustique de tels absorbeurs
est limitée et, pour être efficace aux basses fréquences, ils doivent être
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particulièrement volumineux, ce qui est d'autant plus pénalisant que la
surface
à recouvrir peut être très grande pour les turboréacteurs à double flux et
très
haut taux de dilution.
Comme alternative aux panneaux sandwich à nid d'abeille, il a donc été
proposé d'utiliser des matériaux poreux, dont les pores individuels agissent
comme des résonateurs de Helmholtz. Toutefois, la plupart des matériaux
poreux disponibles ont une trop faible résistance mécanique, tandis que les
plus résistants, comme par exemple le matériau métallique divulgué dans US
7,963,364 B2, sont excessivement lourds. En outre, ils ne fournissent une
atténuation importante qu'aux fréquences de résonance et ne permettent pas
d'absorber le bruit sur une large plage de fréquences.
L'utilisation de la fabrication additive a été proposée par Z. Liu, J. Zhan,
M. Fard, et J. L. Davy dans Acoustic properties of a porous polycarbonate
material produced by additive manufacturing , Materials Letters, vol. 181,
pp.
296-299, (oct. 2016) pour produire des absorbeurs acoustiques comportant
des microcanaux. Ces absorbeurs acoustiques n'ont toutefois aussi qu'une
plage de fréquences d'absorption assez étroite.
Il a également été proposé, par exemple par Qian, Y. 3., Kong, D. Y., Liu,
S. M., Sun, S. M., 8( Zhao, Z., dans Investigation on micro-perforated panel
absorber with ultra-micro perforations. , Applied Acoustics, 74(7), pp ; 931-
935 (2013), d'utiliser des panneaux micro-perforés en tant qu'absorbants
acoustiques. Afin d'en élargir la plage de fréquences d'absorption acoustique,
Liu, Z., Zhan, 3., Fard, M., 8( Davy, 3., dans Acoustic properties of
multilayer
sound absorbers with a 3D printed micro-perforated panel. Applied
Acoustics, 121, pp. 25-32 (2017), et Yang, W., Bai, X., Zhu, W., Kiran, R.,
An,
3., Chua, C. K., 8( Zhou, K. dans 3D Printing of Polymeric Multi-Layer Micro-
Perforated Panels for Tunable Wideband Sound Absorption . Polymers,
12(2), p. 360 (2020) ont proposé aussi de superposer plusieurs de ces
panneaux et de les produire par fabrication additive. Toutefois, ces
absorbants
acoustiques relativement fragiles semblent difficilement applicables dans des
environnements dans lesquels ils seraient soumis à abrasion ou autres
contraintes mécaniques, comme notamment les nacelles de moteurs
d'aviation.
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Des méta-matériaux acoustiques avec plusieurs couches superposées
dans le sens de l'épaisseur, produits par fabrication additive, a été proposés
dans la publication de demande de brevet français FR 1 761 722, ainsi que
par Guild, M. D., Rohde, C., Rothko, M. C., 8( Sieck, C. F. dans 3D printed
acoustic metamaterial sound absorbers using functionally-graded sonic
crystals , Proceedings of Euronoise (2018). On peut comprendre par méta-
matériau acoustique un milieu structuré de manière périodique dont les unités
constituantes périodiquement répétées affectent de manière collective le
passage d'ondes acoustiques. Dans le cas des méta-matériaux susmentionnés,
chaque couche superposée peut présenter un treillis avec une périodicité
différente, de manière à élargir sa plage de fréquences fréquentielle
d'atténuation.
Objet et résumé de l'invention
La présente divulgation vise à remédier à ces inconvénients, en
proposant, dans un premier aspect, un procédé de fabrication d'un méta-
matériau acoustique combinant un haut niveau d'absorption acoustique avec
une bonne tenue mécanique, y compris à l'abrasion. Dans une première étape
de fabrication additive de ce procédé de fabrication d'un méta-matériau
acoustique, un moule peut être produit par dépôt d'une pluralité de strates
empilés pouvant comprendre chacun une pluralité de cellules périodiquement
répétées, séparées par des parois, les cellules de la pluralité de strates
empilés
pouvant être alignées de manière à former des canaux. Dans une deuxième
étape du procédé, les canaux peuvent être remplis avec un matériau fluide,
qui peut ensuite être solidifié avant l'élimination du moule.
