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Dissertations / Theses on the topic 'Diffusion acoustique par sphères'
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1
Galaz, Belfor. "Relation entre la structure et les propriétés acoustiques des agents de contraste ultrasonores et leur utilisation comme vecteur de médicaments." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066430.
Full textAbstract:
Ces travaux de recherche ont pour objectif d'établir des relations entre les paramètres acoustiques et les caractéristiques d’un nouvel Agent de Contraste Ultrasonore (ACU) composé d'une coque polymérique encapsulant un fluide perfluoré. Nous utilisons le rapport signal sur bruit (SNR) pour estimer le rehaussement de contraste. Nous simulons la réponse acoustique pour étudier la diffusion, l’atte��nuation et la vitesse de propagation de l’onde. L’étude est effectuée sur des particules de diamètre compris entre 150 nm et 6 m, dispersées dans de l’eau. Pour des particules de petite taille par rapport à la longueur d’onde et des concentrations faibles, nous pouvons utiliser des modèles théoriques établis pour une particule isolée. Ils permettent de valider notre approche. Nos simulations évaluent, également les effets de l’épaisseur, des propriétés mécaniques de la coque et du cœur liquide. La caractérisation des propriétés acoustiques de cet ACU vise à optimiser les processus de fabrication.
2
Khelil, Mohammed El Hocine. "Diffusion acoustique par des structures multicouches périodiques." Le Havre, 1994. http://www.theses.fr/1994LEHA0008.
Full textAbstract:
Il s'agit d'étudier la diffusion acoustique par des structures planes multicouches périodiques immergées dans l'eau d'un point de vue expérimental et théorique. Deux types de structure périodique sont étudiés: la première est une structure fluide/solide et la deuxième une structure solide/solide. La diffusion acoustique impulsionnelle par l'ensemble plaque d'aluminium/lame d'eau/plaque d'aluminium (A/E/A) fait apparaitre des résonances de structure dont les fréquences sont proches de celles d'une plaque d'aluminium isolée. A ces résonances sont associées des ondes guidées. Pour un ensemble A/E/A/E/A, autour d'un mode de résonance de la plaque, il existe 2 résonances de structure alors qu'il en existe une seule pour la structure a/e/a. Une multicouche de type ABAB et ABABAB (A : plaque d'aluminium, B : plaque de nylon) possède également des résonances de structure qui apparaissent par famille. Si la multicouche contient n motifs, chaque famille contient N-1 résonances. Il y a bon accord entre résultats expérimentaux et théoriques
3
Kheddioui, El m'kaddem. "Diffusion acoustique par deux tubes élastiques immergés." Le Havre, 1995. http://www.theses.fr/1995LEHA0005.
Full textAbstract:
La diffusion acoustique par deux tubes élastiques immergés a été étudiée théoriquement et expérimentalement. Deux modelés théoriques ont été développés suivant un point de vue global et local. Ces modèles nous ont permis d'analyser le mécanisme de l'interaction acoustique entre les deux diffuseurs et d'évaluer le nombre significatif de rayonnements mutuels entre les deux tubes. Des parcours acoustiques ont été attribues aux différents échos, observes sur les signaux temporels, provenant des rayonnements mutuels entre les deux coques. Sur le spectre de résonances, nous avons observés des pics associés aux fréquences de résonances d'un tube seul et d'autres associés aux rayonnements mutuels entre les deux tubes. En régime quasi-harmonique, il a été montre que le signal rétrodiffusé par les deux diffuseurs ne contient jamais de régime libre en dehors des fréquences de résonances d'un tube seul. La diffusion angulaire par les deux tubes excités par un signal de fréquence égale à celle de résonance d'un tube seul a montré que la réémission libre des deux tubes résulte d'une interférence entre les contributions associées aux différentes ondes stationnaires établies autour de chaque tube. Le renforcement de ces ondes stationnaires n'est vérifié que si l'angle sous lequel la cible est excitée est lié au mode de vibration par une relation que nous avons déterminée. La diffusion angulaire par les deux tubes a un aspect résonnant lié à un tube seul et un aspect interférentiel lié aux rayonnements mutuels. L'étude en basse fréquence a permis d'identifier les ondes responsables des rayonnements mutuels entre les deux tubes. Elle a aussi montré que les phénomènes observes sont les mêmes en basse et haute fréquence
4
Brize-Tramoni, Laurence. "Diffusion acoustique par des coques sphériques à parois minces." Aix-Marseille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX22075.
