MORPHEUS : développement de métamatériaux pour la discrétion acoustique
Le CEVAA crée MORPHEUS pour développer des métamatériaux pour limiter les fréquences sonores émises les véhicules.
Avec le soutien du CARNOT
Le projet est financé par le CARNOT.
Le défi de la discrétion acoustique et l’opportunité des métamatériaux
Pour un véhicule militaire, émettre du bruit équivaut à se signaler. Les signatures acoustiques et vibratoires sont aujourd’hui activement exploitées par les systèmes de détection adverses. Réduire ces émissions devient alors un enjeu de première priorité.
Traditionnellement, l’atténuation acoustique reposait sur des matériaux denses et lourds (laine de roche, mousses alvéolaires, masses lourdes). Ces solutions atteignent rapidement leurs limites : elles alourdissent considérablement les structures et se révèlent inefficaces face aux basses fréquences, qui nécessitent des épaisseurs prohibitives selon la fameuse «loi de masse».
La révolution des métamatériaux et de la géométrie
C’est ici qu’interviennent les métamatériaux. Contrairement aux matériaux naturels, ce ne sont pas leur composition chimique qui confère leurs propriétés exceptionnelles, mais leur géométrie interne.
Conçus à l’échelle microscopique ou macroscopique selon des motifs périodiques complexes, ils permettent de manipuler les ondes de manière inédite grâce à un indice de réfraction négatif qui leur permet d’infléchir, de courber ou de piéger les ondes acoustiques. En structurant judicieusement la matière, il devient également possible d’encapsuler les différentes sources en emprisonnant l’énergie sonore pour l’empêcher de se propager vers l’extérieur. Enfin, leur compacité offre des performances d’atténuation remarquables à basse fréquence sans imposer de surpoids massif.
Projet MORPHEUS
Le projet MORPHEUS a pour ambition de structurer et d’accélérer le développement de ces technologies de rupture.
La technologie choisie : le réseau de résonateurs de Helmholtz
Pour y parvenir, la technologie retenue repose sur l’utilisation intelligente de réseaux de résonateurs de Helmholtz, conçus pour attaquer et piéger efficacement une ou plusieurs fréquences sonores. En assemblant ces résonateurs en réseau au sein d’une structure, le réseau lui-même se comporte comme un métamatériau. En jouant sur la géométrie et le dimensionnement de chaque élément, il devient possible d’attaquer une ou plusieurs fréquences simultanément.
Afin de limiter la production de prototypes et de garantir des modèles numériques fiables, le projet déploie une méthodologie rigoureuse associant la conception de cellules unitaires, des simulations prédictives, des tests expérimentaux suivis d’un recalage, puis l’assemblage de cellules multiples. Enfin, MORPHEUS adopte une vision globale en traitant à la fois les chemins solidiens et aériens, car les vibrations de la structure impactent directement les fréquences acoustiques émises.
Partenariat
Le projet est porté par le CEVAA, 6NAPSE TESTING et Altran Prototypes Automobile.
