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Cours d’acoustique et m´ ecanique ondulatoire I.U.P. GDP Option GET 2012–2013 x

Cours d’acoustique et m´ ecanique ondulatoire I.U.P. GDP Option GET 2012–2013 xavier.vuylsteke@cstb.fr 2 Table des mati` eres 1 Notions g´ en´ erales d’acoustique 7 1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1.1 G´ en´ eralit´ es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1.2 Petit historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Principes physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 Pression, vitesse particulaire, intensit´ e et puissance acoustique . . . . . . . . . . . 9 1.4 La vitesse du son . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.5 Fr´ equence, pulsation, longueur d’onde et nombre d’onde . . . . . . . . . . . . . . 10 1.6 Imp´ edance acoustique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.7 Equations de base, Equation de propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.7.1 Equations de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.7.2 Equation de propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.8 Les diff´ erents types d’ondes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.8.1 Aspect ondulatoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.8.2 Ondes planes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.8.3 Ondes sph´ eriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.9 Facteur de directivit´ e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.10 Superposition et ondes stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.10.1 Ondes stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.11 Les d´ ecibels, niveaux sonores et valeurs de r´ ef´ erence . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.12 Manipulation des d´ ecibels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.13 Analyse spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.13.1 Analyse par octave et tiers d’octave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.13.2 Analyse en bandes ﬁnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 L’oreille humaine 21 2.1 Fonctionnement de l’oreille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.2 Sensibilit´ e de l’oreille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3 Niveaux de pression acoustiques pond´ er´ es . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.4 Evaluation de la gˆ ene : le niveau NR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.5 Niveaux de bruits ´ equivalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 Acoustique des salles 27 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2 Propagation des ondes dans un local clos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2.1 R´ eﬂexion des ondes sonores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2.2 Echo et r´ everb´ eration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2.3 Champs acoustique r´ everb´ er´ e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3 Absorption acoustique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.1 Facteur d’absorption acoustique d’un mat´ eriau . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.2 Aire d’absorption ´ equivalente d’un local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3 4 TABLE DES MATI ` ERES 3.4 Niveau de pression dans un local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.1 Pression acoustique efﬁcace r´ everb´ er´ ee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.2 Pression acoustique efﬁcace du champs direct . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.3 Champs acoustique mixte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.5 Temps de r´ everb´ eration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.5.1 D´ eﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . uploads/Management/ cours-pdf.pdf