Full textAbstract:
L'analyse du probleme de la diffusion acoustique par des coques spheriques fait apparaitre le role important joue par les resonances (domaine frequentiel) ou les ondes de surface (domaine temporel). Dans cette etude, on s'est interesse au comportement des resonances lorsqu'on fait varier certains parametres de la cible tels que l'epaisseur, la nature, la forme geometrique
5
Eudeline, Yannick. "Diffusion acoustique par des cibles limitées : traitement numérique des signaux." Le Havre, 1998. http://www.theses.fr/1998LEHA0005.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est l'étude de l'interaction entre une onde de volume et une cible limitée immergée. Les cibles sont des lames minces de largeur finie et des disques circulaires minces de duraluminium. Elles sont étudiées à l'aide de deux méthodes expérimentales complémentaires. Dans une première méthode, le champ de pression autour de la cible est étudié à l'aide de transducteurs piézoélectriques. Les études en configurations monostatique et bistatique, alliées aux traitements des signaux acoustiques, permettent de montrer les diffractions aux bords, les conversions en modes de Lamb et les diffusions de ces ondes sur les arêtes. Dans une deuxième approche, l'utilisation d'un baromètre laser permet de mesurer la composante normale des déplacements à la surface de l'objet et ainsi de réaliser une cartographie des ondes circulant à la surface. On peut représenter l'évolution de l'amplitude des vibrations selon un segment de mesure. Lorsque celui-ci correspond à la direction de propagation d'ondes, la méthode S. W. A. M. (surface wave analysis method) fournit une représentation complète des ondes de surface. Dans le cas du disque, l'utilisation de la théorie géométrique de la diffraction permet de prédire la position spatio-temporelle des ondes A générées sur l'arête circulaire par l'onde de volume incidente.
6
Chati, Farid. "Diffusion acoustique par des objets cylindriques comportant un matériau viscoélastique." Le Havre, 1998. http://www.theses.fr/1998LEHA0014.
Full textAbstract:
La diffusion ultrasonore par un objet élastique de forme cylindrique contenant un cylindre viscoélastique est analysée. Une fine pellicule d'eau sépare les deux solides. Les résultats expérimentaux ont été obtenus à l'aide d'une méthode quasi-harmonique. Une méthode théorique simulant la méthode expérimentale a été développée ; des spectres de résonances ont été calcules sans utiliser un fond non résonant. Dans une première étape, la diffusion par un cylindre viscoélastique est considérée. Dans cet objet, la vitesse de l'onde transversale est inférieure à la vitesse du son dans l'eau. L'effet de l'absorption due à la viscoélasticité est pris en compte. L'influence de l'eau sur les résonances est montrée : le changement de nature physique d'une onde liée à la présence de l'eau est mis en évidence. Une étude paramétrique mettant en jeu l'absorption est également développée afin de préciser la nature fortement longitudinale ou fortement transversale des ondes circonférentielles. Dans une seconde étape, pour montrer les modifications qui apparaissent lors de l'introduction du cylindre dans la coque élastique, des spectres expérimentaux de résonances relatifs à l'objet compose sont comparés à ceux relatifs aux deux constituants pris séparément. Pour expliquer ces spectres, une étude théorique présentant l'évolution des résonances est réalisée en faisant intervenir le rayon du cylindre. Cette étude permet de conclure sur l'origine des résonances.
7
ROSSI, JEAN-LOUIS. "Diffusion acoustique par deux cibles elastiques de forme geometrique spherique." Corte, 1996. http://www.theses.fr/1996CORT3013.
Full textAbstract:
Ce travail de these a porte sur l'etude de la diffusion acoustique par deux objets spheriques identiques immerges dans de l'eau par l'utilisation de deux methodes differentes, la theorie geometrique de la diffraction (tgd) et la technique de la diffusion multiple. Dans un premier temps, les ondes de surfaces qui jouent un role preponderant dans la diffusion acoustique par la cible isolee sont identifiees en effectuant une comparaison somme modale/tgd. La deuxieme partie de l'etude porte sur l'application de la tgd au systeme constitue de deux objets spheriques identiques. Cette methode est appliquee pour la premiere fois a un tel systeme en acoustique. Il est montre que la tgd donne separement toutes les contributions de la pression diffusee par le systeme. Il est donc ainsi possible d'effectuer une comparaison de toutes ces contributions et en particulier de celles liees aux interactions entre les deux objets. Pour le cas de deux coques elastiques spheriques tres minces, nous effectuons une comparaison de nos resultats theoriques avec certains resultats experimentaux obtenus au lma de marseille. Le principal resultat de cette etude est la mise en evidence theorique d'une interaction importante entre les deux cibles liee a l'onde de stoneley. Pour finir, la technique de la diffusion multiple est appliquee a deux spheres elastiques identiques. Pour cela, l'approche developpee par young et bertrand pour les cylindres est generalisee aux spheres. Une solution formelle du probleme est obtenue qui evite les difficultees numeriques rencontrees par gaunaurd et ses collaborateurs. Grace a l'utilisation simultanee de cette derniere methode et de la tgd il est possible de mettre en evidence et d'identifier des resonances d'interaction entre les deux cibles
8
Touraine, Nicolas. "Diffusion acoustique par des coques cylindrico-hémisphériques immergées en incidence variable." Le Havre, 2000. http://www.theses.fr/2000LEHA0003.
