Laboratoire d acoustique de l Université du Maine

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1 Vague B ( ) Unité de recherche Partie I : BILAN de l activité de recherche et des résultats obtenus par le Laboratoire d acoustique de l Université du Maine de 2006 à 2010 p1

2 Table des matières I Résumé (executive summary)...4 I.1 I.2 II Français...4 Anglais...5 Présentation du Laboratoire...6 II.1 II.2 II.3 II.4 II.5 III Les thématiques scientifiques du LAUM...6 Organisation de l Unité...7 Le personnel de l Unité et son évolution...9 Principaux matériels et équipements spécifiques...10 Locaux...12 Bilan général de l activité...13 III.1 III.2 III.3 III.4 IV Faits marquants...13 Production scientifique...14 Activité de valorisation...15 Bilan financier et évolutions...15 L enseignement et la formation par la recherche...16 IV.1 IV.2 V Formations aux niveaux L et M...16 Formations au niveau D...17 Équipe E1 : Acoustique et mécanique des matériaux...18 V.1 V.2 V.3 VI Thématiques scientifiques...18 Faits marquants et résultats...20 Partenariats et valorisation...22 Équipe E2 : Transducteurs...24 VI.1 VI.2 VI.3 VII Thématiques scientifiques...24 Faits marquants et résultats...25 Partenariats et valorisation...28 Équipe E3: Vibrations, acoustique guidée et écoulement...29 VII.1 VII.2 VII.3 VIII Thématiques scientifiques...29 Faits marquants et résultats...30 Partenariats et valorisation...32 Bilan du groupe GSII de l ESEO...34 VIII.1 VIII.2 VIII.3 Historique du groupe...34 Composition...34 Thématiques scientifiques...35 IX La diffusion de l information et de la culture scientifique et technique...38 X La formation des personnels...40 p1

3 XI L hygiène et la sécurité...41 XII Liste des publications et productions...42 XII.1 XII.2 XII.3 XII.4 XII.5 XII.6 XII.7 XII.8 Articles dans des revues avec comité de lecture...42 Brevets...55 Conférences invitées...56 Communications avec actes dans un congrès international Communications avec actes dans un congrès national...67 Ouvrages scientifiques...74 prix et distinctions...74 Production du groupe GSII de l'eseo...75 p2

4 I Résumé (executive summary) I.1 Français Créé en 1981, le LAUM, unité mixte de recherche de l Université du Maine et du CNRS UMR 6613 (section 9 Institut des sciences de l ingénierie et des systèmes, INSIS) est en phase de croissance permanente. Le LAUM compte environ 110 personnes dont 50 chercheurs ou enseignants-chercheurs permanents : 16 PR et 20 MCF de l Université du Maine, 6 EC de l ESEO (Angers), 8 chercheurs CNRS. Les chercheurs sont assistés de 13 personnels techniques et administratifs. Il y a actuellement 39 doctorants ainsi qu un flux régulier de personnels non permanents (actuellement 7 professeurs invités ou post-doctorants). Les activités de recherches sont divisées en 3 équipes : «Acoustique et mécanique des matériaux», «Transducteurs acoustiques» et «Vibrations, acoustique guidée et écoulement» Les recherches de l équipe Acoustique et mécanique des matériaux portent sur la modélisation de la propagation acoustique dans des milieux complexes (inhomogènes, diphasiques, multicouches, à gradient de propriétés, etc), sur le développement de méthodes analytiques et numériques et sur la métrologie associée. Les travaux menés dans ce cadre portent sur des aspects fondamentaux (acoustique linéaire et non-linéaire, étude des transferts d énergie, des couplages, de l endommagement, résolution de problèmes inverses, ) et des aspects technologiques et applicatifs (identification de propriétés, mise en œuvre d outils de diagnostic, Evaluation et Contrôle Non Destructifs, SHM, traitement du signal avancé ). Les recherches menées au sein de l équipe Transducteurs acoustiques portent sur la modélisation et l étude expérimentale de transducteurs «acoustiques» (microphones et hautparleurs, dispositifs thermoacoustiques), ainsi que sur le développement du traitement du signal associé. Les travaux menés dans ce cadre abordent à la fois des aspects fondamentaux (acoustique en cavité et en fluide dissipatif, interactions acousto-thermiques, interactions acousto-optiques, non-linéarités acoustiques) et des aspects technologiques (développement et caractérisation de transducteurs, développement d outils de mesure, conception et fabrication de haut-parleurs et de microphones de type MEMS en salle blanche). Les recherches menées au sein de l équipe VAGUE (Vibrations, acoustique guidée et écoulement) concernent la résolution de problèmes liés au rayonnement de sources sonores, qu il soit souhaité (facture instrumentale) ou non (aéronautique, rayonnement de structures vibrantes,...). Les travaux menés dans ce cadre abordent ces problèmes aussi bien d un point de vue fondamental (approches analytiques et développements de méthodes numériques) que d un point de vue expérimental (développement de systèmes de mesure et simulation). p3

5 I.2 Anglais Founded in 1981, LAUM is a joint research unit of the Université du Maine and CNRS UMR 6613 (section 9, Institute of Sciences for Engineering and Systems, INSIS) is in permanent development since. LAUM has about 110 employees including 50 full-time researchers and teacher-researchers: 16 Professors and 20 assistants from the Université du Maine, 6 researchers from ESEO (Angers), and 8 CNRS researchers. The researchers are assisted by 13 technical and administrative personnel. There are currently 39 PhD students and a regular flow of non-permanent personnel (currently 7 guest professors and post-doc students). The research activities are performed by three teams: "Acoustics and Mechanics of Materials", "Acoustic transducers" and "Vibrations, guided acoustics and flows". The research conducted by the Acoustics and Mechanics of Materials focuses on modelling acoustic propagation in complex media (inhomogeneous, diphasic, multilayer, with property gradients, etc.), developing analytical and numerical methods and the associated metrology. Related works carried out on fundamental aspects (linear and non-linear acoustics, energy transfer studies, couplings, damage, resolving inverse problems, etc.) and technological and applicational aspects (identification of properties, using diagnostics tools, non destructive testing and evaluation, SHM, advanced signal processing, etc.). The research carried out in the Acoustic transducers team focuses on experimental modelling and study of acoustic transducers (microphones and loudspeakers, thermoacoustic devices), as well as developing the associated signal processing. The works performed in this framework deal with both fundamental aspects (cavity acoustics and acoustics of dissipative fluids, acousticthermal interactions, acoustic-optical interactions, acoustic nonlinearities) and technological aspects (development and characterisation of transducers, development of measurement instruments, design and fabrication of loudspeakers and MEMS microphones in a white room). The research carried out by the VAGUE team (Vibrations, guided acoustics and flows) concerns the resolution of problems linked to the radiation of sound sources, whether they are desired (manufacture of musical instruments) or not (aeronautics, radiations of vibrating structures, etc.). The works carried out in this framework deal with these problems from both the fundamental angle (analytical approaches and the development of numerical methods) and the experimental one (development of measurement and simulation systems). p4

6 II Présentation du Laboratoire Créé en 1981, le LAUM, unité mixte de recherche de l Université du Maine et du CNRS (UMR 6613) s est rapidement affirmé dans le paysage de l acoustique scientifique française. Il est un des rares laboratoires français exclusivement dédié à la recherche en acoustique. Ses 110 chercheurs (dont 50 permanents) forment la plus forte concentration de chercheurs, dans le domaine de l acoustique, en France et en Europe. II.1 Les thématiques scientifiques du LAUM La recherche au LAUM porte sur la propagation des ondes sonores et ultra-sonores dans les fluides et dans les solides complexes (matériaux poreux, granulaires, métaux, bétons, composites...) ainsi que sur les mécanismes de couplage et les structures vibrantes. Cette recherche a avant tout pour objet la compréhension des phénomènes physiques mis en jeu en privilégiant le développement de modèles analytiques et d études expérimentales associés aux simulations numériques nécessaires. Les recherches sont effectuées dans le cadre de trois équipes travaillant sur des thématiques complémentaires : Equipe E1 : Acoustique et mécanique des matériaux, Equipe E2 : Transducteurs, Equipe E3 : Vibrations, acoustique guidée et écoulement. Les recherches de l équipe Acoustique et mécanique des matériaux portent sur la modélisation de la propagation acoustique dans les milieux complexes (inhomogènes, diphasiques, multicouches, à gradient de propriétés, etc), sur le développement de méthodes analytiques et numériques et sur la métrologie associée. Les travaux menés dans ce cadre portent sur des aspects fondamentaux (acoustique non linéaire, étude des transferts d'énergie, des couplages, de l'endommagement, résolution de problèmes inverses...) et des aspects technologiques et applicatifs (identification de propriétés, mise en œuvre d'outils de diagnostic, évaluation et contrôle Non Destructifs, traitement du signal avancé...). Plus précisément, l'équipe étudie la propagation et l'absorption du son et des ultrasons dans les matériaux poreux et les matériaux de structure dans le but de mieux comprendre leur comportement acoustique et mécanique. En ce qui concerne la thématique historique de l'équipe, la propagation dans les milieux poreux, la théorie la plus générale décrivant cette propagation, utilisée par les chercheurs et les ingénieurs du monde entier, a été développée au Mans. Des travaux sont en cours pour généraliser cette théorie. Elle doit permettre la conception de nouveaux matériaux beaucoup plus efficaces et la description de nouveaux types de matériaux issus du recyclage de déchets ou de matériaux naturels. Cette équipe étudie également l'evaluation et le contrôle non-destructif (ECND) par ultrasons et par émission acoustique. Elle travaille plus précisément à l exploration de nouvelles approches en ECND des solides, à travers l'étude de l'interaction entre les ondes ultrasonores et les matériaux à structures complexes (composites, soudures, bétons, matériaux granulaires...) dans le but de la caractérisation de leur comportement mécanique (identification de propriétés élastiques, viscoélastiques, hystérétiques,...) et de l'identification des mécanismes d'endommagement par émission acoustique. Ceci implique l étude des phénomènes de propagation des ondes ultrasonores dans ces milieux et la réalisation d instrumentations spécifiques ainsi que la résolution des problèmes directs et inverses associés. Ces dernières années l'accent a été mis sur les méthodes acoustiques non linéaires et l utilisation d ultrasons ou d hypersons générés par laser (opto-acoustique). Les recherches menées au sein de l'équipe Transducteurs portent sur la modélisation (approches analytiques et développement de méthodes numériques) et l étude expérimentale de transducteurs «acoustiques» (capteurs et actionneurs, électro-, thermo-, opto-, et/ou ionoacoustiques), ainsi que sur le développement du traitement du signal associé. Les travaux menés dans ce cadre abordent à la fois des aspects fondamentaux (acoustique en cavité et en fluide p5

7 Organigramme du LAUM dissipatif, interactions acousto-thermiques, interactions acousto-optiques, non linéarités acoustiques, traitement du signal avancé, ) et des aspects technologiques (développement et caractérisation de transducteurs, développement d outils de mesure, mise en place de process de micro-fabrication en salle blanche, implémentation d outil de traitement du signal, ). Plus précisémment, l équipe Transducteurs travaille sur la thermo-acoustique qui vise à exploiter l interaction entre un fluide siège d oscillations (en termes de pression et de déplacement) et une paroi afin de générer du travail (acoustique) ou bien de générer un flux de chaleur. Les machines thermo-acoustiques ont l avantage d avoir une architecture simple, d utiliser des fluides ne présentant pas de risques pour l environnement et d avoir un rendement de bon niveau. Ces machines peuvent utiliser des énergies renouvelables comme l énergie solaire ou toute forme de chaleur perdue. L équipe travaille aussi sur des nouveaux concepts de haut-parleurs qui utilisent des structures sans fer, qui permettent la suppression de l une des principales sources de non-linéarité des haut-parleurs électrodynamiques, et qui utilisent des matières plastiques chargées en poudre d aimant pour réaliser des structures très allégées. Des recherches sont effectuées sur l utilisation de haut-parleurs et de microphones de type MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) afin d accroître le rendement et donc l autonomie pour des objets nomades. Enfin, cette équipe travaille sur l utilisation des microtechnologies en salle blanche pour la miniaturisation des capteurs et des actionneurs. Enfin, des travaux sur les méthodes optiques d'holographie numérique multi chromatique visent à développer des sondes plein champs et multi composantes pour la tomographie acoustique et l'analyse vibratoire dans les structures désordonnées. D un point de vue général, les recherches menées au sein de l équipe VAGUE (Vibrations, acoustique guidée et écoulement) concernent la résolution de problèmes liés au rayonnement p6

8 de sources sonores, qu il soit souhaité (facture instrumentale) ou non (aéronautaique, rayonnement de structures vibrantes,...). Les travaux menés dans ce cadre abordent ces problèmes aussi bien d un point de vue fondamental (approches analytiques et développements de méthodes numériques) que d un point de vue expérimental (développement de systèmes de mesure et simulation). Ses activités de recherche sont plus précisément dédiées à : la physique des instruments de musique, la vibro-acoustique des structures qui permet l analyse des champs vibratoires ou acoustiques au moyen de techniques d antennerie pour déterminer les sources de bruit et qui permet une diminution du bruit via l utilisation de matériaux insonorisant liés aux structures, sur l acoustique urbaine qui analyse la propagation des sons dans les rues, sur l aéro-acoustique en conduit traité qui analyse les interactions entre un écoulement et le son dans le but de réduire le bruit émis par des machines (ventilation, moteurs automobiles, réacteurs d'avion, par exemple) II.2 Organisation de l Unité Au cours du contrat quadriennal , le LAUM a effectué une restructuration importante motivée par la recherche d une meilleure efficacité et d'une plus grande lisibilité des axes scientifiques du Laboratoire. Comme décrit précédemment, le Laboratoire est maintenant structuré en 3 équipes. Chaque équipe est organisée en Opérations de Recherche (OR) qui regroupent les chercheurs travaillant ensemble autour de thématiques ciblées. Dans l esprit de cette structuration, les équipes sont des structures pérennes alors que les OR sont des cadres thématiques plus souples dont les contours et les axes de recherche sont amenés à évoluer. La structure indiquée sur contours des contrat à 9 à actuelle et qui sera prolongée au début du prochain contrat quadriennal est l organigramme ci-dessous. Elle est composée de 3 équipes divisées en 9 OR. Le OR a évolué au cours du contrat et le nombre d OR est passé de 14 en début de l heure actuelle. Il est à noter que le LAUM est une unité de recherche qui s'est développée autour d un noyau central de fondateurs qui sont maintenant partis ou professeurs émérites. Les thématiques historiques du LAUM se sont ainsi enrichies et diversifiées progressivement au fur et à mesure des recrutements. On trouve au Laboratoire des chercheurs dont la formation initiale est l acoustique, la physique, la mécanique, l optique, la thermique, les micro-technologies, l électromagnétisme, l électronique, le traitement du signal, qui continuent le plus souvent à publier et dans leurs disciplines d origine et dans les revues d acoustique (avec l acoustique comme thème fédérateur autour duquel s agrègent ces disciplines). Les chercheurs du LAUM sont en forte interaction les uns avec les autres et l'organisation en équipes et en OR reste très souple. Il existe de nombreux chercheurs qui participent à plusieurs OR et même à plusieurs équipes. Pour simplifier l évaluation par équipe, telle qu elle s effectue maintenant, les chercheurs ont été rattachés à une équipe principale avec une mention de leurs équipes secondaires dans les fiches individuelles d activité. PR MCF CNRS IR/IE Total E1 Acoustique et mécanique des matériaux E2 Transducteurs E3 Vibrations, acoustique guidée et écoulement La gestion financière reste centralisée et n est pas divisée en équipe. Les crédits disponibles sont répartis au mieux suivant les besoins des chercheurs. La demande quasi unanime au sein du laboratoire est de reconduire ce type de fonctionnement. Ceci permet une redistribution de p7

9 crédits et de soutenir des recherches en émergence ou qui, de par leur nature, peuvent difficilement prétendre à des financements sur contrat. La gouvernance de l Unité est assurée par une équipe de direction constituée du directeur et du directeur adjoint. Celle-ci s appuie sur un comité de direction constitué du directeur, du directeur adjoint et des trois responsables d équipe qui se réunie toute les deux semaines en moyenne. Elle s appuie aussi sur le Conseil Consultatif statutaire du LAUM, qui se réunit une fois tout les 2 mois en moyenne. Pour les décisions importantes, c'est une Assemblée Générale incluant tous les membres du LAUM (permanents et non permanents présents depuis plus de 6 mois) qui est sollicitée. L'organigramme du LAUM est donné ci-après. II.3 Le personnel de l Unité et son évolution Au 1er janvier 2010, l unité est composée de 113 personnes. Parmi, ces personnes il y a 50 chercheurs et enseignants-chercheurs (EC) permanents dont 24 sont titulaires de l'habilitation à diriger des recherches (HDR). L ensemble des permanents correspond à 29.5 équivalent temps plein (ETP) chercheur. Le détail est donné ci-dessous : 15 PR de l Université du Maine (Faculté des Sciences : 7, IUT : 2, ENSIM : 6) 21 MCF de l Université du Maine (Faculté des Sciences : 12, IUT : 3, ENSIM : 6) 2 PAST de l Université du Maine 3 PR émérite de l Université du Maine 2 DR CNRS 6 CR CNRS 6 EC de l ESEO (Angers) 6 ITA CNRS 7 IATOS de l Université du Maine (4 ETP) 38 doctorants 7 CDD L évolution des effectifs pour les 12 dernières années est donnée sur la figure suivante. Cette figure permet de constater l augmentation continue du nombre de personnes présentes au LAUM. Il y a eu un doublement des effectifs entre 1999 et L'encadrement administratif et technique du laboratoire reste très insuffisant. Coté CNRS, le taux d ITA reste faible (6 ITA pour 8 chercheurs). Pour ce qui concerne l'université du Maine, le taux de techniciens est très très faible voire ridicule (4 ETP IATOS pour 36 EC). C'est l'une des priorités du laboratoire que d'accroître significativement l'encadrement technique et administratif du laboratoire. Compte tenu de la politique générale actuelle des tutelles, il est vraisemblable que cet accroissement se fera en parti sur les fonds propres du laboratoire. C est dans cet esprit que le LAUM a déjà embauché, sur fonds propres, en 2010 une secrétaire en CDD à mi-temps qui a vocation à évoluer vers un CDI. Les chercheurs et les enseignants-chercheurs du laboratoire sont relativement jeunes. Il n'y a pas de thématique qui repose sur un chercheur senior dont le départ en retraite dans les 4 ans à venir serait critique. p8

