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Etude d'un système de contrôle acoustique actif basé sur des sources pneumatiques F/H

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Fluid Mechanics Gonfreville L'orcher , Normandie , France CIFRE Full-time PhD, Doctorate First experience French Fluent English Intermediate
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Job Description

Safran Nacelles, intègre dans ses nacelles de moteurs d'avion des matériaux absorbants permettant d'atténuer le bruit rayonné par l'ensemble propulsif. Les traitements acoustiques couramment utilisés sont des sandwiches dont la hauteur permet d'adapter la bande de fréquence atténuée à la source de bruit (en général, la soufflante du moteur).
L'augmentation du diamètre des futurs ensembles propulsifs décalera la signature sonore de la soufflante vers les basses fréquences. Afin d'accompagner cette tendance, il faudra épaissir les traitements acoustiques. Or, pour certaines architectures propulsives, l'encombrement disponible dans la nacelle n'est plus suffisant pour intégrer de tels traitements.
Augmenter le diamètre de la nacelle est exclu car cela pénaliserait fortement la consommation de l'avion. Une solution prometteuse est de recourir à un système de contrôle acoustique actif. Ce type de dispositif est en effet particulièrement efficace en basse fréquence. Afin de réaliser des sources acoustiques secondaires compactes et légères, l'originalité des travaux est de recourir à des sources pneumatiques, dites HAPS (Harmonic Acoustic Pneumatic Sources) plutôt qu'à des haut-parleurs électrodynamiques.
Ce projet de thèse en cotutelle s'inscrit dans le cadre de la chaire industrielle ASTRAL (cofinancée par l'ANR et le groupe Safran) qui a pour but de développer des traitements acoustiques innovants pour les futurs ensembles propulsifs aéronautiques.
L'objectif principal de ce projet de thèse est de démontrer la capacité à contrôler, au moyen de plusieurs HAPS, dans un guide d'onde, un champ acoustique multimodal en présence d'un écoulement. Les sous-objectifs sont :
- Adapter la stratégie de contrôle et l'algorithme d'apprentissage pour le passage à une veine avec écoulement (MaineFlow basée au CTTM au Mans, France).
- Prendre en compte l'écoulement dans la modélisation comportementale du problème à contrôler pour le cas d'ondes acoustiques pouvant se déplacer dans le même sens (éjection) ou en sens opposé (entrée d'air) au flux d'air.
- Valider expérimentalement la modélisation et les stratégies de contrôle.

Complementary Description

Pour atteindre les objectifs du projet, des campagnes expérimentales, des simulations numériques et des modélisations théoriques seront réalisées. Les travaux se découperont en deux grands volets :
- Contrôle sans écoulement (période à Sherbrooke)
On commencera par la modélisation de la propagation acoustique et du contrôle dans une veine de section rectangulaire. Cela inclura les études de définition du nombre de HAPS nécessaires et de leur positionnement en fonction du contenu modal. Une fois ce modèle en place, on évaluera l'effet de la distance entre les HAPS et les microphones d'erreur. L'étudiant(e) implémentera différentes stratégies de contrôle.
L'étudiant(e) réalisera des essais de contrôle sans écoulement dans une veine rectangulaire de même section que celle de MaineFlow afin de valider expérimentalement le modèle du concept. On réutilisera les HAPS développées dans des travaux précédents et un contrôleur temps réel MIMO (Multiple Input Multiple Output).
- Contrôle avec écoulement (période au Mans)
La seconde partie de la thèse débutera par l'implémentation de l'écoulement dans les modèles de propagation et de contrôle. On traitera à la fois les cas upstream et downstream.
Une fois la stratégie de contrôle à jour avec les effets d'écoulement, on réalisera des essais en présence d'écoulement sur la veine MaineFlow de l'Université du Mans.

Job Requirements

- Etudiant diplômé en Master ou diplômé d'école d'ingénieur à dominante mathématiques ou physique
- Des compétences dans un ou plusieurs des domaines suivants sont un plus : acoustique, automatisme, électronique, notions de calcul numérique
- Rigueur

Specificity of the job

1ère moitié du doctorat à Sherbrooke au Canada et 2ème moitié au Havre en France

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Safran is an international high-technology group, operating in the aviation (propulsion, equipment and interiors), defense and space markets. Its core purpose is to contribute to a safer, more sustainable world, where air transport is more environmentally friendly, comfortable and accessible. Safran has a global presence, with 76,800 employees and sales of 15,3 billion euros in 2021 and holds, alone or in partnership, world or regional leadership positions in its core markets. Safran undertakes research and development programs to maintain the environmental priorities of its R&T and innovation roadmap.

Safran was ranked as the world's third best employer in its sector by Forbes magazine in 2021.

Safran Nacelles is a world leader for aircraft nacelles and an active player in after-market services, with 23,000 products in service, and 145,000 daily flight hours. The company is active in all segments of the market, from regional jets and corporate aircraft to the largest airliners.

76,800
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