Full textAbstract:
L'étude de la diffusion acoustique par des cibles cylindriques limitées par deux hémisphères est traitée dans les domaines temporel et fréquentiel. Cette étude fournit une interprétation physique complète de la signature acoustique propre à ce type d'objets cylindrico-hémispheriques en rétrodiffusion. Pour se faire, une démarche expérimentale est complétée par une approche théorique. L'excitation ultrasonore de ces objets est réalisée pour toutes les incidences, depuis l'incidence axiale (suivant l'axe principal de l'objet) jusqu'à l'incidence normale (suivant la direction normale à l'axe principal). Les cibles creuses immergées dans l'eau sont en acier inoxydable, de rapports des rayons internes sur externe égaux à 0,99 (paroi extra-mince) et à 0,97. Les résultats expérimentaux obtenus sur trois cibles extra-minces ont montré deux zones angulaires distinctes de rétrodiffusion se rapportant à l'excitation de la cible considérée d'une part sur sa partie hémisphérique et, d'autre part, sur sa partie cylindrique. Dans la région angulaire correspondant à l'excitation hémisphérique de l'objet une même réponse acoustique proche de celle obtenue pour l'incidence axiale est observée. Les signaux expérimentaux obtenus pour cette incidence axiale s'accordent avec ceux calcules par un modelé numérique employant la méthode d'éléments finis couplée à la méthode d'éléments de frontière. Concernant l'excitation cylindrique de la cible, un modelé géométrique base sur l'analyse des parcours des ondes hélicoïdales permet d'identifier les échos des réponses temporelles. Des résonances liées à la section cylindrique de l'objet et à sa limitation sont alors mises en évidence. L'influence de surépaisseurs annulaires internes de coque sur la rétrodiffusion est également étudiée dans le cas de l'excitation axiale pour des cibles plus épaisses. Des échos supplémentaires de réflexion sur ces inhomogénéités apparaissent et des décalages en fréquence de résonance sont alors introduits.
9
Coatanhay, Arnaud. "Diffusion acoustique par un objet cylindrique à proximité d'une interface plane." Le Havre, 2000. http://www.theses.fr/2000LEHA0006.
Full textAbstract:
Cette thèse traite du problème de la diffusion acoustique par un objet à géométrie cylindrique situe à proximité d'une interface plane. Nous avons cherché à construire une modélisation de ce problème la plus générale possible, dans le cadre de la théorie modale. C'est ainsi que nous avons développé une théorie des images généralisée. Ce nouveau modelé théorique est explicitement décrit. Et, nous avons mis en évidence les domaines d'applications et les restrictions éventuelles associent à ce modèle. La comparaison avec les théories de rayons et les méthodes intégrales a pu être établie, et a confirmé la cohérence de cette nouvelle théorie. Nous avons montré qu'elle pouvait être employée avantageusement pour traiter des configurations très concrètes : structure cylindrique immergée et située à proximité d'un fond sédimentaire. Nous avons également montre que le modèle convenait au cas d'une structure cylindrique enfouie dans fond sédimentaire sous-marin. Enfin, le dernier chapitre apporte des contributions originales à la modélisation des cylindres à section non-circulaire en théorie modale.
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Poulain, Cédric. "Turbulence dans l'espace de Fourier : mesures de vorticité par diffusion acoustique." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2003. http://www.theses.fr/2003GRE10078.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude expérimentale de la vorticité en turbulence développée dans l'espace de Fourier. Des mesures par diffusion acoustique d'ondes ultrasonores ont été réalisées d'une part dans un jet d'air ambiant en laboratoire (LEGI-Grenoble), d'autre part dans de l'Hélium gazeux à 4 Kelvin au CERN (Genève) permettant de couvrir une gamme de nombres de Reynolds (fondés sur l'échelle de Taylor) compris entre 400 et 6000. Dans un premier temps, on qualifie la chaîne de mesure acoustique en comparant des expériences contrôlées à des calculs numériques. On examine en particulier l'importance des effets de diffraction induits par des émetteurs de taille finie. L'utilisation de cette chaine acoustique pour l'étude de la vorticité en turbulence développée a conduit à deux résultats majeurs. Le premier concerne les temps caractéristiques des "évenements vorticitaires turbulents". En particulier, l'étude des temps de décorrélation d'un mode de Fourier de la vorticité révèle l'existence de deux temps caractérisant ces "événements vorticitaires" : un temps court proportionnel au temps de "sweeping" et un temps long proportionnel au temps intégral de la turbulence. De plus, une technique d'interterométrie appuyée par une analyse temps-fréquence (de type Wigner-Ville) du signal complexe de diffusion suggère que le temps long traduit les interactions non-locales et le temps court les interactions locales (en Fourier). Le second résultat majeur est relatif à l'intermittence d'un point de vue spectral que nous avons analysée notamment via l'étude des densités de probabilité du signal. On montre en particulier que les modes de Fourier présentent une forte intermittence, laquelle s'accentue aux grands nombres d'onde et à grand Reynolds. La plupart de ces résultats expérimentaux sont également observés dans des simulations numériques directes (DNS) pseudo-spectrales du champ de vorticité correspondant à des nombres de Reynolds de l'ordre de 80.