10 Evolution du personnel du LAUM CDD, Doctorants 80 IATOS Univ du Maine 60 ITA CNRS 40 EC ESEO EC Univ du Maine 20 Chercheur CNRS Provenance du personnel permanent du LAUM CNRS 22% IUT 8% II.4 ESEO 10% Faculté des Sciences 39% ENSIM 21% Principaux matériels et équipements spécifiques Infrastructure 1 salle anéchoïque (revêtement refait à neuf au cours du quadriennal) 1 salle semi-anéchoïque (dédiée Anémométrie Laser Doppler) 1 salle d'écoute 7 salles de mesure (~20 postes de travail) 1 salle climatisée pour la caractérisation des matériaux absorbants 1 salle semi-anéchoïque équipé d'un robot de déplacement 3 axes (Acoust. Urbaine) 2 salles d'optique (holographie optique, opto-acoustique (coll. LPEC)) 1 salle blanche dédiée aux micro-technologies 1 salle informatique Ateliers de mécanique et d'électronique partagés avec l UMR de Physique de l Etat Condensé de l'université du Maine. Une salle dédiée à l'évaluation et au Contrôle Non Destructifs des matériaux. Une salle d'essais mécaniques localisée à l'iut du Mans au département GMP. p9

11 Expérimentation sur un haut-parleur dans la chambre anéchoïque rénovée Appareillage 10 analyseurs F.F.T. bicanaux (H.P., Stanford) 6 détecteurs Synchrones (Stanford, Signal Recovery) 1 analyseur F.F.T. 8 voies (H.P.) 2 systèmes d'acquisition 32 voies (Agilent) 4 Vibromètres laser (dont 1 vibromètre plan et 1 vibromètre à balayage) 1 laser argon SPECTRA PHYSICS pour l'anémométrie Laser Doppler 1 laser pulsé pour l'holographie numérique 1 banc ultrasonore en immersion (acquisition et déplacement automatisés) pour la caractérisation et le contrôle des matériaux 1 système émission / réception de 64 voies programmables 1 Amplificateur de puissance Classe A (52dB Large bande : 10kHz 100MHz) Un système d'acquisition d'émission acoustique 4 voies (EPA) 1 enceinte supportant une surpression statique de 20 bars 2 machines d'essais mécanique 15 tonnes INSTRON (traction, fatigue,...) 1 caméra rapide Phantom v5.1 1 magnétiseur/démagnétiseur 1 sonde laser FlowLight pour la VLD Appareils divers pour mesures acoustiques et vibratoires (capteurs, conditionneurs, sources, etc ) Mesure de vitesse acoustique par Anémométrie Laser Doppler p 10

12 II.5 Locaux Les locaux du LAUM sont situés sur le campus de l'université du Maine. Le LAUM dispose de 1530 m2 à l'ufr S&T, de 105 m2 à l'iut et de 130 m2 à l'ensim. Ces locaux sont distants d'environ 400 m. Les locaux de l'ufr S&T se répartissent en 710 m2 dédiés aux salles d'expériences 660 m2 de bureaux 170 m2 de salles communes (bibliothèque, salle de conférence, salle de café, stockage,...) Trouver de la place pour mettre de nouveaux arrivants et monter de nouvelles expériences, reste un problème important du Laboratoire qui devient presque insoluble lorsque les stagiaires de master arrivent au Laboratoire. La construction, à l'aide du CPER, d'un nouveau bâtiment pour les mathématiques devrait donner un peu d'espace au niveau de l'ufr S&T (livraison du bâtiment en 2012). Le LAUM estime qu'une surface de bureaux supplémentaire de 200 m2 associée à 400 m2 de surfaces expérimentales permettraient de palier les déficits et d'anticiper les évolutions à venir. p 11

13 III Bilan général de l activité III.1 Faits marquants Le LAUM avait clairement indiqué que sa priorité scientifique pour le quadriennal en cours était la consolidation de la thématique Evaluation et Contrôle Non Destructifs (ECND) au sens large et le soutien à son développement. Au regard de la dynamique qui caractérise cette thématique tant au niveau national que régional et au niveau du laboratoire, cette priorité sera maintenue pour le prochain contrat. Le soutien du laboratoire à cette thématique s est traduit par la demande du CPER exclusivement centrée sur l ECND (acoustique linéaire, non linéaire et optoacoustique), par la promotion d'1 PR (A. EL MAHI) et le recrutement de 2 MCF (M. BENTAHAR et A. DUCLOS) en ECND, par le recrutement d un IGE en optoacoustique (N. CHIGAREV), par des financements de thèses, de post-doc et de chercheurs invités sur le sujet. Cette thématique étant par essence transversale, certains chercheurs du LAUM, notamment les spécialistes de traitement du signal et de mécanique des matériaux ont apporté leur compétence ou orienté totalement leurs activités vers l'ecnd (université du Maine et à l ESEO). Cette dynamique a abouti, dans le cadre d'un projet «Émergence collective» soutenu par la Région des Pays de la Loire, à la création d un pôle de compétence régional autour de ce thème pour lequel le LAUM est pilote (pôle ECND-Pays de la Loire financé par la Région, sous la responsabilité scientifique de R. EL GUERJOUMA du LAUM). La Région Pays de la Loire est très sensible à l existence de ce pôle d excellence en ECND en raison du lien fort avec le pôle de compétitivité EMC2 (Ensemble Métalliques et Composites Complexes) et des complémentarités avec le TechnoCampus EMC2 basé à Nantes. Cette priorité n a pas empêché le soutien des autres thématiques d'excellence du laboratoire ou la réorientation de certaines recherches : L OR Capteurs et Actionneurs a connue une forte évolution et un renouveau avec le recrutement de deux enseignants-chercheurs (Guy et Valérie LEMARQUAND). Cette thématique a été soutenue par un projet fédérateur du LAUM financé par la Région (projet MAGIC). Ce projet consiste au développement d un nouveau concept de haut parleur sans fer suspendu sur des joints de ferro-fluide. Cette activité a fait l objet de nombreuses valorisations industrielles (contrats, brevets et thèses cifre). L OR Guide inhomogène ou avec écoulement continue d être une des sources contractuelles importante du LAUM (notamment par des contrats avec l industrie aéronautique). Elle bénéficie d une bonne reconnaissance internationale et a été soutenue par le recrutement d un MCF. L OR Vibroacoustique des structures a connu une évolution de ses thématiques suite aux départs de Jean-Claude PASCAL (prof émérite) et de Nicolas DAUCHEZ (recruté comme PR à Supméca Paris) et à l arrivée d un nouveau PR venu de l'insa de Lyon : Charles PEZERAT. L OR Physique des instruments de musique continue de jouer son rôle attractif au sein du LAUM tout en maintenant une bonne reconnaissance nationale et internationale. Un nouveau recrutement de MCF (A. ALMEIDA) a renforcé cette action en On peut noter que deux ANR sont pilotées par cette OR et que cette OR est en relation étroite avec le pôle d'innovation des métiers de la musique (ITEMM, Le Mans). L OR Acoustique des matériaux poreux qui est une des activités «historiques» du LAUM, maintient ses activités sur les matériaux poreux «traditionnelles» pour lesquelles elle est reconnue au niveau international et intègre dans ces thématiques les méta-matériaux et les matériaux à gradient de propriétés qui permettent un renouveau de la thématique en phase avec les problématiques du futur dans ce domaine. Un CR CNRS (J.P. GROBY) est venu renforcer l OR sur ces problèmes L activité de Thermoacoustique (OR Thermoacoustique) possède une très bonne reconnaissance nationale (le LAUM a été sollicité pour gérer une ANR et participer à l animation d un GDR). Cette reconnaissance devrait se concrétiser à l international par l insertion dans des programmes européens. p 12

14 L OR Acoustique Urbaine a bénéficié d un fort soutien il y a 3 ans (2 recrutements : 1 MCF et 1 CR CNRS, une thèse, ). Elle est donc constituée de jeunes chercheurs qui ont obtenu une reconnaissance nationale rapide concrétisée par une ANR jeune chercheur. Le LAUM a contribué à la dynamique de cette OR en fléchant des bourses de thèse. III.2 Production scientifique La production scientifique du laboratoire est bonne pour le domaine SPI. La moyenne est en 2009 d'environ 2 ACL/ETP/an. Les graphiques ci-dessous (issus de Web of Science. Recherche sur l adresse : AD=((acoust OR LAUM OR 6613 OR 1101) AND mans) en ne gardant que les articles, les chiffres pour 2010 sont incomplets), montrent une évolution positive des publications issues du laboratoire ainsi que des citations du laboratoire, indiquant par là même une reconnaissance des travaux qui y sont menés. Évolution des publications et des citations du LAUM (le trait rouge indique le nombre d'etp au laboratoire On peut noter que depuis 2000, le LAUM a publié 122 articles dans les 2 revues d acoustique Journal of Acoustical Society of America (JASA) et Acta Acoustica (AAA). L Université du Maine se place donc, sur ces revues qui ne traitent que d'acoustique, au 1er rang européen et au 4ème rang mondial (Source Web of Science). Au sein du LAUM, Yves Aurégan est éditeur associé pour le «Journal of Sound and Vibration» et Denis Lafarge pour «Acta Acustica united with acustica». Cette évolution positive du nombre de publications, conjuguée à l augmentation du personnel, entraîne une augmentation du nombre de produisants. Au sens défini par l AERES, les 8 chercheurs CNRS du LAUM sont publiants. Au niveau des Enseignants-Chercheurs et des 2 IE affectés à des OR (N. CHIGAREV et L. CAMBERLEIN), pour l'université du Maine, 32 sont publiants sur 34 et pour l'eseo 2 sont publiants sur 6 (il est à noter que les personnels de l'eseo sont jusqu'à présent des enseignants à plein temps). p 13

15 Total EC+C+IE Produisants E1 Acoustique et mécanique des matériaux E2 Transducteurs E3 Vibrations, acoustique guidée et écoulement Total laboratoire III.3 Activité de valorisation L acoustique est classée parmi les Sciences pour l ingénieur (SPI). C est donc tout naturellement qu existe de nombreux liens entre les recherches fondamentales et appliquées menées au LAUM et les domaines sociaux et économiques. Ces relations prennent la forme de contrats directs avec un industriel, de contrats associés à des thèses CIFRE, de contrats institutionnels où le LAUM et des industriels travaillent ensemble (Fond Interministériel de Soutien aux Projets de Recherche & Développement collaboratifs des Pôles de compétitivité, certains projets de l Agence Nationale de la Recherche (ANR), projets européens, etc.). Ces projets peuvent amener le LAUM à déposer des brevets pour protéger les innovations issues du laboratoire. Les domaines économiques où le LAUM intervient sont en majorité liés au transport (aéronautique, automobile et ferroviaire) mais le LAUM intervient aussi dans des domaines très variés : nucléaire, transformation d énergie, acoustique urbaine, ventilation, téléphonie mobile, HI-FI, instruments de musique Une partie des contacts industriels du LAUM passe par le CTTM (Centre de Transfert de Technologie du Mans). Les contacts entre le LAUM et les départements «acoustique et vibrations» et «Matériaux» du CTTM sont nombreux, ils portent sur la réalisation conjointe de contrats de recherche ou sur de la sous-traitance de prestation de service. En 2007, le LAUM a été le lauréat recherche de la région des Pays de Loire des trophées de l Innovation décerné par l INPI (Institut National de la Propriété Industrielle). III.4 Bilan financier et évolutions Budget consolidé Les figures ci-dessus indiquent d'une part le budget consolidé 2009 et d'autre part l'évolution des finances du laboratoire (hors salaire de l'université ou du CNRS). On constate une augmentation sensible du budget du laboratoire au cours des dernières années. Cette augmentation est principalement due au Contrat de Projet Etat Région (CPER) et à l'accroissement des contrats ANR (8 contrats ANR obtenus entre 2006 et 2010). Les ressources dites récurrentes ont légèrement augmentées coté Université et sont restées stables coté CNRS. Les projets financés p 14

16 par la régions ont aussi augmenté de manière significative. En ce qui concerne les relations industrielles, le montant des contrats est resté stable (de l'ordre de 350 k /an). En dehors des thèses Cifre, il est de plus en plus rare d'avoir des contrats directs avec les industriels. Ces contrats ont lieu le plus souvent au travers des projets liés au pôles de compétitivité, aux projets ANR ou Européens. Une très (trop) faible part des ressources provient des contrats européens. Cela s'explique pour partie par l'augmentation des projets déposés au niveau français (ANR, FCE, Région, ). Un contrat avec le LAUM comme coordinateur a été déposé en 2009 et sera redéposé en C'est une priorité du prochain contrat, notamment dans le cadre de l'institut Européen d'acoustique, que d'accroître le nombre de contrats Européens. Pour la gestion des contrats, 75 % du budget est géré par l'université du Maine et 25 % du budget est géré par le CNRS. IV L enseignement et la formation par la recherche IV.1 Formations aux niveaux L et M L'offre de formation de l'université du Maine dans le domaine de l'acoustique est unique au niveau national. En effet, l'université du Maine permet à tout étudiant de préparer, en fonction de son choix et de son niveau, un diplôme à Bac+3, Bac+5 ou Bac+8. L offre de formation en acoustique de l Université du Maine Les enseignants-chercheurs du LAUM interviennent dans 3 composantes de l'université du Maine, dans lesquelles des enseignements spécifiques d'acoustique et de mécanique sont dispensés : l'iut (département de Génie Mécanique et Productique et département de Mesures Physiques), l'ensim (Ecole Nationale Supérieur d Ingénieur du Mans), l'ufr Sciences, Techniques et Santé. Les enseignants-chercheurs du LAUM sont très impliqués dans l'animation de ces formations ce qui est très couteux en temps. p 15

17 Des enseignants-chercheurs du LAUM ont monté un projet de Master Commun Erasmus Mundus Acoustique et Vibrations (MAC&VIB) en partenariat avec l Université Catholique de Louvain (Belgique), le Royal Institute of Technology (Suède) et l Université d Aalborg (Danemark). Ce dossier a été déposé en 2010 et sera redéposé en IV.2 Formations au niveau D Depuis 2006 le LAUM a intégré l'école Doctorale SPIGA "Sciences Pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture" (ED 498). Cette école regroupe des laboratoire de la région Pays de la Loire. En plus de l'acoustique, les thématiques de cette ED concernent le génie mécanique, le génie civil, la thermique-énergétique, le génie des procédés, la mécanique des fluides et des transferts, les ambiances architecturales et urbaines et la planétologie. La direction de l'ed est assurée par l'ecole Centrale de Nantes (Nicolas MOES). Le LAUM assure une des directions adjointes (Joël GILBERT). Le détail des inscriptions en doctorat est donné dans le fichier de Bilan sous Excel. Il y a eu 36 thèses soutenues entre 2006 et le 30 juin Le flux d'entrée en thèse est constant et de l'ordre de 10/an. Les docteurs formés trouvent assez facilement du travail soit dans l'industrie soit dans la recherche (post-doc ou poste permanent). p 16

18 Afin d'éviter le caractère fastidieux d'un rapport exhaustif des activités du laboratoire, vous avons décidé de faire une présentation succincte des activités et de faire des éclairages particuliers sur certains projets importants et représentatifs de l activité. Pour une description plus exhaustive par Opérations de Recherche voir la page : V Équipe E1 : Acoustique et mécanique des matériaux Professeurs CASTAGNEDE Bernard* DEPOLLIER Claude* EL GUERJOUMA Rachid* EL MAHI Abderrahim* POTEL Catherine* SAHRAOUI Sohbi* PLANTIER Guy* (ESEO) Maîtres de Conférences BENTAHAR Mourad BROUARD Bruno DAZEL Olivier DUCLOS Aroune HENRY Michel * REBIERE Jean-Luc* TAHANI Najat SOURICE Antony (ESEO) FERON Romain (ESEO) SCHANG Daniel (ESEO) FEUILLOY Mathieu (ESEO) Chercheurs CNRS GROBY Jean-Philippe (CR) LAFARGE Denis (CR) TOURNAT Vincent (CR)* ITA/IATOS dédié à l'équipe CHIGAREV Nicolay, IGE * 10 HDR V.1 Thématiques scientifiques L équipe acoustique et mécanique des matériaux (AMM) est fondée historiquement sur le groupe matériaux du LAUM, qui étudie l acoustique des matériaux poreux insonorisants par des approches diverses depuis les années Depuis le début des années 2000, un nouveau thème a été développé, alimenté par des recrutements et des conversions thématiques. Il s agit de la propagation ultrasonore dans des milieux solides complexes en vue de l Évaluation et du Contrôle Non Destructifs (ECND) des matériaux. Ces deux larges thèmes se retrouvent à l heure actuelle sous la forme de deux opérations de recherche (OR) : Acoustique et Mécanique des Matériaux Poreux (AMMP) et Solides Complexes, Évaluation et Contrôle Non Destructifs (SC ECND). D un point de vue général, les recherches menées dans l équipe AMM portent sur la modélisation de la propagation acoustique dans des milieux complexes (inhomogènes, non linéaires, diphasiques, multicouches, à gradient de propriétés...), et sur le développement de méthodes numériques et sur la métrologie associées. Les travaux réalisés dans ce cadre portent sur des aspects fondamentaux (acoustique non linéaire, étude des transferts d énergie, des couplages, de l endommagement, résolution de problèmes inverses, traitement du signal ) et des aspects plus applicatifs (identification de propriétés, imagerie, mise en œuvre d outils de diagnostic, Evaluation et Contrôle Non Destructifs ). Ces recherches s appuient sur les compétences des chercheurs de l équipe en acoustique des milieux poreux et couplages visco-thermo-acoustiques, acoustique linéaire et non linéaire dans les solides, propagation en milieux diffusants (ondes volumiques ou guidées), émission acoustique, ultrasons générés par lasers, traitement du signal. Les deux Opérations de Recherche de l équipe AMM sont décrites plus en détail ci-dessous. OR Acoustique et Mécanique des Matériaux Poreux (AMMP) Les milieux poreux diphasiques, comportant une phase solide et une phase fluide, sont l objet d étude de cette opération de recherche. Les activités développées visent à modéliser la propagation acoustique dans les milieux poreux, caractériser expérimentalement leurs propriétés physiques et géométriques, et prédire leurs comportements acoustiques et mécaniques lors de leur utilisation en situation réelle. Cette thématique historique au laboratoire, qui bénéficie d un important savoir-faire et d une réputation nationale et internationale, a été enrichie au cours du quadriennal C est notamment par des glissements thématiques et le recrutement de J-P. Groby (CR CNRS 2009), qu un axe de recherche sur les métamatériaux et les cristaux p 17