Avec ce procédé, il est possible de produire un méta-matériau
comprenant un arrangement périodique hautement dense de colonnes
pouvant offrir une absorption et/ou impédance acoustiques optimales sur une
large bande de fréquences, avec des absorptions maximales au moins à
certaines basses fréquences comme celles dominantes dans le spectre
d'émission des soufflantes de turboréacteur à double flux à haut et très haut
taux de dilution.
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Les cellules creuses peuvent notamment avoir un rayon hydraulique
entre 5 et 300 pm, de manière à obtenir des colonnes de largeur
correspondante dans le méta-matériau acoustique, tandis que les parois
peuvent avoir une largeur minimale d'entre 2 pm et 600 pm pour obtenir ainsi
un écart latéral correspondant entre les colonnes. Avec ces dimensions, il est
possible d'obtenir des cristaux soniques d'absorption et impédance acoustique
optimales sur des larges plages fréquentielles comprenant les fréquences
dominantes dans le spectre d'émission des soufflantes de turboréacteur à
double flux à haut et très haut taux de dilution.
Les canaux peuvent avoir une longueur d'entre 1 et 150 mm, de manière
à obtenir des colonnes de hauteur correspondante. Ainsi, le méta-matériau
acoustique obtenu par ce procédé pourra avoir une épaisseur à peine
supérieure à cette longueur, facilitant ainsi son intégration, notamment dans
et autour d'un moteur d'aviation.
Les cellules peuvent être sensiblement polygonales, rondes ou ovales,
de manière à obtenir des colonnes de section transversale équivalente dans le
méta-matériau acoustique résultant. Par sensiblement polygonale , on
entend que les angles de la section transversale peuvent être arrondis en
conséquence des contraintes de fabrication. La section transversale peut
toutefois aussi être sensiblement ronde ou ovale. Par sensiblement ronde
ou ovale on entend que le contour de la section transversale peut aussi
présenter des méplats à cause aussi des contraintes de fabrication. Il est
également envisageable de combiner des cellules de différente forme dans un
même moule, voire dans le même strate du moule.
Par ailleurs, une forme et/ou taille de cellules de différentes strates,
parmi les strates empilés, peuvent être différentes, de manière à faire varier
la section transversale des canaux, et donc des colonnes, sur leur longueur,
afin notamment d'optimiser la réponse acoustique du méta-matériau
acoustique à plusieurs bandes de fréquence.
Le moule peut comprendre aussi un ou plusieurs conduits latéraux entre
les canaux, de manière à former, lors de leur remplissage avec le matériau
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fluide et la solidification de ce dernier, des entretoises et autres renforts
latéraux entre les colonnes du méta-matériau acoustique.
Afin de faciliter l'étape d'élimination du moule, celui-ci peut être en
matériau hydrosoluble comprenant, par exemple, un alcool polyvinylique
(PVA), un copolymère de butanediol et alcool vinylique (BVOH), ou un acide
polylactique (PLA). L'étape d'élimination du moule peut alors s'effectuer par
lessivage, notamment par lessivage dans un bain à ultrasons.
Afin de permettre la fabrication de structures suffisamment fines, la
fabrication additive du moule peut être effectuée par dépôt d'un fil de
matériau
extrudé, et notamment par un procédé de dépôt de fil fondu. Le matériau
utilisé pour fabriquer le moule peut donc comprendre un polymère
thermoplastique, mais une résine thermodurcissable est également
envisageable.
Le matériau fluide utilisé dans l'étape de remplissage du moule peut
comprendre une résine, telle que par exemple une résine époxyde, et l'étape
de solidification du matériau du moule comprendre alors une polymérisation
de la résine. Cette polymérisation peut être activée et/ou accélérée
thermiquement, quoique d'autres moyens d'activation, par exemple par
ultraviolets, sont également envisageables. Par ailleurs, il est également
envisageable d'utiliser plutôt un polymère thermoplastique en fusion comme
matériau fluide dans l'étape de remplissage.
Afin de renforcer mécaniquement le méta-matériau acoustique résultant,
le matériau fluide peut comprendre des particules solides en suspension,
telles
que notamment des microbilles ou nanoparticules en silice, ou des fibres, et
notamment des fibres de carbone.
Un deuxième aspect de cette divulgation se rapporte au méta-matériau
acoustique fabriqué par le procédé de fabrication susmentionné et comportant
une pluralité de colonnes s'étendant à partir d'une base commune.