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ANTOINE, HELENE. "Detection basse frequence d'une cible par petits fonds marins." Aix-Marseille 2, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX22108.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail est la detection de cible en eau peu profonde. On cherche a etablir l'expression du champ de pression dans un guide d'onde acoustique contenant une coque spherique elastique. Pour cela, une formulation originale permettant de prendre en compte le caractere elastique de la coque est mise en uvre. Les simulations numeriques indiquent que l'influence d'une cible dans une colonne d'eau est tres peu significative. Il est donc difficile de detecter un obstacle dans un tel environnement. En outre, l'etude met en evidence qu'une cible immergee dans une colonne d'eau se comporte comme une source secondaire pour chacun des modes incidents du guide d'onde. Parallelement, afin de valider la theorie on developpe une experience en cuve simulant des conditions de propagation par petits fonds marins. On travaille sur cette cuve avec une lame d'eau de quelques centimetres et des frequences d'une centaine de kilohertz. Les resultats obtenus confirment la theorie et fournissent une bonne comprehension des phenomenes de propagation guidee en presence d'une cible.
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Decultot, Dominique. "Diffusion acoustique par des objets axi-symétriques immergés : cas des cylindres limités par des hémisphères." Le Havre, 1993. http://www.theses.fr/1993LEHA0002.
Full textAbstract:
L'étude de la diffusion acoustique par des objets de forme axisymétrique, présentée dans le mémoire, s'appuie sur les travaux effectués précédemment dans ce domaine sur des formes simples (plaques, cylindres, tubes). Les objets étudiés sont constitués d'un cylindre (ou tube) limite par deux hémisphères (ou coques hémisphériques). Deux directions d'excitation sont envisagées, l'excitation normale et l'excitation parallèle (axiale) au grand axe des objets. Les résultats expérimentaux présentés sous forme de spectres de rétrodiffusion ou de spectres de résonances sont obtenus par la M. I. I. R. (méthode d'isolement et d'identification des résonances). Les résonances observées lors de l'excitation normale sont comparées aux résultats des études théoriques et expérimentales déjà menées sur les cylindres ou tubes de longueur infinie ou limitée. Pour l'excitation axiale, les résultats expérimentaux sont interprétés en écrivant la condition de formation des résonances, déduite de l'accord de phase, dans le plan méridien des objets. Cette condition fait intervenir les vitesses de phase des ondes se propageant sur les parties hémisphériques et sur la partie cylindrique des objets. Ces vitesses de phase sont étudiées séparément, théoriquement et expérimentalement, d'une part, pour les objets sphériques et, d'autre part, pour les objets cylindriques en considérant le mode de vibration n=0 qui traduit une propagation uniquement axiale des ondes. Ces vitesses sont comparées à celles des ondes de Lamb dans les plaques. Elles sont également vérifiées expérimentalement en excitant des tubes limites, sur une de leurs extrémités, dans la direction parallèle à leur axe. Pour les deux directions d'excitation, les résultats théoriques et expérimentaux obtenus sur des objets axisymétriques, pleins en carbure de tungstène et creux en acier inoxydable, montrent l'influence de la forme des objets sur la propagation des ondes de surface
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Conoir, Jean-Marc. "Diffusion acoustique par un cylindre : théorie modale et approximation de l'acoustique géométrique." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066123.
Full textAbstract:
La diffusion est decrite par une serie de modes normaux de vibration et les resonances sont calcules en utilisant le formalisme de la matrice de diffusion. Le passage de la theorie modale a l'acoustique geometrique est effectue par la transformation de sommerfeld-watson
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Conoir, Jean-Marc. "Diffusion acoustique par un cylindre théorie modale et approximation de l'acoustique géométrique /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376040470.
Full text
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Zalzali, Ibrahim. "Résolution numérique de systèmes hyperboliques non conservatifs et diffusion acoustique par une arête." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10134.