19 phononiques émerge récemment. Le savoir-faire et l originalité des approches portent entre autres sur la prise en compte des couplages visco-thermo-acoustiques et les couplages de Biot [E1-16,19,23,28,34,36,39,41,53,58,66,69,71,72]. Les études réalisées dans le quadriennal concernent le développement de modèles de Biot pour l acoustique (nouvelles formulations, prise en compte de l anisotropie, approche temporelle, prise en compte des effets non locaux) [E15,19,23,25,34,38,48,69], et l implémentation numérique de ces modèles (éléments finis poro-élastiques, Maine 3A) [E1-66,71]. Un autre volet des activités consiste à décrire la propagation acoustique dans les os à l aide de modèles de Biot et de résoudre les problèmes inverses en vue de leur caractérisation dans le contexte de l ostéoporose [E110,11,39,53]. Enfin, la modélisation de la propagation acoustique dans les milieux poreux à gradients de propriétés [E1-5,20,21,35] ou comportant une méso-structure, va dans le sens d une amélioration des modèles existants en vue d une description plus fine des effets observés (dans les os par exemple, les mousses réelles ou les structures couplées absorbantes), et la conception de matériaux absorbants plus performants. Il faut noter les collaborations particulièrement fructueuses avec l Université Catholique de Louvain et le Laboratoire de Mécanique et d Acoustique de Marseille notamment. Les thématiques de l OR AMMP ont été développées dans le cadre de plusieurs contrats dont le projet ANR SILENT-WALL, qui est décrit plus en détail par la suite. Cette OR comprend 8 chercheurs représentant 5 CETP (chercheur équivalent temps plein). En 2010, 2 doctorants travaillent au sein de cette OR (3 thèses ont été soutenues en 2008, 2009 et 2010). OR Solides Complexes, Évaluation et Contrôle non Destructifs (SC,ECND) Cette opération de recherche a pour objectifs, à travers des approches à la fois fondamentales et appliquées, de développer des méthodes acoustiques pour l évaluation et le contrôle non destructifs (ECND) des matériaux. Les activités de recherche consistent de manière générale à contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes de propagation acoustique dans les milieux solides complexes. Ces études portent sur la propagation linéaire et non linéaire dans des milieux spécifiques comme les milieux granulaires non consolidés [E1-8,14,29,42-45,54,56,79,82,86], sur les comportements mécaniques et acoustiques des matériaux de structure (composites, bétons, métaux...)[e1-17,18,31,37,46,52,59,61,62,64,74,76,77], sur la propagation dans les guides d ondes rugueux et les milieux avec dislocations ou fissurés [E13,7,13,27,40,49-51,55,60,61,64,77,80,81]. Le plus souvent, les approches mises en oeuvre sont à la fois théoriques et expérimentales. Une activité importante en vue de l ECND de matériaux concerne le développement de nouvelles méthodes acoustiques qui soient mieux adaptées à des configurations particulières (taille, accessibilité, type de milieu), ou plus sensibles que les méthodes existantes. Il faut mentionner par exemple le développement des méthodes acoustiques non linéaires, des méthodes de génération acoustique par laser (sans contact et sur de grandes plages fréquentielles), des méthodes d émission acoustique, des méthodes impliquant des ondes guidées (problème du collage et de la rugosité aux interfaces), ou encore des méthodes de traitement du signal adaptées à l ECND (déconvolution d ondes, traitement des signaux de type codas, classification des signaux d émission acoustique). Enfin, l étude de l influence du type et de l importance de l endommagement sur les propriétés acoustiques des matériaux constitue une activité indispensable à la résolution des problèmes directs et inverses dans le cadre de l ECND. Cela passe par l élaboration de matériaux, et par l étude de leur comportement sous sollicitations mécaniques (fatigue, fluage, vibrations...) avec une bonne maîtrise de l endommagement notamment grâce à la méthode d émission acoustique. Les thématiques de recherches développées visant à atteindre ces objectifs s appuient sur les compétences des membres de l opération de recherche et sont présentées selon les axes suivants : p 18

20 acoustique non linéaire, émission acoustique, traitement du signal, ondes guidées, diffusion ultrasonore, ultrasons générés par lasers, acoustique des milieux granulaires. Les nombreuses approches et compétences réunies dans cette OR sont le fruit d une politique forte du laboratoire en faveur de l ECND dans le quadriennal passé. Elle s est traduite notamment par le recrutement de deux MCF (M. Bentahar en 2008 et A. Duclos en 2009), et d un IGE (N. Chigarev en 2008). Il faut noter l intégration récente dans l OR des chercheurs du GSII (Groupe Signal et Instrumentation) de l ESEO (École Supérieure d Électronique de l Ouest à Angers) qui apportent leurs compétences en traitement du signal et instrumentation. Cette OR comprend 10 chercheurs (6 CETP). En 2010, 6 doctorants et 2 post-doctorants travaillent au sein de cette OR (3 thèses ont été soutenues en 2007, 2008 et 2009). Il faut noter le caractère fédérateur de la thématique ECND au LAUM, qui suscite la participation à divers degrés de nombreux autres collègues dans les travaux menés ici. V.2 Faits marquants et résultats L accent est porté ici sur quatre thèmes particulièrement importants et représentatifs de l activité de l équipe, soutenus par des financements extérieurs au laboratoire. Projet ECND-PdL - Évaluation et Contrôle Non Destructifs - Pays de la Loire - Coordinateur R. El Guerjouma (LAUM) - Montant 500 k - Financement Région Pays-de-la-Loire. Le projet ECND-PdL est issu d une réflexion collective des acteurs académiques et établissements de recherche appliquée en ECND de la Région Pays-de-la-Loire. Il regroupe les acteurs majeurs de l ECND maîtrisants les méthodes (acoustique, électromagnétique ) et ceux dont les activités sont aux interfaces de l ECND (matériaux, problèmes inverses, traitement de l information, instrumentation...). Le projet, piloté par le LAUM, comprend 15 laboratoires dont 6 UMR (LAUM, LPEC, GeM, IRCCyN, LTN, SUBATECH) et le LCPC. Il vise à créer un cadre structurant pour l ECND dans la Région qui doit permettre d amplifier les collaborations scientifiques existantes, d en susciter de nouvelles (ouvertes aux partenaires industriels) et de favoriser l émergence de cette activité au niveau régional dans le cadre d un pôle de compétence. L objectif à plus long terme est de gagner en visibilité nationale voire internationale dans ce domaine. Un point fort du projet est de promouvoir une transversalité dans les domaines d'applications : génie civil, industries aéronautique et navale... Le partenariat scientifique est organisé dans le pôle de compétence ECND-PdL autour de deux actions de recherche : les méthodes acoustiques en ECND pour le contrôle de santé intégré (notamment l acoustique non linéaire et l émission acoustique) et l application des multi-techniques ECND aux milieux complexes. Il faut mentionner que le CPER contient dans son volet Matériaux, une thématique ECND impliquant plusieurs acteurs majeurs du présent projet. De plus, ce projet est soutenu par les industriels des pôles de compétitivité EMC2 (Ensembles Métalliques et Composites Complexes) et PGCE (Pôle Génie Civil Eco-construction). Ce projet est notamment réalisé autour de 3 thèses co-encadrées par les partenaires (dont deux où le LAUM intervient), d un post-doctorat et avec l aide d un chargé d animation qui est en cours de recrutement. Ce projet se justifie par la forte demande des industriels dans ce domaine et s appuie aussi sur plusieurs contrats en cours décrits ci-dessous, faisant intervenir des acteurs industriels et académiques de la Région (dont le LAUM). Le projet DEFI composites (financé par l Agence de l Innovation Industrielle, coordonné par Airbus - Montant de 100 k - Responsable scientifique R. El Guerjouma). La problématique générale de ce projet concerne l optimisation de la fabrication des pièces composites. Le LAUM coordonne la partie dédiée à la conception de procédés d injection intelligents aux côtés du CETIM et d EADS et intervient sur les problématiques d intégration de capteurs acoustiques. p 19

21 Le projet AMETIS, Advanced MEtallurgical Technologies for Innovative Systems (coordonné par Mecachrome et financé dans le cadre d un FUI - Montant de 300 k pour le LAUM). Ce projet qui implique notamment EADS et le CEA est dédié à l optimisation de l élaboration de composites à matrice métallique nanostructurés de nouvelle génération, le LAUM intervenant sur l ECND par ultrasons. Le projet Ecowingbox (coordonné par Daher, financé dans le cadre d un FUI - Montant 300 k pour le LAUM). Ce projet est dédié à la conception, la fabrication et la validation d un démonstrateur de caisson d avion en matériaux composites. La contribution du LAUM concerne le contrôle de santé en continu, le développement du CND sans contact par couplage aérien et l intégration de capteurs miniatures (pour l émission acoustique et l usage des ondes de Lamb). Le projet AI-Fruit, Approches Intégratives du déterminisme structural, génétique et écophysiologique de la qualité des fruits (Montant 100 k - financé par la région Pays-dela-Loire - projet porté par le laboratoire Biopolymères, Interactions, Assemblages (BIA), INRA Nantes). L objectif est de quantifier la variabilité de la microstructure des fruits (notamment les pommes) et d identifier et de modéliser les différents paramètres liés à leur qualité. Le réseau formé associe des chercheurs en biologie, acoustique et mathématiques appliquées, et il est visé à terme un transfert vers les professionnels des filières horticoles. Contrat ANR non thématique granular - Applications de processus acoustiques non linéaires (ANL) aux problèmes fondamentaux des milieux granulaires non consolidés - ( ) - Montant 170 k - Porteur du projet : LAUM (B. Castagnède) - Partenaire : LPEC, Université du Maine (V. Gusev) - [E1-8,14,29,42-45,54,56,79,82,86]. Les recherches menées dans le cadre de ce projet avaient pour objectif de caractériser et de comprendre en détail, en faisant usage des méthodes acoustiques non linéaires, les comportements spécifiques des milieux granulaires non consolidés, en particulier lorsqu'ils sont en évolution : fluctuations des forces internes, processus de compaction, route vers la cristallisation, avalanches... Les méthodes d'acoustique non linéaire, qui ont démontré leur extrême sensibilité aux contacts faibles (présents au sein de tout milieu granulaire désordonné) et qui sont capables d'opérer un diagnostic rapide et non intrusif de ces milieux, ont été mises en œuvre pour le suivi temporel des processus transitoires cités ci-dessus. Les problèmes fondamentaux soulevés concernent principalement la physique et la mécanique des milieux granulaires (statistique des chaînes de force, écoulements granulaires, chaos, contacts unilatéraux, friction...) et la propagation acoustique non linéaire avec dispersion, absorption et diffusion. De nombreux résultats ont été obtenus dans le cadre de ce projet et ont été valorisés par 12 articles [E1-8,14,29,42-45,54,56,79,82,86], 4 conférences invitées, 24 présentations dans des conférences internationales, 13 communications nationales, et 2 articles de vulgarisation. Indépendamment de l effet accélérateur du projet sur les activités de l équipe dans ce domaine, il est important de noter que ce projet a contribué à faire accepter par la communauté française et internationale en physique et mécanique des milieux granulaires, le fait que les méthodes acoustiques développées récemment présentent un grand intérêt pour étudier sous un angle nouveau les processus granulaires pour la plupart encore mal compris. Ces travaux sont actuellement poursuivis dans le cadre de plusieurs collaborations nationales (projet ANR non thématique Stabingram accepté en 2010 avec l Institut de Physique de Rennes, Géosciences Rennes, et le laboratoire FAST, Fluides, Automatique, Systèmes Thermiques à Orsay) et internationales (projet PICS avec la Russie, échanges de chercheurs avec la Universidad Polytechnica de Valencia, Espagne, et avec l Université d Harbin, Chine). Contrat ANR SILENT WALL ( ) (B. Castagnède, O. Dazel, B. Brouard, C. Depollier) Problématique multi-échelle de systèmes thermo-acoustiques hétérogènes - Concevoir un mur acoustique à base de bio-matériaux composites, durée 48 mois ( ) - [E1-19,32,66]. La problématique générale de ce projet est de concevoir un mur acoustique absorbant à base de bio-matériaux composites (laine, plume, fibre de bois, matériau tissé ou aiguilleté...). Les p 20

22 partenaires sont des industriels (STEICO, BESSIERE, DASSÉ), des centres techniques (IFTH, CFBA) et des laboratoires CNRS (Centre de Morphologie Mathématique - Ecole des Mines de Paris, Laboratoire de physique de la matière condensée - Ecole Polytechnique, Palaiseau, Laboratoire de Rhéologie du bois - Université de Bordeaux). Les travaux menés au Mans consistent, dans le cadre d une collaboration avec le CTTM, en des mesures des paramètres physiques de l ensemble des matériaux du consortium, en des modélisations numériques, en un soutien théorique et en terme d interprétations en acoustique des milieux poreux auprès des différents partenaires. L un des objectifs principaux est d améliorer l absorption acoustique aux basses fréquences. Pour ceci, des mesures de paramètres acoustiques globaux à basses fréquences, telles les mesures d absorption et de transmission de divers panneaux des matériaux poreux du consortium, montés sur des plaques perforées à géométrie régulière ou fractale, sont aussi réalisées. Dans ce projet, le LAUM met en oeuvre ses compétences bien identifiées dans le domaine de la propagation acoustique dans les milieux poreux absorbants et dans les structures multicouches comportant une couche centrale poreuse. Émergence de la thématique opto-acoustique et ultrasons générés par lasers (nouvelle salle expérimentale dédiée) - CPER CND LAUM (150 k ) - projet régional paris scientifique Echo-pico (294 k ) - Projet ANR ANL-MEMS (220 k ) - recrutement de N. Chigarev (IGE 2008) - Collaboration forte avec le LPEC - [E1-9,12,33,65,67,88]. Depuis 2005, le LAUM a favorisé l émergence de la thématique opto-acoustique et génération d ultrasons par lasers au sein de l équipe AMM. C est tout d abord sur fonds propres (contrat de collaboration de recherche avec Framatome 40k ) que le premier matériel a été acquis et les premières expériences menées. L obtention d un an de financement de post-doctorat par le CNRS en (J. Zakrzewski) et le recrutement de N. Chigarev (IGE) en 2008 ont permis de démarrer efficacement les activités de recherche. La demande LAUM pour le CPER consacré à l ECND avec un volet de 150 k pour l opto-acoustique a ensuite permis de compléter le matériel et d installer une nouvelle salle expérimentale dédiée à la thématique (voir photo cicontre). Les équipements installés permettent la génération et la détection par laser d ondes acoustiques dans une plage de fréquences de 0 à 50 MHz pour des formes d ondes arbitraires et jusqu à plusieurs GHz en régime impulsionnel. Les travaux réalisés actuellement consistent en premier lieu à développer des méthodes optoacoustiques non linéaires pour la caractérisation et l imagerie de fissures dans les microstructures [E1-65,88]. Une thèse a débuté en 2009 sur ce sujet (S. Mézil, MENR). Ce sujet s insère dans un projet ANR non thématique accepté en 2010 (ANL-MEMS) en collaboration avec l IEMN UMR-CNRS En second lieu, les propriétés élastiques de matériaux soumis à des hautes pressions statiques (jusqu à plusieurs dizaines de GPa) sont étudiées à l aide des ultrasons générés par laser [E1-33], avec des applications en science des matériaux et en géophysique. Finalement, dans le cadre d un projet régional (Paris scientifique Echo-pico, en collaboration avec le LPEC), un capteur CCD à détection synchrone optique est développé pour l imagerie à échographie picoseconde et sera appliqué à l imagerie acoustique de diverses micro- et nano-structures, comprenant notamment les cellules biologiques. V.3 Partenariats et valorisation De manière générale, tout comme les membres des autres équipes, les membres de l équipe AMM interagissent étroitement avec les autres chercheurs du LAUM, de manière informelle ou formelle dans le cadre de projets ou de contrats. A l échelle locale, des collaborations existent avec le LPEC dans le domaine des ultrasons générés par laser, et sont amenées à se développer (demande Equipex 2010, projets ANR et régionaux qui débutent). Il faut noter qu à l échelle nationale, l ensemble formé par les deux équipes du LAUM et du LPEC dans ce domaine représente à notre connaissance l un des plus gros groupes de recherche académique en ultrasons laser en France. Des collaborations sont initiées dans le cadre du projet ECND-PdL avec des laboratoires de la Région et notamment à travers le co-encadrement de deux thèses, l une avec le LCPC et l autre p 21