Finalement, un troisième aspect de cette divulgation concerne une
turbomachine, en particulier un moteur à turbine à gaz tel qu'un turboréacteur
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à double flux, comportant le méta-matériau acoustique susmentionné. En
particulier, dans un turboréacteur à double flux, le méta-matériau acoustique
pourrait être intégré dans une virole externe de soufflante et/ou dans un
carter
de générateur de gaz.
Brève description des dessins
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la
lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation
représentés
à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins
annexés
sur lesquels :
¨ la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un turboréacteur à
double flux,
¨ la figure 2 est une vue en perspective d'un méta-matériau acoustique
apte à être utilisé comme absorbeur acoustique dans le turboréacteur
à double flux de la figure 1,
¨ les figures 3A à 3G sont des vues en coupe transversale, suivant le
plan III-III, de différentes formes alternatives envisageables des
colonnes du méta-matériau de la figure 2,
¨ la figure 4 est un graphique illustrant le coefficient d'absorption
acoustique en fonction de la fréquence, pour plusieurs méta-
matériaux acoustiques avec des canaux ayant des différentes formes
et largeurs,
¨ la figure 5 est une vue en coupe en épaisseur d'un mode de réalisation
alternatif du méta-matériau acoustique, avec des colonnes de
différentes largeurs sur des différentes couches différents du méta-
matériau acoustique,
¨ la figure 6 est une vue en coupe en épaisseur d'un autre mode de
réalisation alternatif du méta-matériau acoustique, avec des
entretoises reliant latéralement les colonnes du méta-matériau
acoustique,
¨ la figure 7 illustre schématiquement un dispositif de mise en oeuvre
d'une étape de fabrication additive d'un moule du méta-matériau
acoustique,
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¨ les figures 8A et 88 illustrent deux tracés alternatifs de dépôt de
matériau pour la fabrication d'un strate du moule du méta-matériau
acoustique,
¨ la figure 9 illustre une étape de remplissage du moule du méta-
matériau acoustique, et
¨ la figure 10 est un graphique illustrant l'intensité du bruit émis par un
turboréacteur à double flux en fonction de la fréquence.
Description détaillée de l'invention
La figure 1 illustre de manière schématique un turboréacteur 1 à double
flux. Dans le sens de l'écoulement du fluide, ce turboréacteur 1 à double flux
peut comprendre une soufflante 2, un compresseur basse pression 3, un
compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, une turbine
haute pression 6, une turbine basse pression 7 et une tuyère 8. L'ensemble
peut être entouré par une nacelle 9. Les compresseurs 3,4, la chambre de
combustion 5 et les turbines 6, 7 forment ensemble le générateur de gaz 10,
qui peut être lui-même entouré par un carénage 11 aboutissant dans la tuyère
8. Ainsi, une veine d'air 12 de la soufflante 2 peut être définie entre le
carénage 11 du générateur de gaz 10 et une paroi interne 13 de la nacelle 9.
La turbine haute pression 6 peut être reliée au compresseur haute pression 4
par un premier arbre rotatif 14 pour l'entraînement de cette dernière, tandis
que la turbine basse pression 7 peut être reliée à la soufflante 2 et au
compresseur basse pression 3 par un deuxième arbre rotatif 15 coaxial au
premier arbre rotatif 14, de manière analogue. Dans le contexte des moteurs
à haut et très haut taux de dilution, un réducteur 16 peut être interposé
mécaniquement entre le deuxième arbre rotatif 15 et la soufflante 2, afin de
réduire la vitesse de rotation de la soufflante 2 et empêcher que les bouts de
pales de la soufflante 2 atteignent des vitesses excessives.
Chacun de ces éléments du turboréacteur 1 à double flux peut générer
du bruit, mais le bruit généré par la soufflante 2 est généralement dominant.
En outre, dans les moteurs à haut et très haut taux de dilution, et en
particulier
dans ceux équipés d'un réducteur 16, une grande partie du bruit de la
soufflante 2 peut être concentré dans des basses fréquences, comme illustré
sur la figure 10, montrant le niveau de pression acoustique (SPL) en fonction
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de la fréquence f. Afin d'absorber au moins une partie du bruit de la
soufflante
2, des absorbeurs de bruit 17 peuvent être intégrés dans la paroi interne 13
de la nacelle 9, notamment en amont et en aval des pales de la soufflante 2.