Full textAbstract:
L'objet de ce memoire est le developpement des nouvelles methodes numeriques pour la resolution des systemes hyperboliques incluants de produits des distributions. On s'interesse aux systemes hyperboliques non conservatifs d'une part, et aux systemes hyperboliques a coefficients constants par morceaux d'autre part. Afin de bien traiter les termes non conservatifs, on se place dans le cadre de l'algebre des fonctions generalisees. Nous nous interessons aux solutions generalisees, caracterisees par les conditions microscopiques sur les chocs. Nous developpons des nouveaux schemas numeriques qui mettent en evidence les roles decisifs des viscosites numeriques dans la determination des solutions generalisees. De nombreux tests numeriques sont presentes, qui montrent les performances de ces schemas. Dans la seconde partie, nous etudions les phenomenes de reflexion-refraction des ondes acoustique sur des dioptres. Des schemas numeriques a pas de temps constant ou variable sont construits en 1d, dans un premier temps. En 1d, des estimations bv ont ete etablies, ainsi qu'un resultat d'existence a partir de notre schema a pas de temps constant. Ensuite nous generalisons ces schemas en dimension deux pour les cas liquide-liquide et liquide-solide. De nombreuses experimentations numeriques sont presentees, qui mettent en evidence la precision des calculs effectues
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Chiumia, Jeremiah Gibson. "Diffusion acoustique par des coques cylindriques et axisymétriques : influence d'une hétérogénéité d'épaisseur interne." Le Havre, 1998. http://www.theses.fr/1998LEHA0009.
Full textAbstract:
L'influence d'une hétérogénéité d'épaisseur sur la diffusion acoustique par des objets cylindriques fermes par deux coques hémisphériques (objets line) immerges dans l'eau est analysée dans ce mémoire. L'hétérogénéité se présente sous la forme d'une surépaisseur interne créée par la soudure au niveau des jonctions hémisphères/tube. L'approche est expérimentale et, étant donné les caractéristiques des objets et la gamme de fréquence de l'étude, seule l'influence des ondes A et Z#o est observable sur les niveaux de pression acoustique rétrodiffusée. Une première étude est menée sur des objets présentant une géométrie plus simple : un tube comportant une soudure axiale de même type et un objet cylindrique ferme d'un seul côté par une coque hémisphérique (objet liné coupé). Pour le tube soude, l'analyse des signaux obtenus sous incidence normale a son axe met en évidence plusieurs phénomènes liés à la présence de l'hétérogénéité : l'excitation et la réémission directe d'ondes au niveau de la surépaisseur d'une part, et, d'autre part, la conversion du type d'ondes accompagnée d'une réflexion ou d'une transmission. L'analyse des signaux temporels, enregistres pour des directions d'incidence différentes par rapport à la soudure, permet d'identifier les nombreux échos supplémentaires attribues a la présence de l'hétérogénéité. Sur le plan fréquentiel, la comparaison avec les résultats théoriques et expérimentaux obtenus pour un tube non soude rend possible l'interprétation des modifications, dues à la surépaisseur, observées sur les spectres de rétrodiffusion et de résonances. Les résultats obtenus sur l'objet liné coupé mettent en évidence des phénomènes identiques liés à l'interaction des ondes avec l'hétérogénéité d'épaisseur. Ces deux études rendent possible l'interprétation des signaux temporels et des spectres de rétrodiffusion et de résonances obtenus pour l'objet line complet, comportant deux surépaisseurs (tube fermé par deux hémisphères) en incidence axiale.
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JANNIER, ANNE. "Diffusion acoustique par les cylindres : estimation analytique des resonances et mesure de dilatation." Paris 7, 1998. http://www.theses.fr/1998PA077078.
Full textAbstract:
L'objet de ce manuscrit est l'etude des resonances acoustiques des cylindres et tubes vides. Dans un premier temps, il est montre qu'une resolution analytique des equations caracteristiques est possible moyennant l'utilisation de la methode des perturbations apres remplacement des fonctions de bessel par leurs developpements asymptotiques de hankel associes. Les resultats d'ordre 1 en 1/x ainsi obtenus sont une bonne approximation des resonances calculees par matrice s pour les hautes valeurs de la frequence x dans un mode de vibration n donne. Ces resultats se repartissent en deux familles independantes. Lorsque ces deux familles de solutions s'intersectent, un comportement particulier est observe dans le plan (n,x) qui se traduit comme un couplage au niveau des ondes circonferentielles. Ce comportement de couplage est d'ailleurs bien decrit analytiquement par les solutions obtenues a l'ordre 2 en 1/x de la resolution. L'etude de la largeur des resonances enfin montre bien que la plupart des resonances des objets solides se repartissent entre les deux familles independantes mais que certaines autres correspondent aux resonances proches des intersections de ces deux familles. Ces deux familles dependant essentiellement de la vitesse longitudinale ou de la vitesse transversale, dans un second temps, il a ete tente une reconnaissance experimentale de cette dependance au travers de mesures du champ de dilatation. Le but etait de caracteriser, suivant le type de la resonance excitee, le comportement du champ de dilatation induit dans l'objet lors de la propagation des ondes circonferentielles. Il a ete etabli que, pour une frequence fixee et conformement au calcul numerique, le champ de dilatation est d'autant mieux observable que la largeur de la resonance associee est grande, excepte lorsque la resonance est isolee en frequence, auquel cas son observation est facilitee.
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Danila, Emilian. "Théorie de la diffusion résonnante multicanaux : application à la diffusion acoustique par un tube élastique aux parois excentrées." Le Havre, 1995. http://www.theses.fr/1995LEHA0006.