23 avec l IRCCyN. Les collaborations au sein du pôle de compétitivité EMC2 ont abouti à la création d une plateforme collaborative en CND (PRECEND) impliquant des laboratoires et des industriels. La relation avec le CTTM (Centre de Transfert de Technologies du Mans) est entretenue, en particulier dans le domaine des matériaux poreux (développement récent d un banc de mesure de la porosité par ultrasons, maintenance et commercialisation du logiciel Maine 3A, version 1.5) mais aussi dans le domaine de l ECND (contrat Défi composites ). Au niveau national, l équipe AMM entretient des relations avec les laboratoires académiques suivants : les laboratoires de la Fédération Acoustique du Nord-Ouest (FANO FR 3110), Le LOMC (Le Havre), L IEMN (Lille), Le LUSSI (Tours), ainsi que le Laboratoire de Mécanique et d Acoustique (LMA) UPR 7051 (Marseille), l Institut de Physique de Rennes (IPR) UMR-CNRS 6251, le LCPC de Nantes, l Institut Langevin (Paris), l ENTPE (Vaux-en-Velin). Comme évoqué précédemment, le plus souvent dans le cadre de contrats, des partenariats existent avec les entreprises ou institutions suivantes : CEA (contrat CASSIS), EDF, Areva (contrat Framatome), Mecachrome (contrat AMETIS), Airbus (contrat DEFI composite), Daher (contrat Ecowingbox), Cetim. Brevets / contrats / transfert (notamment à travers le CTTM, Centre de Transfert de Technologies du Mans, département acoustique) Action de valorisation des antennes paramétriques pour la caractérisation des matériaux poreux Nouvelle version du logiciel MAINE 3A V1.5 (juin 2010) Au niveau international, les collaborations suivantes sont soulignées, pour leur caractère formel, historique ou particulièrement fructueux : Université Catholique de Louvain - Belgique, Université Polytechnique de Valence - Espagne, Université d Hokkaido - Japon, Institut de Physique Appliquée - Nyzhny Novgorod - Russie (PECO-NEI , PICS ), CIMATUniversidad de Chile (ECOS et ), Université de Casablanca (Maroc), Politecnico de Torino (Italie), ENI de Sfax (Tunisie), USTHB d Alger (Algérie). D autres collaborations, plus ponctuelles, informelles ou récentes existent avec le KTH (Stockholm, Suède), Caltech (Pasadena, USA), Université des Sciences et Technologies de Nanjing (Chine), Université de Harbin (Chine). p 22

24 VI Équipe E2 : Transducteurs Professeurs GAVIOT Étienne* LEMARQUAND Guy* LEMARQUAND Valérie* PICART Pascal* SIMON Laurent* Maîtres de Conférences BEQUIN Philippe DURAND Stéphane* MONTRESOR Silvio PENELET Guillaume POLET Frédéric YAAKOUBI Nourdin LE DUFF Alain (ESEO) Chercheurs CNRS LOTTON Pierrick (DR) * ITA/IATOS dédié à l'équipe CAMBERLEIN Lionel, IR * 7 HDR VI.1 Thématiques scientifiques D'un point de vue général, les recherches menées dans l'equipe "Transducteurs" portent sur la modélisation (approches analytiques et développement de méthodes numériques) et l'étude expérimentale de transducteurs «acoustiques» (capteurs, actionneurs, convertisseurs d'énergie) ainsi que sur le développement du traitement du signal associé. L'étude des transducteurs acoustiques se situe à l'interface entre plusieurs disciplines scientifiques.par suite, elle nécessite la mise en commun de différentes compétences fondamentales (en acoustique, thermique, optique, magnétisme, électricité, traitement du signal, etc.) et de savoir-faire technologiques variés (métrologie optique, conditionnement du signal, micro-fabrication en salle blanche, etc.). Parce qu'elle dispose, à des niveaux divers, de ces compétences multiples, l'équipe "Transducteurs" aborde aussi bien des études fondamentales que technologiques, allant jusqu'à la valorisation et le transfert de technologies, dans la plupart des cas en liaison avec des applications précises. Ces recherches s'effectuent, pour une part, dans le cadre de contrats engagés en réponse à des sollicitations extérieures (contrats industriels notamment) et, pour une autre part, dans le cadre de projets structurants qui permettent à l'équipe de construire sa politique scientifique propre. Parallèlement, l'équipe encourage ses membres à développer leurs propres thématiques [E2 10, 23, 27, 35], dont certaines constitueront à n'en pas douter les thèmes de recherche de demain. L'équipe "Transducteurs" réunit trois Opérations de Recherche (OR) suivantes : L'Opération de Recherche "Capteurs et Actionneurs" (OR CapA) a pour objet la modélisation, le développement et la caractérisation de sources acoustiques et de capteurs divers dont les principes reposent sur différents procédés de transduction (électrodynamique, électrostatique, piézoélectrique, ionique pour ne citer que les principaux). Les applications visées concernent différents domaines tels que l'audio, la téléphonie, la métrologie, etc. Parallèlement, une partie de l'activité de l'or porte sur le développement de systèmes de métrologie optique (holographie numérique, interférométrie, vélocimétrie Laser Doppler) permettant l'étude non intrusive de champs acoustiques ou de structures mécaniques en vibration. L'Opération de Recherche "Microsystèmes Acoustiques" (OR MicA) porte sur le développement de micro sources et de micro capteurs acoustiques (microphones miniatures sur puce silicium, par exemple), mais aussi de micro/mini capteurs thermiques (fluxmètres, par exemple) indispensables à la caractérisation des systèmes (thermo-)acoustiques. L'activité de cette OR porte également sur le développement de micro-structures mécaniques, dont certaines dotées de micro-capteurs, et qui répondent aux besoins de l'équipe, notamment dans le cadre de l'étude des systèmes thermoacoustiques miniatures. Par ailleurs, du fait des compétences nécessairement variées des membres de cette Opération de Recherche qui est transverse par nature (micromécanique, thermique, optique, ), l'or héberge également des activités de recherche à la frontière de p 23

25 l'acoustique (microphotonique intégrée, micro-systèmes thermodynamiques) [E2 1, 6, 9, 11, 15, 18-22, 25, 36, 38, 66 71, 86].. L'Opération de Recherche "Thermo-Acoustique" (OR ThermA) porte aussi bien sur l'étude du processus thermo-acoustique (interaction entre un fluide siège d'oscillations acoustiques et une paroi solide, qui prend place dans les couches limites viscothermiques à proximité de la paroi) que sur celle des les machines thermoacoustiques proprement dites (moteurs, réfrigérateurs ou pompes à chaleur). Ces études sont menées principalement suivant deux axes : phénomènes transitoires et non-linéaires (acoustiques et thermiques) qui se développent dans les systèmes thermoacoustiques et réduction d'encombrement de ces systèmes (l'objectif à terme étant la miniaturisation des systèmes thermoacoustiques). Comparativement à la structuration qui avait cours lors de la rédaction du précédent rapport quadriennal, le nombre d'or est passé de quatre à trois, ceci essentiellement pour deux raisons. D'une part, les anciennes OR "VLD" et "Mesures optiques", toutes deux dédiées à l'étude de capteurs optiques, ont été intégrées à l'or "Capteurs et Actionneurs", vu l'évolution des liens qui se tissent entre les études. D'autre part, l'activité "microsystèmes acoustiques", autrefois hébergée dans l'or ThermA, s'est étoffée en termes de recherches sur les micro-capteurs (acoustiques ou autres) et sur les microsources acoustiques ; elle constitue aujourd'hui une OR à part entière, marquant ainsi l'intérêt porté par l'équipe à son développement. VI.2 Faits marquants et résultats Parmi tous les thèmes de recherche abordés par l'équipe, cinq d'entre aux sont présentés ici en raison de leur importance en termes de contrats de collaborations extérieures et de moyens dont ils disposent à l'heure actuelle et parce qu'ils sont représentatifs de l'ensemble des activités de l'équipe. Contrat ANR "Microthermac" "Transports non linéaires de masse et de chaleur par effets thermo-acoustiques dans les micro-systèmes : applications à la réfrigération" - 42 mois ( ) - collaboration avec le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'acoustique (LMFA) de l'ecole Centrale de Lyon (ECL) et le Laboratoire TREFLE de l'université de Bordeaux- Montant global 500 k, part LAUM 200 k [E2 7, 8, 17, 26, 39, 43, 45]. L insuffisance de l évacuation de la chaleur des circuits électroniques et capteurs industriels est un verrou technologique qui bloque aujourd hui la poursuite de la miniaturisation de ces systèmes. L utilisation de machines thermoacoustiques miniatures (moteur, réfrigérateur ou pompe à chaleur) réalisées par procédés MEMS devrait permettre de lever ce verrou. Des premiers essais de miniaturisation des systèmes thermoacoustiques ont été tentés, notamment aux USA, sans réel succès industriel à ce jour. De fait, il est essentiel d entreprendre des études fondamentales, qui sont de nature à aborder directement les problèmes posés par la miniaturisation et à exploiter les nouvelles possibilités que pourraient offrir les dimensions de ces microsystèmes. C est l objet des études menées dans le projet ANR "MicroThermAc", dont les objectifs initiaux étaient les suivants : 1. reprendre à ces échelles les études sur les phénomènes non linéaires, les couplages acousto-thermiques et autres phénomènes complexes qui apparaissent; 2. explorer de nouvelles voies concernant chacun des éléments constitutifs d une machine thermoacoustique (source acoustique, guide d'onde, fluide de travail, noyau actif ("stack") et échangeurs) et faire des choix d architectures adaptées à la miniaturisation de ces systèmes; 3. adapter et réaliser une instrumentation spécifique à la "micro acoustique" et à la "micro thermique"; 4. réaliser, au terme du projet, un démonstrateur compact et un système résonant miniature. Au LAUM, les travaux réalisés résultent de recherches menées en commun par l'or "ThermA" et l'or "MicA". Dans leur grande majorité, les travaux ont été menés de manière à étudier séparément différents phénomènes, privilégiant de fait les configurations académiques et les p 24

26 études sur maquettes de dimensions non réduites avant toute miniaturisation. L'ensemble des travaux réalisés a conduit à des résultats de différentes natures. D'une part, ces travaux ont permis la description et l'interprétation de phénomènes physiques complexes, encore mal compris au début de ce contrat, se développant dans les machines thermoacoustiques, et en particulier dans les machines miniatures (écoulements redressés, écoulements tourbillonnaires aux extrémités du noyau thermoacoustique, comportement transitoire). Dans certains cas, des critères de dimensionnement des systèmes ont pu être établis à partir de ces interprétations physiques. D'autre part, des avancées significatives ont été réalisées en métrologie (microphone miniature à contre électrode non plane, micro-capteurs thermiques). Ces avancées étaient nécessaires pour la caractérisation et le contrôle des systèmes thermoacoustiques miniatures. Néanmoins, l'utilisation des ces nouvelles techniques métrologiques dépasse le simple cadre de la thermoacoustique (applications en audiologie ou en contrôle thermique, par exemple). Enfin, la mise en commun des résultats issus de ces différents travaux a conduit à l'élaboration d'un prototype de démonstration de réfrigérateur thermoacoustique de dimensions réduites. La majorité des objectifs fixés initialement a été atteinte au terme de ce projet ANR. En particulier, des avancées significatives ont été réalisées dans la compréhension des phénomènes complexes qui se développent dans ces systèmes, notamment grâce au développement d'outils numériques et expérimentaux dédiés. Les innovations technologiques et les études exploratoires réalisées permettent d'envisager aujourd'hui une miniaturisation des systèmes à moyen terme. Reste que certains verrous n'ont pas pu être levés. C'est le cas en particulier de la miniaturisation des sources acoustiques qui devra faire l'objet d'études complémentaires dans le futur. Contrat Région Pays de la Loire "Magic" Volet "Paris Scientifiques Régionaux"- 42 mois ( ) Montant 450 k [E2 13, 14, 31 33, 50 63, 78-81] Le projet MAGIC est un projet fédérateur du laboratoire, porté par l'or "CapA" de l'équipe "transducteurs" et faisant intervenir des collègues de l'équipe "Vibrations, acoustique guidée et écoulement". Il concerne l'étude d'un nouveau type de haut-parleur électrodynamique dont le guidage mécanique de l équipage mobile est réalisé au moyen de joints de ferrofluide (huile chargée de particules magnétiques) et dont le moteur magnétique ne comporte pas de fer. Ce nouveau concept de haut-parleur permet d'éliminer les effets non linéaires présentés par les haut-parleurs classiques, non linéarités liées au comportement des suspensions périphériques de la membrane ou à la présence de fer dans le circuit magnétique. Reste que, sur d'autres points, il est nécessaire d'apporter des améliorations avant d'envisager l'industrialisation et la commercialisation de ce nouveau type de haut-parleur. C'est l'objet des travaux de recherche menés dans ce projet. Le programme de travail s articule autour des trois tâches : 1. étude d une suspension de haut-parleur électrodynamique par joint ferrofluide. 2. comportement vibroacoustique de haut-parleurs. 3. détection et caractérisation des non linéarités de haut-parleurs. Sur la base de ce principe innovant de haut-parleur, 6 brevets ont été déposés, qui ont fait l'objet de cession de licence pour différentes entreprises. Citons en particulier la société "Acoustical Beauty" basée au Mans qui développe et propose à la vente des enceintes acoustiques haut de gamme munie de ce type de haut-parleurs. Contrat ANR Saipon Systèmes embarqués et grandes infrastructures mois ( ) collaboration avec un partenaire industriel, l'institut d'electronique Fondamentale (IEF) de l'université Paris sud Orsay et l'institut des Nanotechnologies de Lyon (INL). Montant global 2.4 M, part LAUM 270 k [E2 B10] p 25

27 L'activité de recherche sur l utilisation de haut-parleurs et de microphones de type MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) se fait dans le cadre d une ANR «Système Audio In Package Pour Objets Nomades» (SAIPON). La chaîne de reproduction sonore représente un quart de la consommation globale d'un téléphone cellulaire. Le faible rendement de ces dispositifs (tres inférieur à 1%) limite l autonomie de ces objets nomades. Le projet SAIPON propose l'optimisation de l'ensemble de la chaîne audio par une approche globale de conception et le développement d'un haut parleur innovant en technologie MEMS, ce qui permet de diviser au moins par 10 la consommation électrique accroissant d autant l autonomie. Il s agit là d un domaine à forts enjeux économiques. Avec un milliard de téléphones cellulaires vendus dans le monde en 2007, il est très probable que les retombées économiques seront importantes (le marché des dispositifs audio embarqués représente un chiffre d'affaire de 400Md$ pour les téléphones portables et 150Md$ pour les tablettes et netbook). Naturellement, cette innovation a été protégée par un brevet et a donné lieu à de profondes discussions sur le régime de propriété intellectuelle au sein de l'anr Métrologie fine Plusieurs contrats avec le Laboratoire National d'essai [E2 2-4,34, 41, 42, 72, 83 ] De manière récurrente et souvent indépendante, l'équipe "Transducteurs" a régulièrement été contactée ces dernières années par le Laboratoire National d'essai (LNE) ou l'institut National de Métrologie (IMN) pour participer à des projets relevant de la métrologie fine : étalonnage de microphones MEMS, modélisation numérique du champ acoustique dans un résonateur quasisphérique (étude entrant dans le cadre de la redéfinition du Kelvin et de la mesure fine de la constante de Boltzmann), modélisation numérique des éléments constituant une oreille artificielle, instrumentation micro-thermique, etc. Ces sollicitations extérieures ont donné lieu à plusieurs contrats, portés principalement par l'or "MicA", qui font que cette OR est aujourd'hui fortement impliquée dans les projets nationaux (et internationaux) liés à la métrologie normative. ANR "IMHOTEC" (IMagerie HOlographique Numérique Trichromatique Et Challenges en Acoustique et Mécanique des Fluides), 40 mois, , 418k et Contrat région "MITHODIC" Paris scientifique régional, 24 mois, , 170k [E2 12, 16, 24, 29, 30, 44, 48, 49, 73, 74, 76, 84, 85] Cette activité de l'or "CapA" porte principalement sur le développement de techniques d holographie numérique en couleur à deux et trois longueurs d onde en vue d'applications à la mesure non intrusive du champ acoustique, en milieux granulaires notamment, et des écoulements turbulents. Les travaux réalisés ont principalement porté sur la modélisation analytique du processus de formation des images holographiques numériques, le développement de nouveaux algorithmes à bande passante spatiale adaptée pour l holographie multichromatique et le développement de méthodes d holographie numérique couleur à deux et p 26

28 trois longueurs d ondes en régime continu et peudo-pulsé. Ces outils ont été appliqués à l étude de la dynamique des milieux granulaires (collaboration avec l'équipe "Acoustique et mécanique des Matériaux), à celle du comportement de structures composites excitées par un actionneur piézoélectrique et à celle des écoulements turbulents à nombre de Mach subsonique (collaboration ONERA) et supersonique (collaboration ISL). Ces travaux sont amenés à se développer dans les années à venir, d'une part dans le cadre du projet ANR Blanc "IMHOTEC" sélectionné en 2010 qui vise des applications en acoustique des milieux granulaires, en thermo-acoustique et en écoulements turbulents, et d'autre part dans le cadre du projet Région Pays de la Loire -Pari scientifique "MITHODIC", sélectionné en 2010, dont l'objet est l'étude et le développement de la tomographie holographique numérique trichromatique pour les micro-objets et les objets microbiologiques. VI.3 Partenariats et valorisation Les membres de l'équipe "Transducteurs" interagissent en interne au LAUM avec les collègues des autres équipes, soit de manière informelle, soit parce qu'ils émargent dans plusieurs équipes et sont impliqués dans les projets de ces différentes équipes, soit encore dans le cadre de projets transverses à plusieurs équipes (comme le projet Régional "Magic" par exemple). Au niveau national, l'équipe entretient des collaborations avec de nombreux acteurs de la recherche académique française. Notons principalement les collaborations avec: le LMFA UMR 5509, le LEA UMR 6609, le LIMSI UPR 3251, le TREFLE UMR 8508 et le FEMTO-ST dans le cadre du projet ANR "Microthermac" et du Groupe de Recherche (GDR) en thermoacoustique créé en 2007, l'ipr de Rennes, l'ens Cachan et l'imn de Nantes dans le cadre des travaux menés sur la microphotonique intégrée, l'institut d'electronique Fondamentale d'orsay, l'institut des nanotechnologies de Lyon dans le cadre du projet ANR Saipon, l'onera, l'ecole Nationale Supérieure des Mines de St Etienne, l'institut franco-allemand St Louis et l'université Blaise Pascal de Clermont Ferrand dans le cadre des recherches sur les méthodes optiques pour l'acoustique et du GDR 2519 "Mesure de champs et identification en mécanique du solide", le LMA UPR 7051, l'esiee, l'eseo, le LSA UMR 5180 dans le cadre de projets divers. Notons également les contrats passés avec le LNE et/ou l'inm dans le cadre des travaux sur la métrologie fine [3 contrats depuis 2006 pour un montant total de 120 k ]. En ce qui concerne les collaborations internationales, plusieurs membres de l'équipe "Transducteurs" sont impliqués dans la co-direction de thèses en cotutelle avec l'université Technique de Prague (République Tchèque), l'université de Kunming (Chine), l'université Unicamp de Campinas (Brésil) ou l'université de Sfax (Tunisie). Par ailleurs, deux Projets Hubert Curien (PHC) viennent encadrer les collaborations avec l'université Technique de Prague et l'université d'edimbourg. Enfin, de nombreuses collaborations hors cadre : Université de Wroclaw (Pologne), Stokes Research Institute (Irlande), National Physical Laboratory (UK), Ecole Polytechnique de Montréal, Université de Sendaï (Japon)... se traduisent notamment par des échanges de chercheurs (professeurs invités, conférences invitées...). Outre les contrats institutionnels (ANR, Région), l'équipe "Transducteurs" a porté plusieurs contrats industriels, signés notamment avec Renault [ /75 k ] et Orkidia [ /45 k ]. p 27