Comme illustré, il est cependant aussi envisageable d'intégrer des absorbeurs
de bruit 17 dans le carénage 11 du générateur de gaz 10, voire même dans
le carter de ce dernier.
Typiquement, les absorbeurs de bruit 17 sont formés par des panneaux
sandwich à nid d'abeille. Toutefois, dans les moteurs à haut, voire très haut
taux de dilution, ces panneaux peuvent représenter une pénalité importante
en termes de masse et d'encombrement. En outre, il peut être difficile de les
disposer directement en regard des bouts de pales de la soufflante, là où
l'émission de bruit peut pourtant être la plus intense, puisque la paroi
interne
13 de la nacelle 9 comprend typiquement un matériau abradable 18 à cet
endroit, afin d'absorber le frottement occasionnel des bouts des pales de la
soufflante 2 dû à leurs déformations transitoires.
Les figures 2 à 6 illustrent des absorbeurs de bruit formé par des méta-
matériaux acoustiques 100 pouvant remplacer de manière effective les
absorbeurs de bruit 17 à panneaux sandwich à nid d'abeille, avec un moindre
poids et encombrement, et même être disposés directement en regard des
pales de la soufflante 2 en tant que matériaux abradables 18.
Comme illustré sur la figure 2, ce méta-matériau acoustique 100 peut
comporter une pluralité de colonnes 101 arrangées périodiquement et
s'étendant depuis une base 103 commune jusqu'à une face exposée 102 du
méta-matériau 100. Les colonnes 101 peuvent être séparées entre elles par
des interstices 104. Chaque colonne 101 peut avoir une hauteur totale H de,
par exemple, entre 1 et 150 mm.
Comme illustré sur les figures 2 et 3A, en coupe transversale, chaque
colonne 101 peut présenter un contour sensiblement carré. Toutefois, d'autres
formes sensiblement polygonales, comme par exemple des formes
sensiblement rectangulaires, en losange, triangulaires, ou hexagonales sont
également envisageables, comme illustré respectivement sur les figures 3B,
3C, 3D et 3E. Des formes non-polygonales, comme par exemple des formes
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sensiblement rondes ou ovales, sont également envisageables, comme illustré
respectivement sur les figures 3F et 3G.
Un rayon hydraulique ri, de la section transversale de chaque colonne
101 peut être défini suivant la formule rh=2A/P, où A et P représentent,
respectivement, l'aire et le périmètre de la section transversale de la
colonne
101. Indépendamment de sa forme, la section transversale de chaque colonne
101 peut avoir un rayon hydraulique rh de, par exemple, entre 5 pm et 300
pm, ce qui, pour des colonnes 101 à section carrée ou ronde, correspond à
une largeur W entre 10 pm et 600 pm, quoiqu'un coefficient de forme peut
être appliqué pour prendre en compte les effets de bord des colonnes de
sections transversales de différente forme. Les colonnes 101 peuvent avoir un
espacement périodique S entre colonnes 101 adjacentes de par exemple entre
2 pm et 600 pm. Comme illustré sur le graphique de la figure 4, les dimensions
dans ces intervalles permettent un coefficient d'absorption a [ALPHA]
particulièrement élevé pour des fréquences f entre 200 et 10000 Hz,
fréquences typiquement dominantes dans le bruit d'un turboréacteur à double
flux à haut ou très haut taux de dilution.
Dans la figure 4, la courbe 401 illustre le coefficient d'absorption a
[ALPHA] en fonction de la fréquence pour un méta-matériau 100 comportant
des colonnes 101 de 30 mm de hauteur, avec une section transversale carrée
ayant une largeur W de 130 pm, et un espacement périodique S de 100 pm,
tandis que la courbe 402 illustre celui pour un méta-matériau 100 comportant
des colonnes 101 de section transversale carrée et même hauteur, mais une
largeur W de 1,15 mm et un espacement périodique de 200 pm. On peut y
apprécier que, bien que le coefficient d'absorption maximal soit proche de 1
et corresponde à une fréquence f entre 2500 et 3000 Hz dans les deux cas,
dans la courbe 401 le coefficient d'absorption a [ALPHA] reste élevé sur une
bien plus large plage fréquentielle que dans la courbe 402.
