Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
L’hydroaccoustique désigne les bruits liés aux phénomènes hydrodynamiques et concerne de manière générale « l'acoustique dans l'eau », qui permet entre autres le repérage des bancs de poissons. L’objet de cet article est le « bruit des navires », non concerné de fait par l’appellation d’hydroacoustique. Ces navires dégagent différentes sortes de bruit : le bruit dans l’eau (leur rayonnement) et le bruit à bord (passagers, équipage et bruit rayonné dans l’air). Dans un premier temps, les différences entre l’air et l’eau sont abordées afin de mieux cerner le sujet. Puis, les débits fluctuants et les forces fluctuantes sont détaillées. Les hélices et le bruit qu’elles engendrent font évidemment partie de ce « bruit des navires ». Pour terminer, sont expliquées les prises de mesures accoustiques dans l’eau.
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Gérard FOURNIER : Docteur ès sciences - Conseiller scientifique à GFIC
INTRODUCTION
De même que l'aéroacoustique concerne le bruit lié aux phénomènes aérodynamiques (voir article « L'aéroacoustique en aéronautique » dans ce même traité), l'hydroacoustique désigne ici le bruit lié aux phénomènes hydrodynamiques. Mais comme ce mot contracté désigne le plus souvent « l'acoustique dans l'eau », dont la principale application est le repérage des bancs de poissons, le titre a été complété par « bruit des navires » pour être plus clair. Ce bruit des navires est bien d'une part le bruit qu'ils rayonnent dans l'eau, auquel seuls les militaires attachent beaucoup d'importance (problèmes de détection et de discrétion), et d'autre part le bruit à bord qui concerne les passagers et l'équipage ainsi que le bruit rayonné dans l'air qui peut poser des problèmes au voisinage des installations portuaires. Les notions générales sont déjà exposées ailleurs dans ce traité « Bruit et vibrations ». Pour les aspects fondamentaux, il est conseillé de se reporter aux articles à « Aéroacoustique et hydroacoustique ». Il est également fait référence aux articles , « Bruit des ventilateurs » et « Bruit des pompes ».
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Hélices
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3. Forces fluctuantes (sans rotation)
Un corps placé dans un écoulement d'eau de vitesse U va être soumis aussi aux fluctuations de cette vitesse et sa surface va vibrer. Avant d'examiner comment sont produites ces vibrations, nous allons donner (paragraphe 3.1) quelques indications sur le rayonnement sonore d'une surface qui vibre, que ces vibrations soient produites par l'écoulement ou par une autre cause (machine à l'intérieur du navire). Dans le paragraphe 3.2, il est rappelé qu'une surface rigide baignée par un écoulement fluctuant rayonne aussi. Le paragraphe 3.3 traite d'exemples explicites et le paragraphe 3.4 conclut sur le couplage fluide-structure.
3.1 Surfaces vibrantes
La vibration d'une surface S est caractérisée par sa ou ses fréquences et par la distribution des vitesses normales à la paroi. Les notions fondamentales sur les vibrations, déjà exposées par ailleurs dans ce traité, ne sont pas toutes rappelées ici.
Toute structure peut présenter des modes de vibration à certaines fréquences. La réponse totale de la structure est la somme des réponses des modes individuels. L'admittance Y d'un mode est le rapport de la vitesse normale à la force normale qui la crée :
Un oscillateur linéaire de masse M o, de coefficient de rappel k r et de coefficient d'amortissement c a a une pulsation de résonance :
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GOLDSTEIN (M.E.) - Aeroacoustics - McGraw-Hill International Book Company (New-York) (1976).
-
(2) - BLAKE (W.K.) - Mechanics of flow-induced sound and vibration - Applied Mathematics and Mechanics, Volume 17. Academic Press Inc. (Londres, Orlando) (1986).
-
(3) - ROSSITER (J.E.) - « Wind tunnel experiments in the flow over rectangular cavities at subsonic and transonic speeds » - R and M 3438, Aeronautical Research Coucil, Great Britain (1966).
-
(4) - DE METZ (F.C.), FARABEE (T.M.) - « Laminar and turbulent shear flow induced cavity resonances » - Paper 77-1293, AIAA Aeroacoustics Conference, Atlanta, USA (3-5 October 1977).
-
(5) - LYON (R.H.) - Statistical energy analysis of dynamical systems : theory and applications - M.I.T. Press (Boston) (1975).
-
(6) - JUNGER (M.C.), FEIT (D.) - Sound, structures...
ANNEXES
Les références et sont des ouvrages de base.
Archives Génie IndustrielFOURNIER (G.) - Aéroacoustique et hydroacoustique - (1990).
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