29 VII Équipe E3: écoulement. Professeurs DALMONT Jean-Pierre* GAUTIER François* GENEVAUX Jean-Michel* PEZERAT Charles* Vibrations, Maîtres de Conférences ALMEIDA André AYRAULT Christophe BI Wenping GAZENGEL Bruno* JOLY Nicolas * LIHOREAU Bertrand RICHOUX Olivier THOMAS Jean-Hugh acoustique Chercheurs CNRS guidée et ITA/IATOS dédié à l'équipe AUREGAN Yves (DR) * FELIX simon (CR) GILBERT Joël (DR) * PAGNEUX Vincent (CR) * 8 HDR VII.1 Thématiques scientifiques D'un point de vue général, les recherches menées dans l'équipe "VAGuE", (Vibration, Acoustique Guidée, et Ecoulements) s appuient sur les compétences de l équipe dans les domaines suivants : théorie et métrologie des guides d ondes, théorie et analyse modale, aéroacoustique, dynamique des systèmes non-linéaires. Ces recherches concernent la résolution de problèmes liés au rayonnement de source sonores, qu ils soient souhaités (facture instrumentale) ou non (aéronautique, rayonnement de structures vibrantes, ), ainsi que leur diffusion (acoustique urbaine). Les travaux menés dans ce cadre abordent ces problèmes aussi bien d un point de vue fondamental (approches analytiques et développement de méthodes numériques) que d un point de vue expérimental (développement de systèmes de mesure et de simulation). L'équipe "VAGuE" réunit 4 Opérations de Recherche (OR) : L'Opération de Recherche "Physique des Instruments de Musique" (OR PIM) regroupe les activités d acoustique et mécanique appliquées aux instruments de musique, et plus particulièrement aux instruments à vent (anches et cuivres) [E3-12, 13, 19-21, 29, 3335, 38, 51, 56, 57, 61] et à cordes (cordes pincées et frottées) [E3-15, 45, 59]. L objectif est de comprendre plus finement le fonctionnement de ces instruments ce qui implique le développement de modèles analytiques et numériques et le développement de bancs de caractérisation (mesure d impédance, «lutherie tools», ) ou de mesure en situation de jeu (bouches artificielles, becs instrumentés, ). Les résultats obtenus trouvent des applications en synthèse, organologie, facture instrumentale et pédagogie musicale. Une mission importante de l OR PIM est la diffusion de la culture scientifique et technique auprès des musiciens et des facteurs d instruments et elle participe ainsi de façon très importante au rayonnement de l acoustique en France (participation au Groupe Spécialisé d Acoustique Musicale de la Société Française d Acoustique). Cette OR comprend 5 chercheurs représentant 2.5 CETP (chercheur équivalent temps plein). Cette OR a vu ses activités renforcées par l arrivée de André Almeida (MCF) et l investissement croissant dans cette OR de Bruno Gazengel (MCF HDR). L'Opération de Recherche "Vibro-Acoustique" (OR VA) a pour objectif le développement de méthodes de modélisation et de caractérisation expérimentale de systèmes dans lesquels sont impliqués des mécanismes de couplages entre vibrations mécaniques et champ acoustique [E3-4, 9, 18-20, 27, 28, 36, 37, 42-44, 48]. Des méthodes analytiques (intégro-modale), numériques (éléments finis et de frontière) et expérimentale (holographie acoustique temps réel, formation de voie, ) en vibroacoustique sont développées. Les thématiques abordées relèvent de l étude des vibrations moyennes et hautes Frequences (méthodes énergétiques, rayons vibratoires, trou noir acoustique) et des couplages fluide-structure (traitement acoustique de parois, couplage via un film fluide, couplages en conduits et cavités). Cette OR a bien pris la mesure de la précédente évaluation qui pointait sa relativement faible activité contractuelle puisque p 28

30 cette OR s est engagée dans un certain nombre de contrats industriels (3 thèses CIFRE en cours) et que d autres contrats sont en cours de négociation. Cette OR comprend 8 chercheurs représentant 3.3 CETP et a la particularité d être composée essentiellement d enseignants-chercheurs de l ENSIM. Cette OR a été particulièrement renforcée depuis 2009 puisque l on peut noter les arrivées de Charles Pézerat (Pr), Marie-Hélène Moulet (PAST ENSIM-CTTM) et d Adrien Pelat (MCF). Notons enfin que Jean-Claude Pascal est devenu professeur émérite et que Nicolas Dauchez a été promu professeur à l institut supérieur de mécanique de Paris (Supméca). L'Opération de Recherche "Guides Inhomogènes ou avec Ecoulement" (OR GIE) se concentre sur les études de propagation guidée dans les conduits pour des géométries et conditions aux limites complexes, des phénomènes de résonance et des effets de couches limites [E3-5-7, 11, 16, 17, 26, 32, 46, 52-55, 62-64]. Pour le point de vue théorique et numérique, la méthode multimodale est le plus souvent utilisée pour son efficacité numérique dans les gammes de fréquences et/ou des géométries tridimensionnelles difficilement abordables par des méthodes usuelles (Eléments finis par exemple). L approche expérimentale est elle aussi très présente dans cette OR, notamment grâce au banc à écoulement permettant de mesurer très finement les effets d écoulement proche des parois traitées [E3-24, 60] et également dans le cadre de l ANR «Tourbillonde» qui utilise l analogie «ondes acoustiques-ondes à la surface de l eau» pour obtenir des mesures résolues en temps et en espace de champs ondulatoires 2D [E339-41, 47]. Cette OR comprend 5 chercheurs représentant 2.2 CETP, est le fruit de la fusion des OR "Acoustique des conduits traités" et "Acoustique hautes fréquences". L'Opération de Recherche "Acoustique Urbaine" (OR AU) étudie la propagation du bruit en milieu urbain, en relation avec la morphologie complexe de ce milieu, en en distinguant plusieurs caractéristiques essentielles : l ouverture de la rue sur le ciel, la géométrie complexe des façades, l hétérogénéité de l air comme milieu de propagation et la morphologie globale d un quartier [E3-49, 50, 65]. Compte tenu des questions scientifiques ouvertes et des enjeux actuels du bruit dans la ville, l objectif de cette OR est le développement d une description ondulatoire de la propagation du son dans un milieu urbain, qui permette une compréhension «physique» des phénomènes mis en jeu. Des approches théoriques et expérimentale sont menée conjointement, en privilégiant une interaction forte entre les deux approches. Cette OR comprend 6 chercheurs représentant 2.1 CETP et a la particularité d être composée de jeunes chercheurs et enseignants-chercheurs épaulés par des seniors émargeant principalement dans d autres OR (V. Pagneux et L. Simon). VII.2 Faits marquants et résultats Parmi les nombreux thèmes de recherche abordés par l'équipe "VAGuE", l'accent est porté ici sur 5 thèmes particulièrement importants et représentatifs de l'activité de l'équipe. Contrats ANR "PAFI" (Plateforme d aide à la facture instrumentale, , aide alloué 606 k dont 168 k pour le LAUM, porteur du projet) et "SDNS AIMV " (Systèmes dynamiques non linéaires - Application aux instruments de musique à vent, , aide alloué 282k, LAUM porteur du projet). L objectif du projet PAFI est le développement d une plateforme multi-instruments, composée d éléments spécifiques et dédiés tant matériels (capteurs de vibration, de force, de pression acoustique, boîtiers de conditionnement des signaux...) que logiciels (analyses, traitements, calculs, capitalisation ) a destination des artisans facteurs d instruments de musique. De ce fait le projet doit intégrer la forte contrainte d investissement limité des entreprises artisanales en recherche et développement. Le projet PAFI ne se résume pas uniquement au développement de solutions technologiques «clefs en main». Il est également question ici d initier une dynamique pérenne de travail entre les ateliers et les laboratoires par un travail de recherche appliquée établi en interaction étroite avec le soutien du Pôle national d innovation des métiers de la musique (basé à l ITEMM). Cet accompagnement des entreprises dans la mise en place d études p 29

31 d intérêt collectif pour l ensemble de la filière instrumentale représente une approche originale et structurante du projet PAFI. L'objectif principal du projet SDNS AIMV est de mieux comprendre le comportement des instruments auto-entretenus lors de changements de paramètres (régimes transitoires), une thématique qui complète judicieusement le projet PAFI. En effet, beaucoup de questions liées aux problèmes de transitoires ont une relation avec la technique de jeu qu'un instrumentiste doit apprendre à développer. Les avancées sur la connaissance de l'instrument pourront donc être appliquées à une aide à l'apprentissage d'un instrument à anche. La partie finale de ce projet consiste notamment à la recherche et au prototypage de dispositifs d'aide à l'enseignement de l'instrument. Ces deux projets démontrent que les recherches sur la physique des instruments de musique dépassent largement le cadre strict du laboratoire et que ces recherches éveille un intérêt certain de la part de tous les acteurs de la filière instrumentale (musiciens, facteurs, mélomanes). Contrats ANR "Acouville" (Propagation d ondes acoustiques en milieu urbain, Montant 200 k ) et région "EM2PAU" (Influence des effets micro-météorologiques sur la propagation en milieu urbain, , 14 k ) [E3-65] Le projet Acouville a pour objet d'étudier d'une part les mécanismes physiques mis en jeu dans la propagation du bruit en milieu urbain, et d'autre part leur relation à la morphologie complexe de ce milieu. Plusieurs caractéristiques essentielles sont à distinguer : l'ouverture de la rue sur le ciel, la complexité de la géométrie des façades, l'hétérogénéité du milieu de propagation (l'air), la morphologie globale d'un quartier. Chacune de ces caractéristiques constitue un axe de recherche, afin d'en explorer les problématiques spécifiques. On peut ajouter une cinquième thématique, traitée dans le projet EM2PAU, dont le but est d évaluer les interactions entre les effets micrométéorologiques et la propagation acoustique dans une rue, puis d intégrer ces effets dans des codes de calculs spécifiques à la propagation acoustique en milieu urbain. Ces projets permettront de disposer d'outils de prédiction et de mesure fiables des ambiances sonores urbaines qui sont indispensables pour réduire ou maîtriser le niveau sonore urbain. Contrat ANR "Tourbillonde" (Interactions fortes Ondes de surface/ tourbillons et autres diffuseurs) , montant 72 k pour le LAUM) [E , 47] A la suite des travaux déjà entamés lors d un programme de jeune équipe CNRS au début des années 2000, ce projet ANR regroupe le LAUM et deux laboratoires de l ESPCI Paristech (PMMH et LOA). Il a permis de mettre en place une expérience fondée sur l analogie entre la propagation des ondes acoustiques et celle des ondes à la surface de l eau. Par rapport à une expérience concernant directement une onde acoustique, cette expérience nous permet d une part de visualiser l ensemble du champ, et d autre part de mesurer le champ de l onde en tout point. La technique mise au point est fondée sur la profilométrie par transformée de Fourier (FTP). Les avantages de cette approche concernent principalement deux points : 1) les capteurs de champ (optiques) sont nonintrusifs et ne perturbent donc ni l écoulement moyen ni l onde, 2) les fréquences mises en jeu sont beaucoup plus faibles (quelques Hertz) qu en acoustique ce qui facilite le traitement des signaux obtenus. La premier problème p 30

32 physique que nous avons ainsi caractériser expérimentalement est celui du mode localisé dans un guide d onde à deux dimensions. Programmes "ARCOCE" (ARrières COrps COmposites Ceramiques) et "REBECCA" ((REduction du Bruit moteur avion par des Concepts technologiques Avancés) Fonds Interministériel de Soutien aux Projets de Recherche & Développement collaboratifs des Pôles de compétitivité Collaboration SPS (SNECMA Propulsion Solide)/LAUM 4 ans ( et ) Montant k [E3-10, 11, 24, 60]. L'objectif de ces contrats est d'augmenter les niveaux de maturité et de compétitivité du matériau CMC (Composite à Matrice Céramique) du futur plug Leap56 et de fabriquer un plug démonstrateur avec traitement acoustique. Ce programme mené en collaboration entre Snecma Propulsion Solide, Snecma, CEA, Alphanov et 6 laboratoires (LCTS, MATEIS, PROMES, LAUM, LMT et UCCS). Au niveau du LAUM, ce programme permet de faire des études appliquées et aussi fondamentales sur l'effet d'un écoulement turbulent sur l'impédance d'un traitement placé en paroi d'un conduit. Dans le prolongement du programme ARCOCE, le programme REBECCA (colabellisé par les pôles Aerospace Valley et Astech, et cofinancé par le FUI et les collectivités territoriales) a pour objectif de mettre au point un traitement acoustique haute fréquences en CMC pour moteurs aéronautiques civils (diminution du bruit de turbine). Le début du programme été consacré à identifier l ensemble des technologies envisageables et à mener les premières faisabilités, en s appuyant sur des avant-projets préliminaires de tuyère primaire avec traitement acoustique. Projet " RT-NAH " (Real-Time Nearfield Acoustic Holography) Ce projet concerne une nouvelle méthode d'holographie acoustique adaptée à l'étude de signaux non stationnaires dont les propriétés fluctuent au cours du temps. Cette méthode d'holographie instantanée reconstitue en temps continu les signaux émis par des sources à partir des signaux captés par une antenne de microphones. La méthode se différencie des méthodes existantes utilisées sur des signaux transitoires qui sont principalement la "Time Domain Holography" proposée par Hald et utilisée par le CNAM et la "Transient Method" proposée par Deblauwe, Béguet et coll. La méthode a jusqu'à présent été principalement testée sur des cas simulés et doit être maintenant appliquée à des cas plus industriels. Ce travail est l'occasion de réunir les compétences existantes avec celles d'un professeur nouvellement nommé au laboratoire (C. Pézerat) notamment en termes de reconstruction d'efforts excitatoires. Sur ce thème, des travaux concernant la mesure par antennerie des sources acoustiques au passage de TGV à 380 km/h sont également menés en collaboration avec la SNCF (thèse CIFRE). VII.3 Partenariats et valorisation Les membres de l'équipe "VAGuE" interagissent, en interne au LAUM, avec les collègues des autres équipes, soit de manière informelle, soit parce qu'ils émargent dans plusieurs équipes et sont impliqués dans les projets de ces différentes équipes, soit encore dans le cadre de projets transverses à plusieurs équipes (comme le projet Régional "Magic" par exemple). Au niveau local, l'équipe entretient des relations privilégiées avec le Centre de Transfert de Technologie du Mans (CTTM) en particulier dans le domaine de l antennerie et de la vibroacoustique. Notons que Marie-Hélène Moulet a récemment été recrutée sur ces thématiques comme PAST CTTM/ENSIM. On peut également citer le développement d un capteur d impédance acoustique dont la vocation première est la mesure d impédance d entrée d instruments à vent mais qui se révèle tout à fait performant -en particulier en basses fréquences- pour la caractérisation de matériaux absorbants ce qui donne lieu a des collaboration avec l équipe matériaux. L équipe entretient également des liens privilégiés avec l Institut Technologique Européen des Métiers de la Musique et en particulier son pôle d innovation. Au niveau national, l'équipe entretient des collaborations avec de nombreux acteurs de la recherche académique française. Notons principalement les collaborations avec L ESPCI Paris p 31

33 Tech, le LCPC Nantes, le LRPC de Strasbourg, l Institut FEMTO-ST, Télécom Paris Tech, l IRCAM, l IRCCyN de Nantes, le LMF de Nantes, le LMA de Marseille, l Institut Jean Le rond d Alembert, le Musée de la Musique, Le LAUM est intégré au GDR3372 «Ville Silencieuse Durable - VISIBLE» et à l'institut de Recherche en Sciences et Techniques de la Ville (IRSTV, FR 2488) où Simon FELIX est responsable scientifique du Projet de Recherche Fédératif "Environnement Sonore Urbain" depuis 2009 En ce qui concerne les collaborations internationales de nombreuses collaborations hors cadre se traduisent notamment par des échanges de chercheurs (professeurs invités, conférences invitées, etc.) avec les universités suivantes : Campinas (Brésil), Uberlandia (Brésil), Loughborough (RU), Salford (RU), Sheffield (RU), Edimbourg (RU), Valencia (Espagne), Vancouver (Canada), Gand (Belgique), Chalmers (Suède), Eindhoven (Pays-Bas), Universidad de Chile (Chili), Manchester (Angleterre) Outre les contrats institutionnels (ANR, Région), l'équipe "VAGuE" a porté plusieurs contrats industriels, signés notamment avec la Fondation de Recherche pour l'aéronautique et l'espace, AIRBUS, SNECMA... Par ailleurs un certain nombre de contrats CIFRE ont été conclus avec EDF, Airbus, Faurecia, Renault, Vandoren, la SNCF. p 32