Full textAbstract:
Cette étude est consacrée à la diffusion acoustique d'une onde plane par un tube aux parois excentrées immergé dans l'eau. Une solution analytique exacte, valide indépendamment de l'excentricité, de la taille, ou de la position de la cavité a été construite. Cette construction fait appel au formalisme de la série de Debye généralisée, formalisme qui décompose l'interaction globale en une série d'interactions locales représentées par les coefficients de réflexion et de transmission locaux. A partir de ces coefficients, des coefficients de réflexion et de transmission de l'énergie ont été introduits. Nous avons montré analytiquement que la loi de conservation de l'énergie s'exprime sous une forme simple au moyen de ces nouveaux coefficients. Nous avons développé la théorie de la diffusion résonnante multicanaux, théorie inexistante en diffusion acoustique. Afin de caractériser les résonances, la matrice de transition a été introduite. La conversion de modes et le dédoublement des résonances ont été mis en évidence et expliqués. Cette explication repose sur le fait que dans la région de faible épaisseur du tube on a une variation très forte d'impédance. Cette région devient une barrière de potentiel pour la propagation. Une partie de l'énergie traverse cette région, et une autre partie est réfléchie d'où le dédoublement des résonances. Les diagrammes angulaires de diffusion montrent que la conversion est liée aussi à cette région. Les principaux résultats ont été validés expérimentalement
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Lenoir, Olivier. "Diffusion acoustique impulsionelle par des multicouches planes immergées : problème inverse : détection des résonances en présence d'absorbants." Le Havre, 1990. http://www.theses.fr/1990LEHA0003.
Full textAbstract:
La diffusion acoustique impulsionnelle par des multicouches planes immergées dans l'eau permet l'obtention d'un certain nombre de caractéristiques physiques concernant les différentes couches constituant la multicouche. Les multicouches considérées sont du type solide1/liquide/solide2, le liquide compris entre les deux solides servant uniquement au couplage entre les deux solides. A cet effet, un programme de traitement du signal mettant en jeu notamment un filtrage temporel et un algorithme de TDF (transformée de Fourier discrète) a été élaboré. Des expériences concernant tout ou partie du signal réfléchi et l'étude des ondes de Lamb guidées dans la structure ont conduit à la résolution du problème inverse: l'épaisseur, les vitesses de phase longitudinales et transversales et la masse volumique sont déterminées pour les deux solides. L'erreur reste toujours inférieure à 10 %. L'étude du spectre des résonances d'une multicouche du type absorbant/solide2, les deux matériaux étant colles, ne permet pas la détection des résonances du solide. Une nouvelle méthode utilisant les résultats obtenus par TDF de la totalité du signal a été mise en jeu. Il s'agit de tracer, en fonction de la fréquence, le rapport de la partie imaginaire a la partie réelle du spectre. Les résonances du solide sont alors clairement isolées. Cette méthode est très performante pour la détection des résonances
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Lecroq, Florence. "Diffusion acoustique basse fréquence par des tubes limites immergés : nouvelles résonances liées à la longueur des tubes." Le Havre, 1990. http://www.theses.fr/1990LEHA0002.
Full textAbstract:
La diffusion acoustique par des tubes en basse fréquence montre, dans le domaine de fréquence réduite KA compris entre 5 et 30 (K désigne la norme du vecteur d'onde de l'onde incidente et A le rayon externe du tube), des résonances liées aux ondes de galerie à écho 1-2 et liées aux ondes de Scholte-Stoneley. Des tubes en acier inoxydable de rapport longueur sur diamètre l/2A, 3,7 et 1,85 ainsi que des tubes en aluminium de rapport longueur sur diamètre 1,7 sont insones en incidence normale et en incidence oblique sur toute leur longueur. Les résonances sont isolées et identifiées par la méthode d'isolement et d'identification des résonances. En incidence normale, pour le tube de plus grand l/2A et pour le tube en aluminium, les résonances observées sont analogues à celles observées sur un tube de grande longueur. Pour l'autre tube, en incidence normale, des résonances différentes, mais de même mode, sont identifiées. En incidence oblique, cette multiplication des résonances est observée pour la première fois: certaines sont liées aux ondes de galerie à écho et d'autres sont liées aux ondes de Scholte-Stoneley. Un calcul théorique concernant les modes propres d'un tube limite permet de rendre compte de cette multiplication ; un bon accord existe entre les fréquences observées et les fréquences calculées
