Ondes sonores et orientation angulaire en milieu fibreux

Résumé : L'orientation angulaire désigne un état des fibres pouvant être intentionnellement changé pour modifier les propriétés du matériau correspondant. Dans cette communication, nous identifions le tenseur d'orientation angulaire d'un matériau fibreux, constitué par l'agencement de fibres végétales et de fibres bi-composants utilisées comme liant, par images MEB. On reconstruit alors un volume élémentaire représentatif (VER) de la micro-géométrie aléatoire à partir des distributions d'orientations angulaires précédemment mesurées. Pour plusieurs tirages de VER reconstruits, les équations locales (équations de Stokes, écoulement potentiel, conduction thermique) sont ensuite résolues par la méthode des éléments finis pour identifier les coefficients du modèle macroscopique. Des mesures de perméabilité et au tube d'impédance réalisées sur les échantillons réels montrent que le modèle correspondant est un bon candidat pour simuler l'ensemble des propriétés de transport de matériaux fibreux désordonnés à partir de la connaissance des principales caractéristiques de la géométrie (diamètres et proportions de fibres, distributions angulaires, porosité). Il est aussi montré par simulations que les propriétés de transport, en particulier la perméabilité, sont très affectées et donc modulables par l'orientation angulaire des fibres, ce qui en fait un levier privilégié pour l'amélioration ultérieure de leurs propriétés acoustiques.