34 VIII Bilan du groupe GSII de l ESEO VIII.1 Historique du groupe Le Groupe Signal Image et Instrumentation (GSII) est un des 6 groupes de recherche de l Ecole Supérieure d'électronique de l Ouest (Groupe-ESEO). Créée il y a plus de 50 ans, l ESEO est une grande école d ingénieurs à statut privé associatif et reconnue d'utilité publique. Elle forme des ingénieurs reconnus dans les domaines de l Electronique, de l Informatique, des Technologies de l'information et de la Communication. De par son statut privé et ses choix de développements stratégiques, depuis sa création à la fin des années 1950 et jusqu à la fin des années 1990, l'eseo n'avait pas les moyens financiers de supporter une activité de recherche "académique". Le début des années 2000 a été marqué par un changement stratégique important de l'eseo qui a souhaité engager ses enseignantschercheurs dans une activité de recherche académique de qualité. Pour s engager dans cette activité de recherche, quelques enseignants chercheurs de l ESEO ont choisi de s associer pour former un groupe de recherche : le GSII. La stratégie première de ce groupe a été, d éviter à tout prix une démarche individuelle pour définir collectivement et en association avec des laboratoires universitaires et des Ecoles, un axe de recherche original. La thématique de recherche qui a été choisie par le GSII est centrée sur le traitement du signal et de l image pour la mesure, l instrumentation et le développement de capteurs. Ce domaine s'intègre parfaitement dans les activités "historiques" de l'eseo en pédagogie et transfert de technologie qui demandent des compétences du corps enseignant en électronique analogique en basses et hautes fréquences, en systèmes embarqués, en outils et méthodes de traitement en temps réel de l information (DSP et FPGA). Cette stratégie de développement a grandement été facilitée par des contacts personnels et privilégiés qu entretenaient quelques enseignants chercheurs du GSII avec des laboratoires comme le LAUM, le LEN7 de l ENSEEIHT à Toulouse ou le CHU d Angers spécialisés respectivement en acoustique, optoélectronique et biomédical. Cette démarche a exigé un travail permanent de dialogue avec des communautés scientifiques différentes pour définir ce que le GSII peut apporter comme solution scientifique et technologique aux problèmes de la mesure et de l instrumentation. Le travail de ce groupe se situe donc à mi-chemin entre, d'une part, les spécialistes des algorithmes et de la théorie du signal, et d'autre part, les spécialistes de la physique ou du domaine biomédical. Constatant que, au cours des dernières années, une large part des activités et des projets du groupe GSII se faisaient en lien avec le LAUM, les chercheurs du groupe ont souhaité être intégrés au LAUM comme chercheurs associés (en 2007) et souhaitent maintenant participer à part entière au fonctionnement du LAUM. Cette volonté est appuyée par la direction de l'eseo (voir la lettre du directeur de l'eseo en Annexe du Projet). La direction est garante de l'équilibre financier de l'eseo et souhaite dégager du temps pour les activités de recherche. Il a été décidé de placer la charge "normale" des enseignants du groupe GSII de l'eseo à 256 h ETD, soit à mi-chemin entre celle d'un maître de conférences (192 h ETD) et celle d'un PRAG (384 h ETD). Le changement récent de stratégie de l'eseo explique le faible taux de publication du groupe GSII (jusqu'à récemment les membres du GSII avaient une lourde charge d'enseignement de 384 h ETD). Les projets en cours et la volonté forte des membres de l'équipe de se mettre en accord avec les critères classiques de production scientifique font penser que les six membres permanents du GSII seront «produisants au sens de l'aeres» à la fin du quadriennal. VIII.2 Composition Le tableau ci-dessous présente les membres permanents du GSII qui sont associés au LAUM aujourd hui. On remarquera que plusieurs d entre eux on préparé une thèse en même temps que leurs activités d enseignement à l ESEO. p 33

35 Mathieu FEUILLOY Formation et/ou Thèse Thèse Univ. Angers 2009 HDR Sujet de recherche Remarques Enseignant ESEO ayant préparé une thèse Embauché en CDI dans le cadre de l ANR PAFI avec le LAUM Montage de l option Biomédicale de l ESEO en Enseignant ESEO ayant préparé une thèse Romain FERON Ingénieur ESEO 2010 Traitement du Signal, Statistiques, Réseaux de Neurones, Biomédical, CND Electronique, Informatique Alain Le DUFF Ingénieur ENIB Thèse Univ. Maine 2003 Traitement du Signal Traitement de l Image Capteurs, ALD, Biomédical Guy PLANTIER Ingénieur ENIB Thèse Univ. Maine 1991 Daniel SCHANG Thèse Univ. Nancy 1997 Anthony SOURICE Thèse Univ. Angers Traitement du Signal et Image Mécanique et Acoustique Capteurs optoélectroniques Informatique, Statistiques, Réseaux de Neurones, Biomédical, CND Traitement du Signal embarqué, Traitement de l Image DSP, FPGA, Biomédical Enseignant ESEO ayant préparé une thèse A ces 6 permanents s ajoutent les trois doctorants suivants que certains membres du GSII co-encadrent. Seif Eddine HAMDI Début de thèse Mai 2009 Encadrement GSII Alain Le Duff Mohamad DARWICHE Sept 2009 Daniel SCHANG Mathieu FEUILLOY LAUM/ ESEO LAUM/ ESEO Patrick CHAWAH Oct 2009 Guy PLANTIER Anthony SOURICE Géoscience Montpellier VIII.3 Laboratoire Sujet de recherche Réseaux de capteurs embarqués et traitement du signal pour le CND CND : Prédiction durée de vie des matériaux, statistiques, réseaux de neurones Traitement du Signal et instrumentation, pour des capteurs optoélectroniques de déplacements mécaniques dans le domaine de la géophysique Dans le cadre de l ANR RISKNAT LINES Thématiques scientifiques Acoustique musicale Le GSII participe à l ANR PAFI portée par le LAUM et décrite dans le bilan de l'équipe E3. Ce projet a été l occasion de recruter en CDI Romain FERON, ingénieur ESEO, qui participe aussi aux activités d enseignement et de recherche de l ESEO dans le département Electronique et Sciences Physiques. Biomédical Le GSII a mené un travail de recherche avec le CHU d Angers dans le cadre de la Thèse d Anthony SOURICE qui portait sur la vidéo-capillaroscopie. L'objectif de ce travail était de définir un ensemble d'outils de traitement des séquences vidéo-capillaroscopiques pour l'estimation de la vitesse des globules rouges dans les microvaisseaux ainsi que les débits microcirculatoires. Ce travail de recherche s'inscrit plus généralement dans une problématique d'estimation de vitesse de fluide par traitement vidéo. Dans ce cadre, nous avons cherché a développer des méthodes simples d'utilisation pour pouvoir être intégrées dans des routines de laboratoire. Ces travaux peuvent être utilisés en acoustique et en aéroacoustique où l on cherche à estimer des vitesses particulaires de fluides par des méthodes optiques comme la vélocimétrie par image de particules (PIV) [ES-25]. p 34

36 Dans le secteur biomédical, le GSII travaille aussi sur l exploration de données, aussi connue sous le nom de fouille de données ou Datamining (forage de données), toujours en collaboration avec le CHU d Angers mais aussi avec le LERIA (Laboratoire d'etudes et de Recherche en Informatique d'angers) autour de la prédiction de la syncope chez l homme. Dans le cadre de ces collaborations, la thèse de doctorat de Mathieu Feuilloy intitulée "Etude d'algorithmes d'apprentissage artificiel pour la prédiction de la syncope chez l'homme" a été soutenue, en 2009, au LERIA. Cette thèse vise notamment à prédire l'apparition de syncopes, chez l'homme, avant qu'elles ne se produisent. Les travaux de Mathieu Feuilloy ont permis d'atteindre des prédictions proches de 100% et ce, alors que le patient se trouve encore en position couchée [ES-5]. Les méthodes d analyse utilisées par Daniel Schang et Mathieu Feuilloy sont appliquées aujourd hui au Contrôle Non Destructif acoustique dans le cadre de la thèse de Mohamad DARWICHE. Le dernier aspect de l investissement du GSII dans le domaine biomédical concerne la prévention des risques auditifs. Dans le cadre du Plan Régional Santé et Environnement, un partenariat a été mené depuis deux ans entre le rectorat de Nantes et la DRASS pour protéger les adolescents des risques auxquels ils s'exposent en écoutant de la musique amplifiée. Des outils spécifiques ont été élaborés par le LAUM et le GSII pour faciliter la mise en œuvre dans les collèges de séquences pédagogiques de prévention. Une "tête acoustique" a alors été conçue : elle permet d'identifier en temps-réel le niveau sonore à la sortie des écouteurs d'un lecteur MP3, par exemple, et les doses acoustiques reçues par les oreilles. Des composants logiciels, prenant la forme de "plugins" utilisables par le logiciel Audacity, permettent également de reproduire différents types acouphènes et de simuler des lésions auditives. Anémométrie Laser Doppler (ALD) Les travaux menés portent sur la définition de nouvelles méthodes de traitement du signal pour l estimation spectrale de vitesses acoustiques dans le cas d un échantillonnage aléatoire qui survient toujours dans le cadre de l ALD. Ces travaux sont inscrits dans l équipe E2 (transducteurs) et ont donné lieu à une collaboration fructueuse avec le Laboratoire d Etudes Aérodynamiques de Poitiers [ES-1, ES-9] Contrôle Non Destructif Le GSII apporte ses compétences en traitement du signal et instrumentation à Équipe E1 (Acoustique et mécanique des matériaux). A titre d'exemple, une partie des travaux portent sur les méthodes émergentes de l'acoustique ultrasonore linéaire et non linéaire, exploitant le bruit de fond ultrasonore (la CODA ultrasonore, voir figure ci-contre). Cette CODA est le résultat de la diffusion multiple que subissent les ondes ultrasonores lors de leur propagation dans les matériaux hétérogènes. Elles seront exploitées, après un traitement de signal adapté, pour déterminer des paramètres de suivi de l'endommagement des matériaux. Pour analyser de tels signaux, le GSII utilise aujourd hui des outils tels que les ondelettes ainsi que la décomposition en modes empiriques (EMD). Certaines méthodes statistiques de fouille de données (réseaux de neurone, SVM) sont aussi utilisées par Daniel Schang et Mathieu Feuilloy pour l analyse des signaux d émission acoustique et la prédiction de l endommagement. Alain Le Duff fait aussi partie du comité stratégique du projet ECND-PdL - Évaluation et Contrôle Non Destructifs Pays de la Loire. Par ailleurs le GSII et le LAUM collaborent aussi avec l'école Supérieure d Agriculture d Angers pour la mise au point de nouvelles méthodes acoustiques pour l évaluation non destructive du degré de maturité des fruits. Ce travail s inscrit pleinement dans le nouvel axe : Applications de l'acoustique au biologique (voir III.1.4 du projet). Capteurs optiques pour des mesures de vitesses et déplacements mécaniques Le GSII et l ENSEEIHT à Toulouse collaborent depuis une dizaine d années pour l'étude et à la mise au point de nouveaux capteurs optiques faible coût. Les systèmes développés sont destinés à la mesure à haute précision et sans contact de vitesse et de déplacement mécanique. Ce p 35

37 travail de recherche est motivé par les besoins industriels grandissants en matière de capteurs robustes, performants et permettant une utilisation simple dans des conditions expérimentales qui ne sont pas toujours maîtrisables. Les capteurs développés utilisent des diodes Laser employées dans le domaine des télécommunications et sont basés sur un phénomène de rétroinjection optique communément appelé phénomène de Self-Mixing (SM). Plusieurs thèses ont été co-encadrées sur ce sujet et plusieurs articles ont été publiés en revues [ES-3, ES-6-7]. Dans le cadre de la thèse de Patrick CHAWAH, le GSII participe aussi au projet LINES (Laser INterferometry for Earth Strain) qui a obtenu un financement de trois ans de l ANR Risknat. Ce projet est piloté par le Laboratoire Géosciences de Montpellier. L objectif est de réaliser et valider l utilisation d un interféromètre optique développé à l ENSEEIHT pour trois capteurs différents : un inclinomètre longue base, un inclinomètre de forage (constitué d un pendule dont on analyse les mouvements autour de la verticale) qui doit permettre l étude des marées terrestres et d un sismomètre. Signalons que ce projet est aussi l occasion d échanger avec des géophysiciens sur des méthodes de traitement du signal qui peuvent être transposées directement au contrôle non destructif (Coda Wave Interferometry) Réseaux et antennes de capteurs pour l expérience CODALEMA A partir de 2005, le GSII a participé à l ANR blanche CODALEMA (COsmic ray Detection Array with Logarithmic ElectroMagnetic Antennas) : «Une nouvelle fenêtre d observation en Astronomie et Astroparticules : CODALEMA, un détecteur d impulsions radio-électriques». L ANR CODALEMA a été portée par SUBATECH à Nantes et a, dans sa première configuration, permis de prouver la faisabilité et l'intérêt de la radiodétection pour l'étude des rayons cosmiques. Le GSII a participé au traitement du signal issu d un réseau d antennes (traitement d antennes) pour détecter et estimer de façon optimale des impulsions extrêmement brèves noyées dans un bruit électromagnétique très important [ES-2]. Ces travaux ont permis au GSII d appréhender des méthodes intéressantes qui peuvent être transposées au cas des réseaux de capteurs utilisés en CND. p 36

38 IX La diffusion de l information et de la culture scientifique et technique Le LAUM est très actif en ce qui concerne les actions de diffusion de la culture scientifique et technique autour du thème de l'acoustique. Ces actions prennent des formes diverses : café Sciences, conférence grand public ou à destination d'un public de scolaires, participation à des émissions de radio locales, publication dans des revues de vulgarisation Ces actions sont souvent menées en collaboration avec des Centres de Culture Scientifique, Technique et Industrielle (CSTI) : Maine Science (Sablé/Sarthe) et Terre des Sciences (Angers). Quatre des dernières actions de diffusion de la culture scientifique et technique sont décrites ci-dessous. 1) Une des dernières opérations d'envergure s'est intitulée Le Mans monte le son. Cette action a été pour tous l occasion d expérimenter, de s informer, de dialoguer, de découvrir le monde de l acoustique tout en s amusant et pour les jeunes soucieux de leur avenir, l opportunité de s'informer sur les formations et débouchés de l acoustique. Ainsi, différentes approches ont été proposées afin de toucher le public le plus large possible. animations, expérimentations, démonstrations articulées autour de 4 pôles thématiques (recherche en acoustique, métiers et formations en acoustique, prévention des risques auditifs chez les jeunes, initiation ludique des enfants aux phénomènes acoustiques), visites : avec la visite de l ENSIM et du CTTM (salle semi-anéchoïque, salle réverbérante, etc.), conférences et Cafés sciences où le public a trouvé une opportunité pour échanger avec des scientifiques, concerts qui ont donné un aspect convivial et festif avec notamment le concert d'ouverture du Big Band de l'université et la présentation des concerts scientifiques de l'ophonius (voir ci-dessous). Plus de visiteurs sont venus sur le site lors des deux demi-journées. 2) Des concerts et spectacles scientifiques et ludiques Il s'agit d'un concept animé par "Ophonius", un groupe qui réunit deux enseignants chercheurs du LAUM et trois musiciens professionnels. Le concert scientifique allie Science et Art, contenu scientifique et œuvres musicales. Il présente par une approche pédagogique les phénomènes physiques de l'acoustique en s'appuyant d'une part sur des supports multimédia et d'autre part sur des interventions musicales. L'intervention prend ainsi la forme d'un parcours musical ponctué d'histoires scientifiques illustrées. 3) Participation à «Écouter autrement» Dans le cadre des journées «Monuments pour tous» placées sous le signe de l ouverture à un public pluriel et faisant en particulier place aux personnes en situation de handicap, le public est invité à des expériences d écoute par le toucher. p 37

39 Le LAUM a mis à disposition du Panthéon, des Stations d écoute solidienne (voir photo ci-contre) qui sont des dispositifs qui permettent de percevoir des sons par conduction osseuse. Une tige vibrante en métal, mise en contact avec le menton, permet de prendre connaissance d informations sonores. Cette expérience sensorielle inhabituelle suscite souvent la curiosité et l intérêt. 4) Site web «cite-acoustique» Pour pérenniser ces actions de communication et pour augmenter leur visibilité sur Internet, (vecteur privilégié auprès du jeune public), le LAUM s'est engagé dans l'élaboration d'un site web sur l'acoustique. Ce site a pour but la diffusion de contenus attractifs de promotion de l'acoustique ( p 38

40 X La formation des personnels Au cours de la période , chaque année, les besoins de formation des membres du laboratoire ont été consignés dans un plan de formation d unité du laboratoire (PFU). Les plans ont toujours été conçus dans le but d améliorer l efficacité des membres du laboratoire en privilégiant des formations avec des retombées pour l ensemble du laboratoire tant pour ce qui relève de la gestion du laboratoire que du support technique aux activités menées dans les différentes équipes. Sur la période les formations dispensées ont notamment clairement permis une montée en compétence de l ensemble du pôle Instrumentation (J. Blondeau, E. Brasseur, S. Lebon) sur l utilisation du vibromètre laser à balayage et sur la Vélocimétrie Laser Doppler (11 jours de formation sur ) et sur des techniques de traitement du signal (18 jours en 2008). En effet, plusieurs activités de recherche reposent sur l acquisition de signaux acoustiques ou vibratoires et il est important pour le pôle d être capable d assurer le conditionnement et le traitement de ces signaux. Le besoin plus nouveau au laboratoire et qui s exprime aussi dans le cadre du rapprochement du LAUM et de l ESEO, de réaliser des prototypes et des systèmes embarqués pour des expérimentations temps-réel pousse les demandes vers l électronique embarqué (4 jours en 2009). Dans le but de favoriser la gestion du parc des ordinateurs dédiés à l instrumentation, des formations au système d exploitation Linux ont également été suivies (13 jours sur ). En ce qui concerne la gestion du laboratoire, la période a vu le départ en retraite de C. Giner (2008) et son remplacement par C.-L. Liégard. La prise de poste de la nouvelle gestionnaire s est donc accompagnée des formations nécessaires (8 jours sur , X-Lab, Labintel, EndNote, Achats, Excel). Au sein du laboratoire, 6 personnes ont reçu la formation de secouriste (12 jours sur ) : E. Brasseur, J. Blondeau, C.-L. Liégard, N. Tahani, B. Brouard, J. Gilbert. E. Brasseur, l Agent Chargé de la Mise en Œuvre des règles d hygiène et de sécurité au sein du laboratoire a suivi les formations en accord avec ses missions (6 jours et demi sur ) : incendie, habilitation électrique. Des formations destinées à l accompagnement des personnels CNRS dans leur parcours de carrière ont également concerné deux membres du laboratoire entre 2008 et 2010 (préparation aux concours internes, gestion de son projet d évolution professionnelle). Les rencontres des mécaniciens et des électroniciens du CNRS ont été suivies en 2007, 2008 et 2009 (25 jours de formation). Des formations techniques spécifiques au logiciel de Conception Assistée par Ordinateur Solidworks, à la technologie des hautes pressions ont également été suivies en 2009 et 2010 (10 jours). Le correspondant formation a également participé aux deux journées proposées par la Délégation en Globalement sur l ensemble de la période , 139 jours de formation ont concerné 11 personnes du laboratoire dans 50 formations. Le nombre de formations est très au dessus des périodes précédentes : 12 formations pour 10 personnes du laboratoire pour et 32 formations pour 19 membres du laboratoire pour la période antérieure. Néanmoins les formations concernent principalement les agents CNRS. Il faut également noter que les priorités du laboratoire en termes de formation ont été suivies par la Délégation Régionale. p 39