Il est possible de combiner des colonnes 101 avec des sections
transversales de formes et dimensions différentes dans un même méta-
matériau 100, voire même d'avoir des formes et dimensions différentes (par
exemple des largeurs maximales différentes) à des différentes hauteurs h à
partir de la base afin d'adapter le méta-matériau acoustique 100 à
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l'atténuation de plusieurs fréquences acoustiques différentes, comme illustré
sur la figure 5. Il est même envisageable d'y inclure des couches aux
fonctionnalités différentes que l'absorption acoustique, et ne comprenant donc
pas des colonnes régulièrement espacées ou présentant les dimensions
susmentionnées. Par ailleurs, afin de renforcer latéralement les colonnes 101,
des colonnes 101 adjacentes peuvent être localement reliées par des
entretoises 105 formées de manière intégrale aux colonnes, comme illustré
sur la figure 6. La base 103 et les colonnes 101 du méta-matériau acoustique
100 peuvent être en polymère, par exemple en polyépoxyde.
Les propriétés acoustiques (p.ex. impédance et absorption) du méta-
matériau acoustique 100 peuvent être simulées avec la méthode de matrice
de transfert ou TMM (acronyme de l'anglais Transfer Matrix Method ).
Dans cette méthode, le nombre d'onde de fluide équivalent et l'impédance
caractéristique équivalente peuvent être calculés en utilisant le modèle semi-
phénoménologique de Johnson-Champoux-Allard-Lafarge (JCAL) décrivant les
effets dissipatifs visco-inertiels à l'intérieur d'un milieu poreux, à partir
de six
paramètres : porosité, tortuosité, longueur visqueuse et thermique et
perméabilité visqueuse et thermique, qui peuvent être simulés avec la
méthode asymptotique multi-échelles ou MAM (acronyme de l'anglais
Multi-scale Asymptotic Method). Quand le méta-matériau acoustique 100
comporte plusieurs couches distinctes avec des colonnes de dimensions ou
espacements différents, le nombre d'onde de fluide équivalent, et l'impédance
caractéristique équivalente peuvent être calculés séparément pour chaque
couche.
A partir du modèle permettant de calculer les propriétés acoustiques du
méta-matériau 100, la forme, dimensions et espacement périodique des
colonnes 101 du méta-matériau acoustique 100 peuvent être définis en
fonction des plages de fréquence pour lesquelles on souhaite une impédance
et/ou absorption acoustiques optimales, en appliquant un algorithme
d'optimisation, tel que par exemple la méthode d'optimisation itérative de
Nelder-Mead à un modèle de Johnson-Champoux-Allard-Lafarge (JCAL)
décrivant les effets dissipatifs visco-inertiels à l'intérieur du milieu
poreux
formé par ce méta-matériau acoustique 100, A chaque itération de
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l'algorithme d'optimisation, ces paramètres dimensionnels du méta-matériau
acoustique 100 peuvent être ajustés pour répondre à d'autres contraintes.
Le méta-matériau acoustique 100 peut être produit par moulage. Dans
une première étape, un moule 210 peut être produit par un procédé de
fabrication additive basé sur l'extrusion de matière, comme par exemple le
procédé de dépôt de fil fondu utilisé pour des matières thermoplastiques. Ces
procédés, particulièrement adaptés à la fabrication de formes complexes avec
des parois fines, comprennent plusieurs étapes consécutives de dépôt de
matériau. Dans chacune de ces étapes, une tête extrudeuse 200 peut se
déplacer suivant un tracé 201 dans un plan transversal X-Y en déposant le
matériau 202, qui se solidifie ensuite de manière à former un strate 203. En
déplaçant ce plan transversal X-Y suivant une direction orthogonale Z après le
dépôt de chaque strate 203, il est possible d'empiler ces strates 203 pour
former le moule 210, comme illustré sur la figure 7. Chaque strate 203 peut
comporter une pluralité de cellules 204 périodiquement répétées, séparées
par des parois 205 formées par le dépôt du matériau 202, et les strates 203
déposées dans les étapes consécutives de dépôt de matériau peuvent être
empilées avec leurs cellules 204 respectives alignées, de manière à former des
canaux 206 avec des tailles, formes et espacements correspondant à ceux des
colonnes 101. Ainsi, la largeur maximale des canaux 206 peut être
sensiblement égale à la largeur maximale W des colonnes 101, l'épaisseur
minimale des parois 205 peut être sensiblement égale à l'espacement minimal
L entre les colonnes 101, et la longueur des canaux 206 peut être sensiblement
égale à la hauteur H des colonnes 101. Comme celles des colonnes 101, la
section transversale de chaque canal 206 dans le plan transversal X-Y peut
varier en fonction de la hauteur suivant la direction orthogonale. Le moule
210
peut également comprendre des conduits latéraux entre ces canaux 206 afin
de former les entretoises 105.
