SERA3 - Le module acoustique

Le module acoustique est un module électronique permettant de mesurer l’ambiance acoustique sous la coiffe de la fusée lors du vol, c’est-à-dire les fréquences acoustiques dominantes lors du vol. Ce bruit est créé par la pénétration de la fusée dans l’air et dépend de la forme de la coiffe et de la vitesse de la fusée. Notre objectif est de connaître l’ambiance acoustique afin de savoir s’il est possible de placer une charge utile dans la coiffe sans risquer son endommagement par des vibrations acoustiques.


Le module est constitué d’un boitier électronique et de deux microphones et permet de réaliser des relevés acoustiques en vol.
Intégration des micros dans la fusée

Enregistrement des données

Nous plaçons deux microphones dans la coiffe. Le premier est placé au centre de celle-ci, le deuxième est dirigé vers l’extérieur et placé à fleur de peau grâce à un trou dans la coiffe. L’enregistrement obtenu est filtré grâce à un filtre analogique passe-bas, qui ne retient que les fréquences inférieures à 40 kHz, à savoir celles qui peuvent potentiellement endommager une charge utile.

Le premier prototype de la carte électronique

Les données ainsi filtrées sont converties numériquement et stockées sur carte SD. Une fois récupérée, la carte SD nous permettra d’analyser les données de vol.
Toutefois, de façon à parer à une éventuelle perte des données stockées sur la carte SD nous avons décidé de les transmettre en temps réel grâce au module de télémétrie. Néanmoins, les capacités d’envoi de données par télémétrie sont limitées et doivent être partagées avec d’autres modules comme la vidéo. Pour cette raison nous avons décidé de n’envoyer par télémétrie que la moyenne et l’écart-type des fréquences observées toutes les 8 ms.

Etude expérimentale

Afin d’avoir une première idée des résultats que nous allons obtenir, nous réalisons deux expériences au sol. Ces deux expériences sont réalisées avant la finalisation du module et utilisent donc d’autres moyens de mesures.
La première expérience a pour objectif de déterminer la fonction de transfert de la coiffe : nous cherchons à savoir quelles fréquences sonores sont absorbées et lesquelles sont amplifiées.
Pour cela nous soumettons la coiffe* à un bruit blanc diffus à l’aide d’un haut-parleur, c’est-à-dire que le son est le même partout dans la pièce et qu’il contient toutes les fréquences sonores (jusqu’à 10kHz) à proportions égales. Nous plaçons un microphone dans la coiffe et un autre dans la pièce. La différence des amplitudes de chaque son nous permet de déterminer la fonction de transfert de la coiffe.

La deuxième expérience consiste à placer la coiffe dans une soufflerie afin de simuler le vol de la fusée. Nous plaçons deux microphones dans la même configuration que dans le vol réel. Cette expérience va nous permettre d’avoir une première idée de l’ambiance acoustique sous coiffe. Cependant la soufflerie à laquelle nous avons accès n’atteint que 50m/s (soit environ 180km/h), nos résultats seront donc insuffisants et le vol réel reste indispensable pour avoir une idée complète de l’ambiance acoustique sous la coiffe.

La coiffe dans la soufflerie

Le module acoustique va permettre de connaître l’ambiance acoustique dans la coiffe de SERA-3, données indispensables pour que cet espace réponde aux critères imposés par l’emport de charges utiles. De plus, les expériences réalisées au sol vont permettre de mieux comprendre la création de cette ambiance acoustique. Elles permettront de dégager des axes d’amélioration des coiffes pour les prochains projets PERSEUS.
L’ensemble de ce module et de ces expériences est réalisé par le CLC (Centrale Lyon Cosmos).

*la coiffe utilisée pour les expériences est celle de SELENA, une ancienne fusée PERSEUS présentant des caractéristiques physiques et géométriques très proches de celles de SERA-3.