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Vidal, Adrien. "Diffusion de son 3D par synthèse de champs acoustiques binauraux." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0031/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse concernent la conception d’un dispositif de restitution sonore léger en salle usuelle, permettant la diffusion de signaux binauraux. La priorité du travail est la précision dans la reproduction du niveau et du timbre, avant la spatialisation du son. Afin d’assurer la compatibilité avec les signaux binauraux existants et pour proposer un système à faible nombre de canaux, la technologie transaurale est prise comme point de départ. Pour limiter la coloration introduite par la salle d’écoute, particulièrement gênante, il est proposé de placer les sources du système à proximité de l’auditeur afin de maximiser le rapport champ direct sur champ diffus. Ce placement inhabituel a plusieurs effets, parmi lesquels quatre ont été étudiés séparément : l’influence des filtres transauraux sur les sources électro-acoustiques, les variations inter-individuelles de morphologies, l’effet de salle et le placement de l’auditeur. Des tests d’écoute ont été réalisés pour une sélection de configurations, et les résultats ont permis d’implémenter des indicateurs objectifs représentatifs des réponses des auditeurs. La synthèse de ces indicateurs a permis de proposer trois configurations considérées comme optimales, et dont la combinaison pourrait être envisagéeThis work deals with the design of a 3D sound system involving a few number of loudspeaker and able to work inside any usual room, for reproducing binaural sounds. This system focuses on an accurate reproduction of perceived level and timbre, even before the sound spatialization. To ensure compatibility with binaural recordings and to achieve a system with a low number of loudspeakers, this work started from a transaural system. To avoid tone coloration induced by the listening room, the sound sources are placed close to the listener, thus maximizing the energy ratio between direct and diffuse fields. This has consequences on other aspects, four of which are considered separately: inter-individual morphological variations, demands on the electro-acoustic sources, room effect and misalignment of the listener. Some configurations have been evaluated in listening tests, and objective indicators are deduced from these results. The generalization allows to propose three configurations considered as optimal, and which might be combined
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Léon, Fernand. "Diffusion acoustique par des tubes immergés en incidence oblique : ondes guidées : réémission aux extrêmités." Le Havre, 1994. http://www.theses.fr/1994LEHA0003.
Full textAbstract:
La diffusion acoustique par un tube de longueur infinie ou semi-infinie, constitue d'un matériau élastique et isotrope, et insone sous incidence oblique a été étudié. L'utilisation de la M. I. I. R. Classique (méthode d'isolement et d'identification des résonances) est limitée à cause de l'effet de réfraction des ondes de surfaces. Une nouvelle méthode appelée M. I. I. R. En propagation permet un isolement et une identification des résonances dans une plus grande gamme d'incidence. Les ondes guidées p=1 et p=2 sont particulièrement étudiées. Les résultats expérimentaux et théoriques (largeur de raie) montrent que la nature de ces deux ondes est différente car leur détection varie en fonction de l'angle d'incidence. Le rayonnement de ces ondes guidées à l'extrémité de la cible cylindrique est également analyse. L'accord entre les diagrammes angulaires théoriques et expérimentaux confirme le choix du déplacement théorique axial. Son évolution sur l'épaisseur est identique au déplacement d'une onde de cisaillement dans une plaque et permet de caractériser chaque type d'onde guidée. Les spectres de réflexion obtenus par la M. I. I. R. Classique montrent notamment de larges creux attribués aux ondes l=1, l=2, l=3 et l=4. Ceux-ci sont provoqués, non par un phénomène d'ondes stationnaires a un mode donne, mais par l'effet cumulatif de plusieurs modes successifs de largeurs importantes. Ils sont détectés dans une large gamme d'incidence (0-46)
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Baillard, André. "Influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube : théorie et expérience." Le Havre, 2000. http://www.theses.fr/2000LEHA0001.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'influence de raidisseurs longitudinaux sur la diffusion acoustique par un tube immergé, sous incidence normale. Un modèle théorique original est développe en s'appuyant sur la théorie de l'élasticité. L'influence des raidisseurs est prise en compte par l'intermédiaire des contraintes imposées ponctuellement par les raidisseurs sur la surface interne du tube. Les objets étudies sont en acier inoxydable, de rapports des rayons interne sur externe b/a égaux à 0,97 et 0,98. La validation expérimentale est effectuée avec plusieurs cibles, ou le raidisseur correspond à une surépaisseur (soudure), à une plaque interne diamétrale attachée d’un seul côté, puis attachée des deux côtes. Les études sont effectuées d'un point de vue théorique (analytique), numérique et expérimental, autant dans le domaine des basses fréquences (5-35 en fréquence réduite k 1a, k 1 étant le nombre d'onde dans l'eau) que dans celui des moyennes et hautes fréquences (k 1a compris entre 30-150). Les analyses des spectres fréquentiels et des réponses temporelles montrent que la discontinuité du milieu de propagation, créée par la jonction entre le tube et la structure interne, joue un rôle très important. En effet, cette jonction provoque des phénomènes de réflexion, de génération et de conversion des ondes circonférentielles se propageant autour du tube. Les phénomènes de conversions d'ondes sont clairement mis en évidence, d'une part, dans le modèle théorique développé, ou chaque mode de vibration est couple aux autres, et d'autre part, sur les représentations fréquence/nombre d'onde. Par rapport aux tubes non raidis, de nouvelles résonances apparaissent et leur provenance a été identifiée ; ces résonances sont liées à l'interaction entre le tube et la structure interne. Les études détaillées des phénomènes mis en jeu lors de la diffusion acoustique montrent bien que l'influence des jonctions est aussi importante que la nature de la structure interne.
