Matériaux Acoustiques Innovants

Les métamatériaux acoustiques exploitent leur architecture conçue sur mesure pour manipuler la propagation du son.

Ils permettent de répondre à chaque problème par une solution spécifiquement optimisée pour satisfaire aux mieux les besoins acoustiques et fonctionnels.

La fabrication additive joue un rôle important dans le développement des métamatériaux acoustiques, car elle simplifie grandement leur réalisation. Elle tend aussi à brouiller la frontière entre matériaux et métamatériaux acoustiques.

Un contrôle acoustique sub-longueur d'onde pour des solutions compactes

Les métamatériaux acoustiques peuvent manipuler les ondes sonores par résonance à une échelle sub-longueur d'onde, c'est-à-dire en ayant une épaisseur fortement inférieure à un quart de la longueur d'onde. Cela permet de développer des solutions acoustiques compactes pour l'absorption ou l'atténuation du bruit.

Des bandes interdites pour des solutions d'insonorisation ouvertes

Les métamatériaux acoustiques ayant une structure interne périodique présentent des bandes interdites. Sur les plages de fréquences de ces bandes interdites, la propagation du son est fortement atténuée. Ces métamatériaux permettent de bloquer la propagation d'un bruit indésirable tout en laissant circuler l'air et la lumière.

Des solutions absorbantes pour conduit

Plutôt que de seulement bloquer la propagation du son dans un conduit et de le renvoyer vers la source, les métamatériaux acoustiques permettent de l'absorber. Le son n'est pas ni réfléchi en amont du système, ni transmis en aval : il est absorbé.

Des propriétés acoustiques sur mesure pour répondre à des besoins spécifiques

Les métamatériaux acoustiques sont délibérément conçus pour atteindre des performances recherchées. Ils sont donc plus adaptés à répondre à des besoins uniques plutôt qu'à des besoins génériques. C'est pourquoi, pour libérer tout le potentiel des métamatériaux acoustiques, il est important de collaborer avec des experts du domaine qui peuvent concevoir des solutions sur mesure répondant à des besoins spécifiques.

Les matériaux poreux conventionnels sont largement utilisés pour résoudre les problématiques de bruit. Leur efficacité acoustique sur des plages de fréquences étendues combinée à leur faible coût et densité en font un très bon choix pour les applications génériques.

Cependant, les matériaux poreux conventionnels sont limités par un manque d'adaptabilité, des propriétés mécaniques rarement exploitables et une variabilité indésirable des propriétés acoustiques.

La fabrication additive de matériaux poreux vise à conserver les forces des matériaux poreux conventionnels tout en améliorant leur adaptabilité et tenue mécanique.

Un contrôle géométrique simple pour des propriétés acoustiques sur mesure

L'impression 3D permet de contrôler simplement et précisément la taille et la forme des pores des matériaux poreux, notemment des matériaux poreux structurés. Nous pouvons ainsi ajuster leur comportement intrinsèque en variant à la fois leur porosité et leur résistivité. Pour élargir encore plus le panel de comportements possibles, nous pouvons travailler sur leur anisotropie, l'introduction de gradient de propriétés ou encore le repliement de leur structure !

Un contrôle géométrique précis pour des propriétés acoustiques fiables et une production décentralisée

Une fois l'imprimante 3D calibrée, les matériaux fabriqués ne souffrent pas de problème de dispersion : leurs propriétés sont contrôlées d'un bout à l'autre du matériau et d'un lot à l'autre. De plus, la fabrication additive permet de produire les matériaux de manière décentralisée. Il n'est pas nécessaire de monter une usine spécialisée, car un ou plusieurs services d'impression 3D répartis géographiquement peuvent fabriquer les matériaux ou les produits finis à partir des plans numériques.

Un contrôle géométrique simple et un grand choix de matières premières pour des solutions acoustiques multifonctionnelles

Le contrôle de la taille et la forme des pores des matériaux poreux permet d'ajuster leurs propriétés mécaniques. Les pores sont conçus pour répondre au mieux aux contraintes mécaniques que le matériau subira au cours de son exploitation. De plus, dans la majorité des cas, la matière première utilisée pour imprimer en 3D un matériau poreux ne détermine pas ses propriétés acoustiques. Cela permet de choisir la matière première en fonction des attributs fonctionnels recherchés : propriétés mécaniques ou thermiques, résistance aux UV, résistance au feu, résistance chimique...