41 XI L hygiène et la sécurité Un nouvel ACMO a été nommé au laboratoire au début de ce quadriennal. Il s'agit d'emmanuel Brasseur, il a pris cette nouvelle fonction le 1er novembre Depuis cette date, des réunions de sensibilisation à l'hygiène et à la sécurité sont programmées 2 fois par an (octobre et avril) à destination des nouveaux entrants (permanents ou nonpermanents) et ont permis de sensibiliser une cinquantaine de personnes aux règles de sécurité du laboratoire. Cette réunion est systématiquement suivie d'une visite de laboratoire orientée H&S (repérage des issues de secours, des déclenchements d'alarme, des bureaux des SST, des expérimentation à risque, du registre H&S...) De plus, une page sur l'intranet du laboratoire a été créée, regroupant toutes les informations concernant l'hygiène et la sécurité et accessible à l'ensemble des membres du LAUM. Un travail important a été accompli pour la réalisation du «Document Unique d'évaluation des Risques»(DUER). Un groupe de travail a été constitué afin d'aider l'acmo à réaliser cette tâche. Le DUER est mis à jour tous les ans et validé par le conseil de laboratoire. Durant ce quadriennal, 6 personnes ont suivi la formation SST initiale (et le recyclage l'année suivante), 2 personnes ont obtenu l'habilitation électrique et 4 personnes ont été formées à la manipulation des extincteurs. Le contenu des armoires à pharmacie a été renouvelé, 2 nouvelles armoires ont été installées. Trois accidents du travail sont survenus durant cette période. Il s'agit de deux malaises et d'une lombalgie. Ces accidents ne sont donc pas liés à des expérimentations à risque. Un travail régulier est réalisé en collaboration avec l'ingénieur H&S de l'université, le médecin de prévention et le réseau d'acmo de l'université sur des sujets tels que le travail isolé et/ou en horaires décalés, la réalisation (ou mis à jour) du DUER, les préparations de CHS... De plus, des contacts réguliers avec l'ingénieur H&S du CNRS sont à mentionner. Ceux-ci concernent l'analyse des accidents de travail ou encore un travail autour du DUER. p 40

42 XII Liste des publications et productions XII.1 Articles dans des revues avec comité de lecture XII.1.1 Equipe E1 : Acoustique et mécanique des matériaux 2006 E1-1 Allard, J. F. & Henry, M. Fluid-fluid interface and equivalent impedance plane. Wave Motion 43, , doi: /j.wavemoti (2006). E1-2 Allard, J. F., Henry, M. & Berengier, M. Pole localization and impedance measurement for porous layers with a small porosity. Acta Acustica United with Acustica 92, (2006). E1-3 Bentahar, M., El Aqra, H., El Guerjouma, R., Griffa, M. & Scalerandi, M. Hysteretic elasticity in damaged concrete: Quantitative analysis of slow and fast dynamics. Physical Review B 73, doi: /physrevb (2006). E1-4 Castagnede, B., Saeid, M., Moussatov, A., Gusev, V. & Tournat, V. Reflection and transmission at normal incidence onto air-saturated porous materials and direct measurements based on parametric demodulated ultrasonic waves. Ultrasonics 44, , doi: /j.ultras (2006). E1-5 Fellah, M., Fellah, Z. E. A. & Depollier, C. Transient wave propagation in inhomogeneous porous materials: Application of fractional derivatives. Signal Processing 86, , doi: /j.sigpro (2006). E1-6 Fellah, Z. E. A., Fellah, M., Sebaa, N., Lauriks, W. & Depollier, C. Measuring flow resistivity of porous materials at low frequencies range via acoustic transmitted waves (L). Journal of the Acoustical Society of America 119, , doi: / (2006). E1-7 Fillinger, L., Zaitsev, V. Y., Gusev, V. & Castagnede, B. Nonlinear relaxational absorption/transparency for acoustic waves due to thermoelastic effect. Acta Acustica United with Acustica 92, (2006). E1-8 Gusev, V. E., Aleshin, V. & Tournat, V. Acoustic waves in an elastic channel near the free surface of granular media. Physical Review Letters 96, doi: /physrevlett (2006). E1-9 Pezeril, T., Chigarev, N., Ruello, P., Gougeon, S., Mounier, D., Breteau, J. M., Picart, P. & Gusev, V. Laser acoustics with picosecond collimated shear strain beams in single crystals and polycrystalline materials. Physical Review B 73, doi: /physrevb (2006). E1-10 Sebaa, N., Fellah, Z. E. A., Fellah, M., Ogam, E., Wirgin, A., Mitri, F. G., Depollier, C. & Lauriks, W. Ultrasonic characterization of human cancellous bone using the Biot theory: Inverse problem. Journal of the Acoustical Society of America 120, , doi: / (2006). E1-11 Sebaa, N., Fellah, Z. E. A., Lauriks, W. & Depollier, C. Application of fractional calculus to ultrasonic wave propagation in human cancellous bone. Signal Processing 86, , doi: /j.sigpro (2006). E1-12 Tournat, V., Profunser, D. M., Muramoto, E., Matsuda, O., Takezaki, T., Sueoka, S. & Wright, O. B. Microscale multiple scattering of coherent surface acoustic wave packets probed with gigahertz time-reversal acoustics. Physical Review E 74, doi: /physreve (2006). E1-13 Zaitsev, V., Nazarov, V., Gusev, V. & Castagnede, B. Novel nonlinear-modulation acoustic technique for crack detection. Ndt & E International 39, , doi: /j.ndteint (2006) E1-14 Aleshin, V., Gusev, V. & Tournat, V. Acoustic modes propagating along the free surface of granular media. Journal of the Acoustical Society of America 121, , doi: / (2007). E1-15 Aleshin, V. & Van den Abeele, K. Friction in unconforming grain contacts as a mechanism for tensorial stress-strain hysteresis. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 55, , doi: /j.jmps (2007). E1-16 Allard, J. F., Brouard, B., Atalla, N. & Ghinet, S. Excitation of soft porous frame resonances and evaluation of rigidity coefficients. Journal of the Acoustical Society of America 121, 78-84, doi: / (2007). p 41

43 E1-17 Bey, K., Fatmi, L., Saad, S., El Mahi, A. Effet of different cyclic signals on three-points bending behaviour of a glass fibre and epoxy resin composite materials. International Review of Mechanical Engineering 1, n 2, (2007). E1-18 Bezazi, A., El Mahi, A., Berthelot, J. M. Experimental analysis of behavior and damage of sandwich composite materials in three-point bending. Part 1. Static tests and stiffness degradation at failure studies. Strength of Materials 39, (2007). E1-19 Dazel, O., Brouard, B., Depollier, C. & Griffiths, S. An alternative Biot's displacement formulation for porous materials. Journal of the Acoustical Society of America 121, , doi: / (2007). E1-20 De Ryck, L., Groby, J. P., Leclaire, P., Lauriks, W., Wirgin, A., Fellah, Z. E. A. & Depollier, C. Acoustic wave propagation in a macroscopically inhomogeneous porous medium saturated by a fluid. Applied Physics Letters 90, doi: / (2007). E1-21 De Ryck, L., Lauriks, W., Fellah, Z. E. A., Wirgin, A., Groby, J. P., Leclaire, P. & Depollier, C. Acoustic wave propagation and internal fields in rigid frame macroscopically inhomogeneous porous media. Journal of Applied Physics 102, doi: / (2007). E1-22 Doutres, O., Dauchez, N. & Genevaux, J. M. Porous layer impedance applied to a moving wall: Application to the radiation of a covered piston. Journal of the Acoustical Society of America 121, , doi: / (2007). E1-23 Doutres, O., Dauchez, N., Genevaux, J. M. & Dazel, O. Validity of the limp model for porous materials: A criterion based on the Biot theory. Journal of the Acoustical Society of America 122, , doi: / (2007). E1-24 Fellah, Z. E. A., Fellah, M., Mitri, F. G., Sebaa, N., Depollier, C. & Lauriks, W. Measuring permeability of porous materials at low frequency range via acoustic transmitted waves. Review of Scientific Instruments 78, doi: / (2007). E1-25 Fellah, Z. E. A., Fellah, M., Mitri, F. G., Sebaa, N., Lauriks, W. & Depollier, C. Transient acoustic wave propagation in air-saturated porous media at low frequencies. Journal of Applied Physics 102, doi: / (2007). E1-26 Fellah, Z. E. A., Mitri, F. G., Fellah, M., Ogam, E. & Depollier, C. Ultrasonic characterization of porous absorbing materials: Inverse problem. Journal of Sound and Vibration 302, , doi: /j.jsv (2007). E1-27 Gatignol, P., Potel, C. & de Belleval, J. F. Two families of modal waves for periodic structures with two field functions: A Cayleigh-Hamilton approach. Acta Acustica United with Acustica 93, (2007). E1-28 Geebelen, N., Boeckx, L., Vermeir, G., Lauriks, W., Allard, J. F. & Dazel, O. Measurement of the rigidity coefficients of a melamine foam. Acta Acustica United with Acustica 93, (2007). E1-29 Inserra, C., Tournat, V. & Gusev, V. A method of controlling wave propagation in initially spatially periodic media. Epl 78, doi: / /78/44001 (2007). E1-30 Pezeril, T., Ruello, P., Gougeon, S., Chigarev, N., Mounier, D., Breteau, J. M., Picart, P. & Gusev, V. Generation and detection of plane coherent shear picosecond acoustic pulses by lasers: Experiment and theory. Physical Review B 75, doi: /physrevb (2007) E1-31 Berthelot, J. M., Assarar, M., Sefrani, Y. & El Mahi, A. Damping analysis of composite materials and structures. Composite Structures 85, , doi: /j.compstruct (2008). E1-32 Castagnede, B., Moussatov, A., Lafarge, D. & Saeid, M. Low frequency in situ metrology of absorption and dispersion of sound absorbing porous materials based on high power ultrasonic nonlinearly demodulated waves. Applied Acoustics 69, , doi: /j.apacoust (2008). E1-33 Chigarev, N., Zinin, P., Ming, L. C., Amulele, G., Bulou, A. & Gusev, V. Laser generation and detection of longitudinal and shear acoustic waves in a diamond anvil cell. Applied Physics Letters 93, doi: / (2008). E1-34 Dazel, O., Sgard, F., Becot, F. X. & Atalla, N. Expressions of dissipated powers and stored energies in poroelastic media modeled by {u, U} and {u, P} formulations. Journal of the Acoustical Society of America 123, , doi: / (2008). p 42

44 E1-35 De Ryck, L., Lauriks, W., Leclaire, P., Groby, J. P., Wirgin, A. & Depollier, C. Reconstruction of material properties profiles in one-dimensional macroscopically inhomogeneous rigid frame porous media in the frequency domain. Journal of the Acoustical Society of America 124, , doi: / (2008). E1-36 Doutres, O., Dauchez, N., Genevaux, J. M. & Lemarquand, G. On the use of a loudspeaker for measuring the viscoelastic properties of sound absorbing materials. Journal of the Acoustical Society of America 124, EL335-EL340, doi: / (2008). E1-37 El Mahi, A., Assarar, M., Sefrani, Y. & Berthelot, J. M. Damping analysis of orthotropic composite materials and laminates. Composites Part B-Engineering 39, , doi: /j.compositesb (2008). E1-38 Fellah, M., Fellah, Z. E. A. & Depollier, C. Generalized hyperbolic fractional equation for transient-wave propagation in layered rigid-frame porous materials. Physical Review E 77, doi: /physreve (2008). E1-39 Fellah, Z. E. A., Sebaa, N., Fellah, M., Mitri, F. G., Ogam, E., Lauriks, W. & Depollier, C. Application of the Biot model to ultrasound in bone: Direct problem. Ieee Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 55, , doi: /tuffc (2008). E1-40 Fillinger, L., Zaitsev, V. Y., Gusev, V. E. & Castagnede, B. Self-modulation of acoustic waves in resonant bars. Journal of Sound and Vibration 318, , doi: /j.jsv (2008). E1-41 Geebelen, N., Boeckx, L., Vermeir, G., Lauriks, W., Allard, J. F. & Dazel, O. Near field Rayleigh wave on soft porous layers. Journal of the Acoustical Society of America 123, , doi: / (2008). E1-42 Gusev, V., Aleshin, V. & Tournat, V. Reflection of Nonlinear acoustic waves from the mechanically free surface of an unconsolidated granular medium. Acta Acustica United with Acustica 94, , doi: /aaa (2008). E1-43 Gusev, V. & Tournat, V. How acoustic waves are guided in buried subsurface channels in unconsolidated granular media. Physical Review E 78, doi: /physreve (2008). E1-44 Inserra, C., Tournat, V. & Gusev, V. Characterization of granular compaction by nonlinear acoustic resonance method. Applied Physics Letters 92, doi: / (2008). E1-45 Jacob, X., Aleshin, V., Tournat, V., Leclaire, P., Lauriks, W. & Gusev, V. E. Acoustic probing of the jamming transition in an unconsolidated granular medium. Physical Review Letters 100, doi: /physrevlett (2008). E1-46 Marec A, Thomas J.-H., El Guerjouma R. Damage characterization of polymer-based composite materials: Multivariable analysis and wavelet transform for clustering acoustic emission data. Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 22, Issue 6, Pages (2008). E1-47 Maznev, A. A. Band gaps and Brekhovskikh attenuation of laser-generated surface acoustic waves in a patterned thin film structure on silicon. Physical Review B 78, doi: /physrevb (2008). E1-48 Perrot, C., Chevillotte, F., Panneton, R., Allard, J. F. & Lafarge, D. On the dynamic viscous permeability tensor symmetry. Journal of the Acoustical Society of America 124, EL210-EL217, doi: / (2008). E1-49 Potel, C. & Bruneau, M. Modes coupling due to nonhomogeneously shaped walls in duct acoustics. Journal of Sound and Vibration 313, , doi: /j.jsv (2008). E1-50 Potel, C., Leduc, D., Morvan, B., Depollier, C., Hladky-Hennion, A. C., Izbicki, J. L., Pareige, P. & Bruneau, M. Lamb wave attenuation in a rough plate. I. Analytical and experimental results in an anisotropic plate. Journal of Applied Physics 104, doi: / (2008).. E1-51 Potel, C., Leduc, D., Morvan, B., Depollier, C., Hladky-Hennion, A. C., Izbicki, J. L., Pareige, P. & Bruneau, M. Lamb wave attenuation in a rough plate. II. Analytical and numerical results in a fluid plate. Journal of Applied Physics 104, doi: / (2008). E1-52 Rebiere, J. L. & Gamby, D. A decomposition of the strain energy release rate associated with the initiation of transverse cracking, longitudinal cracking and delamination in cross-ply laminates. Composite Structures 84, , doi: /j.compstruct (2008). p 43

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56 [B12] 2010 Moulage par injection unique de toute la partie fixe d'un haut-parleur. Université du Maine/RENAULT SAS G. LEMARQUAND, C. PETEUL-BROUILLET, M. REMY, G.GUYADER. [B13] 2010 Optimisation de moteur de haut-parleur sans fer en aimants liés. Université du Maine/RENAULT SAS G. LEMARQUAND, M. REMY, G.GUYADER. XII.3 Conférences invitées XII.3.1 EQUIPE 1: 2006 B. Castagnède, A. Moussatov, D. Lafarge, V. Tournat, V. Gusev, M. Saeid, Portable instruments producing highly directive acoustic beams for the characterization of sound absorbing materials, (invited talk presented by B. Castagnède) Euronoise 2006, Tampere, Finland J.-P. Groby, L. de Ryck, W. Lauriks, P. Leclaire, C. Depollier, et A. Wirgin, Propagation d'ondes acoustiques dans les milieux poreux macroscopiquement inhomogènees et saturés d'air, Exposé sollicité du groupe thématique GT1, Réunion Générale "Interférence d'ondes" du GDR ONDES, novembre 2007, Pessac. B. Castagnède, A. Moussatov, D. Lafarge, V. Tournat, Use of state of the art parametric arrays for low frequency measurements in sound absorbing porous materials, 4th International Conference Emerging Technologies in Non-Destructive Testing & Technology Transfer and Business Partnership Event (ETNDT 4) April 2-4, 2007 Stuttgart, GERMANY V. Tournat, V. Gusev, X. Jacob, C. Inserra and V. Aleshin, Linear and nonlinear acoustic waves in unconsolidated granular media: opportunities for new fundamental wave processes and quantitative evaluation, (invited talk) Statics and dynamics of granular media and colloidal suspensions, July 4-7, Naples, Italy, O. Dazel. Reduced models for poroelastic materials. Proceedings of Internoise (August 23-26) Ottawa, Canada. O. Dazel, J.-F. Allard, L. Boeckx, N. Geebeelen, P. Khurana and W. Lauriks. Anisotropy effects on the acoustical properties of porous materials. Acoustics 08. 2nd Joint congress Acoustical Society of America and European Acoustics Association. (June 29 - July ) Paris. O. Dazel. Education software for numerical acoustics. Acoustics 08. 2nd Joint congress Acoustical Society of America and European Acoustics Association. (June 29 - July ) Paris. V. Tournat, "Linear and nonlinear acoustics of unconsolidated granular media", (Keynote Lecture) Symposium on the Acoustics of Poro-Elastic Materials, December , 2008, Bradford (UK) 2009 CODALEMA Collaboration: D. ARDOUIN, A. BELLETOILE, C. BERAT, D. BRETON, D. CHARRIER, J. CHAUVIN, M. CHENDEB, A. CORDIER, S. DAGORET-CAMPAGNE, R. DALLIER, L. DENIS, C. DUMEZ-VIOU, C. FABRICE, T. GARCON, X. GARRIDO, N. GAUTHEROT, T. GOUSSET, F. HADDAD, D.H. KOANG, J. LAMBLIN, P. LAUTRIDOU, D. LEBRUN, A. LECACHEUX, F. LEFEUVRE, L. MARTIN, E. MEYER, F. MEYER, N. MEYER-VERNET, D. MONNIERRAGAIGNE, F. MONTANET, K. PAYET, G. PLANTIER, O. RAVEL, B. REVENU, C. RIVIERE, T. SAUGRIN, A. SOURICE, P. STASSI, A. STUTZ et S. VALCARES : Radio emission of extensive air shower at codalema: Polarization of the radio emission along the v*b vector. In 31st International Cosmic Ray Conference, pages 1 4, Lodz - Pologne, juillet V. Tournat, Acoustics of unconsolidated granular media, (Invited talk) Southern Workshop on Granular Materials, Vina del Mar, Chile, December XII.3.2 EQUIPE 2: 2007 P. PICART, Holographie Numérique de Fresnel : Principe et Applications en Mécanique et Vibrations, Conférence du Prix Jean Ebbeni 2007, Méthodes et Techniques Optiques pour l Industrie, 8ème colloque francophone, Novembre 2007, Arcachon. p 55

