v2.5.0 (3618)

Cours scientifiques - MF207 : Acoustique en milieu fluide

Domaine > Mécanique des fluides et énergétique, Physique, optique.

Descriptif

L'acoustique, ou science des sons, est un domaine multi-disciplinaire à l’interface entre mécanique, science de la vie et de la terre, science des matériaux, traitement du signal et sciences cognitives. Les secteurs d'applications de ce domaine sont nombreux, notamment dans les transports (terrestre, aérien et maritime),  l'environnement (impact du bruit sur les hommes, sur la faune marine), le bâtiment, ou l’imagerie (en géosciences et en biologie).


L'objectif principal de ce cours d’introduction à l’acoustique est de fournir les éléments théoriques et pratiques nécessaires au calcul de champs acoustiques dans les milieux fluides et au traitement des signaux acoustiques. Partant de la propagation en espace libre, on aboutit progressivement à la description des phénomènes  acoustiques dans les cavités et les lieux clos, en passant par les guides d'ondes. Les bases de l’acquisition et du traitement de signaux acoustiques sont également abordées dans ce cours, en particulier lors de séances pratiques en salle informatique. Enfin, une introduction à la perception des sons par l’oreille humaine est présentée.


Tout au long du cours, les notions sont illustrées par des exemples sonores, et des illustrations sont empruntées aux différents domaines de l'acoustique : bruit des transports terrestres et aériens, acoustique sous-marine, bruit industriel, caractérisation de matériaux acoustiques, acoustique musicale, acoustique des salles. Les étudiants sont invités à lire des articles scientifiques relatifs à ces différents domaines, et sont évalués sur l’analyse d’un article scientifique.

Objectifs pédagogiques

•    Connaître les hypothèses de l’acoustique linéaire et les grandeurs physiques associés ;
•    Connaître la physiologie de l’oreille humaine, et savoir expliquer comment l’oreille perçoit la force et la hauteur des sons ainsi que la notion de timbre ;
•    Savoir résoudre l’équation des ondes acoustiques dans un fluide au repos dans une géométrie simple : propagation d’ondes en champ libre, calcul des modes dans un guide d’onde ou dans une salle ;
•    Savoir utiliser la notion d’impédance ramenée dans un guide d’onde, et appliquer la conservation du débit et de la pression ;
•    Connaitre les hypothèses de la théorie statistique, et savoir appliquer cette théorie à des problèmes d’acoustique des salles ;
•    Savoir calculer et représenter des champs acoustiques à l’aide de Python ou de Matlab ;
•    Savoir calculer une densité spectrale de puissance en bandes fines et en tiers d’octave à partir d’un signal échantillonné à l’aide de Python ou de Matlab ;
•    Savoir calculer une réponse de salle (par convolution) et un temps de réverbération à partir d’une réponse impulsionnelle de salle à l’aide de Python ou de Matlab ;

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Cours de 1ère année de mécanique des fluides (MF101)

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Vos modalités d'acquisition :

Examen écrit et devoir maison

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
  • Scientifique acquis : 1.25

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

Programme du cours séance par séance :
1.    Bases de l’acoustique linéaire et physiologie de l’audition
PC : Propagation à travers un mur rigide, tests auditifs


2.    Solutions de l’équation d’onde en champ libre et calcul de niveaux en bandes d’octave
PC : Spectres en bandes d’octave d’un bruit routier, acoustique d'une cloche

.    Ondes acoustiques guidées
PC : Tube à ondes stationnaires, acoustique d’une flute, silencieux d’automobiles

4.    Acquisition et analyse de signaux acoustique
PC : analyse spectrale d’un signal instationnaire

5.    Acoustique des salles
PC : calcul de courbes de décroissance et de temps de réverbération pour différentes réponses impulsionnelles de salle,  réponse de salle par convolution, bruit d’un moteur dans un local industriel


6.    Introduction à l’instrumentation acoustique et application à l’acoustique des salles


7.    Examen écrit

Mots clés

acoustique linéaire, perception des sons, guides d’onde, acoustique des salles, sources sonores, traitement du signal, calcul de champ acoustiques
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