Quand le méta-matériau 100 doit comporter plusieurs couches, avec des
colonnes 101 dont la largeur W et/ou l'espacement L varie selon les couches,
afin d'éviter l'obstruction des canaux 206 correspondant à une couche par les
parois 205 des couches adjacentes, les canaux 206 des différentes couches
peuvent être alignés et le pas de maille, c'est-à-dire la somme de la largeur
W
et l'espacement L, correspondant à chaque couche être un multiple entier du
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pas de maille minimal parmi les différentes couches. En particulier, le pas de
maille de chaque couche peut être 2n fois le pas de maille minimal parmi les
différentes couches, où n est un nombre entier. Avec un espacement L
constant et une largeur minimale Wmin, la largeur W suivrait donc l'équation
W=(Wmin+L)n-L.
Afin d'éviter au moins partiellement l'entrecroisement du matériau
extrudé 202 lors du dépôt d'un strate 203, qui pourrait provoquer la formation
de pores entre les canaux 206, le tracé 201 peut être en zig-zag, comme
illustré sur la figure 8A. Pour éviter une accumulation de matière et la
formation de pores aux intersections entre les parois 104, un écart 0 peut
être
maintenu entre les angles 205 du tracé 201 à ces intersections.
Toutefois, il est également envisageable, pour une même forme des
cellules 204, d'avoir un tracé 201 avec des longs segments entrecroisés,
comme illustré sur la figure 8B.
Après avoir ainsi fabriqué le moule 210, dans une étape subséquente, un
matériau fluide 220 peut être introduit dans le moule 210, de manière à
remplir les canaux 206 et autres cavités du moule 210, comme illustré sur la
figure 9. Ce matériau fluide 220 peut être une résine thermodurcissable,
notamment une résine époxyde mélangée à un agent de réticulation, comme
celle formant le matériau abradable vendu par 3M sous la dénomination
Scotch-Weld EC-3524 B/A. Toutefois, il pourrait aussi être, par exemple, un
polymère thermoplastique, tel qu'une polyétherimide (PET) ou
polyetherethercétone (PEEK), en fusion. Afin de renforcer le méta-matériau
acoustique 100, notamment quand il est destiné à être disposé en regard de
pièces tournantes, et en particulier des pales tournantes d'une soufflante 2,
le
matériau fluide 220 peut aussi comprendre des particules solides en
suspension, par exemple des billes ou nanoparticules en silice ou des fibres,
par exemple en carbone, qui resteront noyées dans la masse après
solidification du matériau fluide 220. Le remplissage des cavités du moule 210
avec le matériau fluide 220 peut s'effectuer par simple gravité, ou être au
moins assisté par un gradient de pression.
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Une fois que le matériau fluide 220 remplit les cavités du moule 210, il
peut durcir à l'intérieur de ces cavités. Cette solidification peut être
thermiquement induite, ou au moins accélérée, dans une étape de cuisson,
notamment quand le matériau fluide 220 est une résine thermodurcissable.
Après que cette solidification ait formé le méta-matériau acoustique 100 dans
les cavités du moule 210, le moule 210 peut être éliminé de manière à en
libérer le méta-matériau acoustique 100. Pour cela, le matériau du moule 210
peut être un matériau hydrosoluble et notamment un polymère
thermoplastique hydrosoluble, tel que, par exemple, un alcool polyvinylique
(PVA), un copolymère de butanediol et alcool vinylique (BVOH), ou un acide
polylactique (PLA), et l'élimination du moule 210 peut être effectuée par
lessivage de ce matériau hydrosoluble, par exemple dans un bain à ultrasons,
éventuellement chauffé à une température de, par exemple, 60 à 80 C,
pendant 3 à 5 heures. Après que le méta-matériau acoustique 100 soit ainsi
libéré de son moule 210, il peut être séché, par exemple dans une étuve à
70 C pendant une heure.
Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des
exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes
modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans
sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les
revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents
modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de
réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins
doivent
être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
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