Thèse - Interactions entre sources de bruit et traitements acoustiques dans les turboréacteurs F/H

Le développement d'ensembles propulsifs toujours plus performants amène Safran Aircraft Engines à s'intéresser à des architectures en rupture : dans le cadre du programme de développement technologique CFM RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines), des architectures comme l'Open Fan ou les turboréacteurs à nacelle courte sont étudiés en partenariat avec GE Aviation, avec comme objectif une réduction de la consommation de carburant et des émissions de CO2 par rapport aux moteurs actuels.
Dans ce cadre motivant et innovant, les émissions sonores sont parmi les paramètres dimensionnant des moteurs : ceux-ci deviennent plus courts mais avec un diamètre plus grand, et la vitesse de rotation de la soufflante est réduite. Ces évolutions impliquent une place moindre dédiée aux traitements acoustiques et un couplage plus fort entre ces traitements et les sources de bruit (principalement la soufflante). Les sources de bruit étant désormais très proches des traitements acoustiques, il est nécessaire de mieux comprendre le comportement d'un traitement acoustique lorsqu'une source se trouve à proximité. Des préoccupations similaires existent pour la prochaine génération de propulseurs sans carénage.


Les objectifs de cette thèse de 3 ans s'intègrent dans cette thématique : afin d'améliorer la compréhension du comportement couplé entre traitement acoustique et source sonore proche, le(la) doctorant(e) sera amené à :
(1) Étudier l'interaction entre le champ proche d'une source sonore dans un conduit et un traitement acoustique. Cela permettra de comprendre comment le champ proche (en particulier l'influence des ondes évanescentes) interagit avec un traitement acoustique, en fonction de différents paramètres (fréquence, position de la source, impédance acoustique). Un intérêt particulier sera porté au scattering se produisant au début et à la fin du traitement acoustique.
(2) Évaluer l'importance du champ proche de la source lors de l'optimisation des traitements acoustiques. Cela permettra de comprendre quand les effets du champ proche sont significatifs.
(3) Étudier l'effet du champ proche des sources sonores sur le rayonnement acoustique de l'entrée d'air.
(4) Examiner les liens entre la production de bruit et le champ acoustique proche du traitement acoustique sur des systèmes de propulsions spécifiques à Safran Aircraft Engines.

Ce travail sera essentiellement théorique et numérique ; des outils de simulation (en langage Python) seront utilisés et modifiés par le(la) doctorant(e) afin d'étudier diverses configurations et développer une meilleure compréhension de la diffusion et de l'atténuation des ondes sonores. Des géométries 2D et/ou cylindriques seront considérées, ainsi que des sources sonores en mouvement pour viser une meilleure représentativité. Il sera important de développer une bonne maîtrise des modèles de propagation du son avec écoulement et avec traitements acoustiques, ainsi que des modèles de sources de bruit de turbomachines. L'analyse des données CFD/CAA guidera également le développement de nouveaux modèles pour décrire des applications visées par Safran Aircraft Engines.

Ce sujet de recherche fait partie de la Chaire Industrielle ASTRAL financée par le Groupe Safran et l'ANR au LAUM (Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans) pour développer de nouveaux traitements acoustiques pour les moteurs d'avion.

Vous pouvez justifier de connaissances approfondies en aérodynamique et en CFD. Des connaissances en turbomachines, simulations numériques et aéroacoustiques, ainsi que moyens de mesure expérimentaux et techniques d'analyses (traitement du signal) seront appréciées.

Vous êtes reconnu pour votre motivation, votre rigueur, votre autonomie et vos capacités d'analyses et de synthèses à l'oral et à l'écrit.

Le(la) doctorant(e) sera basé(e) au LAUM (Le Mans, France), et plusieurs séjours seront prévus à Safran Aircraft Engines (Moissy-Cramayel, France, plusieurs mois, jusqu'à un total de 6 à 12 mois).
Dans le cadre de la thèse, le(la) doctorant(e) travaillera en collaboration avec des ingénieurs-chercheurs de Safran Aircraft Engines et du LAUM, et participera à des conférences scientifiques nationales et internationales.
La langue de travail sur tous les sites est le français toutefois des candidatures anglophones avec de bonnes compréhension du français sont les bienvenues.