Application Du Concept Des Réseaux Acoustiques À Bondes Interdites Pour L'isolation Sismique D'un Site
Résumé: La propagation d’ondes dans des milieux hétérogènes, désordonnés ou périodiques, est un sujet très général qui se trouve au confluent de nombreuses disciplines de la physique. En particulier, les cristaux phononiques (réseaux périodiques), arrangement périodique de plusieurs matériaux. Ces derniers présentent en effet sous certaines conditions des bandes de fréquences interdites, bandes de fréquence dans lesquelles la propagation des ondes élastiques est interdite, dans certaines directions et gammes de fréquences, par le biais des réflexions de Bragg ou par le phénomène de résonance locale des éléments mis en réseau. Dès lors, plusieurs applications potentielles d’un tel matériau artificiel sont possibles, telles que l’isolation phonique, les structures anti-vibratoires, le filtrage et le traitement de signal acoustique. Le travail présenté a pour objectif l’application du concept de ces réseaux périodiques à bande interdite à l’aide de structures uni et bidimensionnelles de différentes compositions afin d’obtenir des bandes interdites dans la gamme des basses fréquences [0.1 à 20 Hz] (Chopra, 2005), en vue de l’intégration de ces concepts dans le génie parasismique à travers l’isolation sismique d’un site. Un bref rappel des fondamentaux sur les cristaux phononiques pour l’étude des structures de bandes est fait, avant de présenter leurs applications aux nano et microstructure et en particulier en génie sismique. Une étude numérique de deux réseaux périodiques (1D et 2D) constitués d’un arrangement ordonné de trois matériaux, une matrice en argile qui abrite des inclusions en acier enrobées de caoutchouc a été menée afin de mettre en évidence le potentiel de bloquer la propagation des ondes sismiques de surface dans la gamme des basses fréquences. Enfin une étude paramétrique a été effectuée sur la cellule élémentaire du réseau 2D en vue de déterminer les différents paramètres ayant une influence significative sur la bande de fréquence interdite, tel que les propriétés physique des matériaux utilisés et la configuration géométrique de la cellule.
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