57 V. Gusev, G. Penelet, Non-linear acoustic effects induced by temperature gradients near the fluid/solid interfaces, 19th International Congress on Acoustics, Madrid, Septembre 2007, conférence invitée P. LOTTON, G. PENELET, E. GAVIOT, S. DURAND, L. CAMBERLEIN, PH. BLANC BENON, M. BRUNEAU, "Recent developments in miniaturization of thermoacoustic devices", Acoustic 08, Paris, July J.M. DESSE, F. ALBE, J.L. TRIBILLION, P. TANKAM, P. PICART, Interférométrie Holographique à 3 l Appliquée à l Etude des Ecoulements Instationnaires : de l Analogique au Numérique, 3ème Journées Recherche Industrie de l'optique Adaptative, Novembre 2009, Reims 2010 P. PICART, Méthodes d'holographie numérique multichromatique pour les investigations sans contact en acoustique et mécanique, 4ème Journées Recherche Industrie de l'optique Adaptative, Octobre 2010, Paris. XII.3.3 EQUIPE 3: 2007 F. GAUTIER, G. NIEF, J. GILBERT, J.P. DALMONT, Vibroacoustics of musical wind instrument : analysis of some pathological and non pathological behaviours, conférence invitée au 153ieme meeting de l American Society of America, Salt Lake City, 4-8 juin J.-H. Thomas, V. Grulier, S. Paillasseur, J.-C. Pascal. Real-time nearfield acoustic holography : implementation of the direct and inverse impulse responses in the time-wavenumber domain. ICSV15, Daejeon, Korea, 2008 S. Paillasseur, J.-H. Thomas, J.-C. Pascal. Regularization method applied to deconvolution problem in real-time nearfield acoustic holography. Acoustics 08, Paris, France, S. Félix, M. Moleron, A. Pelat, V. Pagneux, J. Picaut, O. Richoux, «A coupled modal-fe method for the sound propagation modeling in urban canyons», Internoise 2010, Lisbonne, Portugal (2010). W. Bi, Q. Li, Modelling of sound propagation in underwater acoustics by multimodal method, *5th International Symposium on Acoustic Engineering and Technology ISAET, Harbin, Chine, 2010 XII.4 Communications avec actes dans un congrès international. XII.4.1 EQUIPE 1: 2006 A. Duclos. Multiple scattering in an infinite periodic lattice. 10th international student conference on electrical engineering, Prague, République Tchèque, mai A. Wirgin et J.-P. Groby, Amplification and increased duration of earthquake motion on uneven stressfreeground, Proc. 3rd International Symposium on the Effects of Surface Geology on Seismic Motion, Bard P.-Y. et al. (eds.), LCPC, Paris, , septembre 2006, Grenoble. M. Feuilloy, D. Schang, P. Nicolas. "Comparison of feature selection methods for syncope prediction". IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC-2006), July 16-21, 2006, Vancouver Canada. A. Wirgin et J.-P. Groby, Amplification and increased duration of earthquake motion on uneven stressfreeground, Proc. 3rd International Symposium on the Effects of Surface Geology on Seismic Motion, Bard P.-Y. et al.(eds.), LCPC, Paris, , septembre 2006, Grenoble Marwa CHENDEB, Guy PLANTIER, Anthony SOURICE et The CODALEMA COLLABORATION : Parameters and doa estimation based on wavelet packets selection for transient signals in colored noise. In 15th European Signal Processing Conference - EUSIPCO 2007, pages , Poznan - Pologne, septembre Joseph EL-ASSAD, Thierry BOSCH et Guy PLANTIER : A self-mixing relative displacement sensor subject to strong feedback. In 20th Annual Meeting of the IEEE Lasers and Electro-Optics Society - LEOS 2007, pages 19 20, Lake Buena Vista, FL - USA, octobre p 56

58 Joseph EL-ASSAD, Thierry BOSCH et Guy PLANTIER : Laser diode under strong feedback for mechatronics applications. In 2007 IEEE Sensors Conference, pages , Atlanta, GA - USA, octobre Alain LE DUFF, Guy PLANTIER, Jean-Christophe VALIÈRE et Bruno GAZENGEL : Digital calibration procedure for laser doppler velocimetry in acoustics. In IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing - WISP 2007, pages 1 6, Alcala de Henares - Espagne, octobre A. Marec, J.H. Thomas, R. El Guerjouma, Multivariable analysis and wavelet transform of Acoustic Emission data of composite materials, ICU 2007, Vienna (Austria), April H. Dhifaoui, M. Khelil, J.H. Thomas, R. El Guerjouma, L. Simon, Time-frequency and time-scale representations for the ultrasonic non destructive testing of materials with high structural noise, ICU 2007, Vienna (Austria), April G. Grégoire, V. Tournat, D. Mounier and V. Gusev, Nonlinear photothermal and photoacoustic processes for crack detection, 14th International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena, Cairo, Egypt, January C. Inserra, V. Tournat, V. Aleshin, V. Gusev and B. Castagnède, On some aspects of acoustic diagnosis of unconsolidated granular media, 4th International Conference on Emerging Technologies in NDT, Stuttgart, Germany, April P. Leclaire, V. Tournat, O. Dazel, V. Aleshin, J.-F. Allard, W. Lauriks and V. Gusev, Wave-guide acoustic modes for testing surface layers of unconsolidated granular media, 4th International Conference on Emerging Technologies in NDT, Stuttgart, Germany, April C. Inserra, V. Tournat, B. Castagnède and V. Gusev, Probing granular media compaction by nonlinear acoustic methods, International Congress on Ultrasonics 2007, April 9-11, Vienna, Autria. X. Jacob, V. Tournat and V. Gusev, Nonlinear effects in acoustic mode propagation along the free surface of granular media, International Congress on Ultrasonics 2007, April 9-11, Vienna, Austria. V. Tournat, C. Inserra and V. Gusev, Non-cascade frequency mixing processes for acoustic waves in unconsolidated granular materials, International Congress on Ultrasonics 2007, April 9-11, Vienna, Autria. O.B. Wright, D.M. Profunser, O. Matsuda, V. Tournat, Time reversal acoustics of surface acoustic waves on the microscale, International Congress on Ultrasonics 2007, April 9-11, Vienna, Austria. V. Gusev and V. Tournat, Guiding of acoustic waves beneath a free surface of unconsolidated granular crystal, Phonons2007, Paris, France, July V. Tournat and V. Gusev, Nonlinear coda-type acoustic signals in granular media, International Congress on Acoustics, Madrid, Spain, 2-7 September P. Leclaire, V. Tournat, O. Dazel, V. Aleshin W. Lauriks, J.F. Allard and V. Gusev, Guided acoustic waves near the free surface of unconsolidated granular materials, International Congress on Acoustics, Madrid, Spain, 2-7 September C.Inserra, V. Tournat and V. Gusev, Acoustic modes induced by force chains in granular lattices, International Congress on Acoustics, Madrid, Spain, 2-7 September X. Jacob, V. Tournat, V. Aleshin and V. Gusev, Evaluation of the mechanical properties of granular media at low pressures, International Congress on Acoustics, Madrid, Spain, 2-7 September V. Zaitsev, P. Richard, R. Delannay, V. Tournat and V. Gusev, Nonlinear acoustic precursors of avalanchetype events in granular packing: laboratory demonstrations, International Congress on Acoustics, Madrid, Spain, 2-7 September Rita-Héléna HAGE, Guy PLANTIER, Thierry BOSCH et Anthony SOURICE : Modeling and analysis of speckle effects for velocity measurements with self-mixing laser diode sensors. In 2008 IEEE Sensors Conference, pages , Lecce - Italie, octobre Alain LE DUFF, Guy PLANTIER, Jean-Christophe VALIÈRE et Bruno GAZENGEL : Cramer-rao bounds for sound field measurements by means of laser doppler velocimetry. In 2008 IEEE Sensors Conference, pages , Lecce - Italie, octobre D. Lafarge, A. Duclos. A Maxwellian Macroscopic Acoustics with Spatial Dispersion. The twentieth Nordic Conference on Radio Science and Communications, Växjö University, Sweden, 9-11 juin T.A. Kelf, O. Matsuda, O.B. Wright, K. Ueno, Y. Nishijima, S. Juodkazis, H. Misawa, V. Tournat, V.E. Gusev, Vibrations of microspheres probed by laser acoustics, Symposium on Topological Science and p 57

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75 XII.8 Production du groupe GSII de l'eseo XII.8.1 Articles dans des revues avec comité de lecture ES-1 Solène MOREAU, Guy PLANTIER, Jean-Christophe VALIÈRE, Hélène BAILLIET et Laurent SIMON : Estimation of power spectral density from laser doppler data via linear interpolation and deconvolution. Experiment In Fluids, DOI: /s , ES-2 D. ARDOUIN, A. BELLETOILE, C. BERAT, D. BRETON, D. CHARRIER, J. CHAUVIN, M. CHENDEB, A. CORDIER, S. DAGORET-CAMPAGNE, R. DALLIER, L. DENIS, C. DUMEZ-VIOU, C. FABRICE, T. GARÇON, X. GARRIDO, N. GAUTHEROT, T. GOUSSET, F. HADDAD, D.H. KOANG, J. LAMBLIN, P. LAUTRIDOU, D. LEBRUN, A. LECACHEUX, F. LEFEUVRE, L. MARTIN, E. MEYER, F. MEYER, N. MEYER-VERNET, D. MONNIER-RAGAIGNE, F. MONTANET, K. PAYET, G. PLANTIER, O. RAVEL, B. REVENU, C. RIVIERE, T. SAUGRIN, A. SOURICE, P. STASSI, A. STUTZ et S. VALCARES : Geomagnetic origin of the radio emission from cosmic ray induced air showers observed by codalema. Astroparticle Physics, 31(3): , avril ES-3 Caroline BÉS, Victorien BELLOEIL, Guy PLANTIER, Thierry BOSCH et Yves GOURINAT : A selfmixing laser sensor design with an extended kalman filter for optimal online structural analysis and damping evaluation. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 12(3): , juin ES-4 Jacques-Olivier FORTRAT, Daniel SCHANG, Elisabeth BELLARD, Jacques VICTOR et Georges LEFTHÉRIOTIS : Cardiovascular variables do not predict head-up tilt test outcome better than body composition. Clinical Autonomic Research, 17(4): , août ES-5 Daniel SCHANG, Mathieu FEUILLOY, Guy PLANTIER, Jacques-Olivier FORTRAT et Pascal NICOLAS : Early prediction of unexplained syncope by support vector machines. Physiological Measurement, 28(2): , février ES-6 Caroline BES, Thierry BOSCH, Guy PLANTIER et Françis BONY : Characterization of a self-mixing displacement sensor under moderate feedback. Optical Engineering, 45(8): , ES-7 Caroline BÉS, Guy PLANTIER et Thierry BOSCH : Displacement measurements using a self-mixing laser diode under moderate feedback. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 55(4): , août ES-8 Daniel SCHANG, Elisabeth BELLARD, Guy PLANTIER, Jean-Marc DUPUIS, Jean VICTOR et Georges LEFTHERIOTIS : Comparison of computational algorithms applied on transthoracic impedance waveforms to predict head-up tilt table testing outcome. Computers in Biology andmedicine, 36(3): , mars XII.8.2 Article soumis dans des revues avec comité de lecture ES-9 Guy PLANTIER, Solenn MOREAU, Laurent SIMON, Jean-Christophe VALIÈRE, Alain Le DUFF et Hélène BAILLIET : Nonparametric spectral analysis with missing data via sample-and-hold interpolation and deconvolution. Soumis à Digital Signal Processing, décembre XII.8.3 Communications avec actes dans un congrès international ES-10 Mohamad DARWICHE,Mathieu FEUILLOY, Ghazi BOUSALEH et Daniel SCHANG : Prediction of blood transfusion donation. In IEEE Congress on Research Challenges in Information Science (RCIS-2010), pages 51 56, mai ES-11 Yang ZHANG, Odile ABRAHAM, Louis-Marie COTTINEAU, Olivier DURAND, Eric LAROSE, Thierry PLANES, Alain LE DUFF, Bertrand LASCOUP, Vincent TOURNAT et Rachid EL GUERJOUMA : Following modifications of the stress level of concrete structures with coda wave interferometry: Estimation of the investigated zone. In 37th Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, San Diego - USA, juillet ES-12 CODALEMA Collaboration: D. ARDOUIN, A. BELLETOILE, C. BERAT, D. BRETON, D. CHARRIER,J. CHAUVIN, M. CHENDEB, A. CORDIER, S. DAGORET-CAMPAGNE, R. DALLIER, L. DENIS, C. DUMEZ-VIOU, C. FABRICE, T. GARCON, X. GARRIDO, N. GAUTHEROT, T. GOUSSET, F. HADDAD, D.H. KOANG, J. LAMBLIN, P. LAUTRIDOU, D. LEBRUN, A. LECACHEUX, F. LEFEUVRE, L. MARTIN, E. MEYER, F. MEYER, N. MEYER-VERNET, D. MONNIER-RAGAIGNE, F. MONTANET, K. PAYET, G. PLANTIER, O. RAVEL, B. REVENU, C. RIVIERE, T. SAUGRIN, A. SOURICE, P. STASSI, A. STUTZ et S. VALCARES : Radio emission of extensive air shower at codalema: Polarization of the radio emission along the v*b p 74

76 vector. In 31st International Cosmic Ray Conference, pages 1 4, Lodz - Pologne, juillet ES-13 Thierry BOSCH, Joseph EL-ASSAD et Guy PLANTIER : Impact detection in carbon fiber beam using self-mixing sensors. In 2009 IEEE Sensors Conference, pages , Christchurch - New Zealand, octobre ES-14 Rita-Héléna HAGE, Guy PLANTIER, Thierry BOSCH et Anthony SOURICE : Modeling and analysis of speckle effects for velocity measurements with self-mixing laser diode sensors. In 2008 IEEE Sensors Conference, pages , Lecce - Italie, octobre ES-15 Alain LE DUFF, Guy PLANTIER, Jean-Christophe VALIÈRE et Bruno GAZENGEL : Cramer-rao bounds for sound field measurements by means of laser doppler velocimetry. In 2008 IEEE Sensors Conference, pages , Lecce - Italie, octobre ES-16 Marwa CHENDEB, Guy PLANTIER, Anthony SOURICE et The CODALEMA COLLABORATION : Parameters and doa estimation based on wavelet packets selection for transient signals in colored noise. In 15th European Signal Processing Conference - EUSIPCO 2007, pages , Poznan Pologne, septembre ES-17 Joseph EL-ASSAD, Thierry BOSCH et Guy PLANTIER : A self-mixing relative displacement sensor subject to strong feedback. In 20th Annual Meeting of the IEEE Lasers and ElectroOptics Society - LEOS 2007, pages 19 20, Lake Buena Vista, FL - USA, octobre ES-18 Joseph EL-ASSAD, Thierry BOSCH et Guy PLANTIER : Laser diode under strong feedback for mechatronics applications. In 2007 IEEE Sensors Conference, pages , Atlanta, GA - USA, octobre ES-19 Alain LE DUFF, Guy PLANTIER, Jean-Christophe VALIÈRE et Bruno GAZENGEL : Digital calibration procedure for laser doppler velocimetry in acoustics. In IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing - WISP 2007, pages 1 6, Alcala de Henares Espagne, octobre ES-20 Mathieu FEUILLOY, Daniel SCHANG et Pascal NICOLAS : Comparison of feature selection methods for syncope prediction. In IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC2006), Vancouver - Canada, juillet ES-21 Mathieu FEUILLOY, Daniel SCHANG, Pascal NICOLAS, Jacques-Olivier FORTRAT et Jacques VICTOR: Optimization of the relevance of features extracted from transthoracic impedance signal. In 18th International EURASIP Conference BIOSIGNAL, Brno - Czech Republic, ES-22 Mathieu FEUILLOY, Daniel SCHANG, Pascal NICOLAS, Jacques-Olivier FORTRAT et Jacques VICTOR: A quick low cost method for syncope prediction. In 14th International Symposium on Signal Processing and its Applications (EUSIPCO-2006), Florence - Italy, septembre XII.8.4 Communications avec actes dans un congrès national ES-23 Seif Eddine HAMDI, Alain LE DUFF, Guy PLANTIER, Rachid EL GUERJOUMA, Laurent SIMON et Med Hédi BEN GHOZLEN : Suivi de l effet de la température sur la propagation d ondes acoustiques dans une plaque composite par interférométrie d onde de coda ultrasonore. In 10ème Congrès Français d Acoustique, Lyon - France, avril ES-24 Eliane BAALA, Alain LE DUFF, Guy PLANTIER et Rachid EL GUERJOUMA : Interférométrie par ondede coda : effet de la température sur la propagation d ondes acoustiques dans une plaque d aluminium. In 22ème colloque Gretsi sur le Traitement du Signal et des Images, Dijon - France, septembre ES-25 Anthony SOURICE, Alain LE DUFF, Stéphane LEBON, James BLONDEAU et Bruno GAZENGEL : Mesures de vitesses acoustiques en temps réel par ldv. In Congrès Francophone de Techniques Laser - CFTL 2006, Toulouse - France, septembre p 75