Dans une optique de réduction du bruit engendré par les avions, de nombreux phénomènes restent encore à mieux comprendre et de nombreuses configurations sont à étudier. Un besoin en outils de simulation précis et efficaces se fait donc ressentir pour répondre à ces problématiques de propagation d'ondes. Une approche envisageable est celle des équations one-way. En effet, cette méthode permet de décomposer la résolution des équations en fonction du sens de propagation des ondes le long d'un axe. Ainsi, au sein d'un écoulement, cet axe est naturellement celui de l'écoulement principal. Cependant, l'application des équations one-way dans le cadre de la mécanique des fluides souffre d'une limitation majeure. La complexité des équations résolues (équations d'Euler ou de Navier-Stokes) impose une hypothèse d'écoulement faiblement variable, limitant de ce fait le domaine d'application d'une telle méthode. Le premier objectif a donc été de développer une reformulation de ces équations one-way, dans le but de pouvoir appliquer certaines méthodes permettant la levée d'une telle hypothèse. Pour cela, l'exploitation de deux conditions aux limites non-réfléchissantes a permis la construction d'une factorisation purement numérique de l'opérateur de propagation. A partir de cette méthode, il est ensuite possible d'appliquer des formalismes comme les équations one-way true amplitude ou les séries de Bremmer, permettant de prendre en compte les ondes réfractées et/ou réfléchies. Le second objectif a été de mettre à l'épreuve ces méthodes sur différentes applications. Ces dernières sont constituées d'écoulements variant le long de l'axe de propagation, de conduits à section variable ou partiellement traités acoustiquement (liners acoustiques) ou encore d'un jet chaud subsonique. Dans tous ces cas, les résultats fournis par les approches one-way montrent un bon accord avec les données expérimentales et avec différentes méthodes numériques plus coûteuses.

Durant les vingt prochaines années le trafic long-courrier connaîtra une croissance d’environ 6% par an. Il existera alors un marché potentiel suffisant pour justifier le lancement d'un nouveau transport supersonique. En Europe, Aérospatiale, British Aerospace et Deutsche Aerospace travaillent sur un projet d'avion supersonique appelé E.S.C.T. (European Supersonic Civil Transport). Il transportera 250 passagers à la vitesse supersonique de Mach 2, sur un rayon d’action de 10200 km. Cette étude consistait tout d’abord à étudier les différentes contraintes apportées par le vol en domaine supersonique sur la structure du fuselage, et ensuite à établir une méthode de prédimensionnement d'un fuselage en composites, réaliser un comparatif des procédés de mise en œuvre des composites et proposer des solutions nouvelles de principes constructifs des principaux éléments de fuselage. Les principales contraintes auxquelles est confronté le futur supersonique sont d’ordre : - technologiques : satisfaction du cahier des charges (masse...), choix du matériau (températures de paroi élevées) - réglementaires : respect des normes internationales - commerciales : réduction des coûts de développement, de fabrication et d'exploitation. Le dimensionnement réalisé dans cette étude a montré que la solution d'un fuselage en composites permet d'obtenir d'importants gains de masse notamment dans les zones les plus fortement chargées, dus à la fois à la faible densité des composites et à la possibilité de piloter les rigidités et les résistances suivant les zones de la structure grâce aux différents empilements. Concernant les géométries des éléments principaux du fuselage, un panneau raidi par des lisses en oméga semble le plus adapté, et pour les cadres et les traverses plancher une géométrie en "C" ou en "I". Par ailleurs, l'étude a montré qu'une solution combinant différentes technologies composites permettait de réduire les coûts de développement en diminuant les difficultés technologiques.