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Effets non linéaires acoustiques et couplages fluide-structure dans les guides d’ondes : application à des conduites de compresseurs alternatifs
Dans les industries de production pétrolière, chimique et gazière, les procédés de fabrication de gaz induisent l’utilisation de tuyauteries soumises à de fortes contraintes environnementales (gaz potentiellement dangereux à hautes pression et température). Le transport du gaz est assuré par des compresseurs alternatifs raccordés à ces tuyauteries, dont le fonctionnement normal engendre la propagation d’ondes acoustiques menant à des vibrations de structures. Maîtriser par modélisation, le niveau de ces vibrations est un enjeu dimensionnant en raison de leur impact sur la sécurité des installations. Or, L’augmentation des vitesses de rotation de nouvelles gammes de compresseurs, a accentué la génération de phénomènes non linéaires acoustiques. Ces phénomènes peuvent apparaître localement par turbulences au niveau des discontinuités de section (orifice, changement de section) ou au cours de la propagation pour des tuyauteries de grandes longueurs. Une modélisation numérique monodimensionnelle dans le domaine temporel, est proposée afin de simuler la propagation d’ondes, incluant ces phénomènes, dans les réseaux de tuyauteries industrielles.
Parallèlement, une modélisation du couplage entre la colonne de gaz et les tuyauteries, est étudiée. En effet, la quantification des pressions acoustiques internes dans les conduites est une étape importante pour comprendre les couplages vibro-acoustiques mis en jeu. Or, les mesures acoustiques directes invasives ne sont pas toujours possibles. Une procédure inverse est donc proposée pour identifier le champ de pression acoustique à l’intérieur d’une tuyauterie coudée, à partir de mesures d’accélération non intrusives sur la structure mécanique. Cette méthode est proposée comme outil de diagnostic rapide pour le traitement in situ de vibrations de ces tuyauteries.