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Picaut, Judicaël. "Modélisation des champs diffus par une équation de diffusion : application à l'acoustique des salles et à l'acoustique urbaine." Le Mans, 1998. http://www.theses.fr/1998LEMA1003.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail a consiste a developper un nouveau modele de champ diffus dans les salles et dans les rues, regi par une equation de diffusion du meme type que pour la conduction de la chaleur. Dans un premier temps, des simulations numeriques du deplacement de particules sonores dans un reseau periodique de batiments hexagonaux ont montre que la propagation sonore peut se ramener a un processus de diffusion, parametre entre autres par un coefficient de diffusion qui depend de la morphologie du tissu urbain et de la modenature des facades des batiments. Une etude theorique, fondee sur l'analogie du concept de diffusion en acoustique et en physique du solide, a ensuite ete realisee pour valider et generaliser cette observation a tout milieu diffusant (salle diffuse, rue). Ce modele de diffusion, qui peut etre considere comme une extension naturelle de la theorie classique des champs diffus, fait intervenir un nouveau parametre fondamental, le coefficient de diffusion. Un second terme, le coefficient d'echange, est egalement introduit pour tenir compte de l'absorption sonore au niveau des parois. Les solutions de l'equation de diffusion, en regime permanent et dependant du temps, ont ete comparees avec succes a des simulations numeriques de champs diffus, aux theories classiques de l'acoustique des salles, ainsi qu'a des mesures de temps de reverberation et de niveau sonore dans des salles et dans des rues. Pour valider le modele de diffusion en acoustique urbaine, un systeme experimental, base sur des mesures acoustiques dans des maquettes de rues, a egalement ete developpe.
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Liétard, Romain. "Influence de raidisseurs internes régulièrement espacés sur la diffusion acoustique par une coque cylindrique finie immergée : diffusion de Bragg et diffusion de Bloch-Floquet." Le Havre, 2005. http://www.theses.fr/2006LEHA0007.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de mieux comprendre l'influence d'un réseau de raidisseurs internes sur la diffusion acoustique par une coque cylindrique de longueur finie, ceci dans le but d'expliquer les résultats obtenus pour des cibles complexes (maquettes de sous-marins). Pour cela, deux cylindres régulièrement raidis sont étudiés pour diverses fréquences du signal d'émission et sous deux configurations distinctes (configurations monostatique et bistatique). Les résultats expérimentaux révèlent deux nouveaux mécanismes de diffusion: la diffusion de Bragg et la diffusion de Bloch-Floquet. Ces phénomènes résultent respectivement de l'interférence des réflexions de l'onde incidente sur les raidisseurs, et de l'interférence des réémissions d'une onde de surface au niveau de chaque raidisseur. Les spectres expérimentaux montrent un relativement bon accord avec les résultats numériques obtenus à l’aide d’un modèle théorique fondé sur la théorie des coques minces. L’écriture des deux phénomènes de diffusion sous la forme de simples calculs d’interférence permet l’étude du problème inverse. A partir de points particuliers observés sur les spectres expérimentaux, il est possible d’estimer avec une assez bonne précision certaines caractéristiques des cylindres raidis étudiés (distance inter-raidisseurs, épaisseur du tube)This work is devoted to the study of the influence of internal ribs on the acoustic scattering from a finite cylindrical shell, in order to explain results obtained for complex targets (submarines models). Thus, two cylinders ribbed by a set of evenly spaced rings are studied under two different configurations (monostatic and bistatic). Experimental results show two new scattering processes: Bragg scattering and Bloch-Floquet scattering. Bragg scattering is due to the interference of the geometrical reflections of the incident plane wave on the rings. Scattering from Bloch-Floquet waves results from the propagation of a surface wave which scatters each time it meets a rib. The interference of all reemissions gives rise to the phenomenon. A good agreement between numerical results (provided by a theoretical calculation) and experimental ones is obtained. Simple scattering/interference calculations are used to study the inverse problem. Thanks to the angular and frequential coordinates of the reinforcement points observed on experimental spectra, certain characteristics of the studied ribbed shells are estimated (rib spacing, shell thickness)
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Izbicki, Jean-Louis. "Diffusion acoustique par des cylindres et des tubes ondes guidées et résonances en basse fréquence." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37598435r.
Full text
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Robert, Laurent. "Etude par microscopie acoustique de l'influence des irradiations sur des aciers inoxydables." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20058.
Full textAbstract:
Ce travail presente une approche originale de la caracterisation mecanique non destructive de materiaux fortement irradies. Les mecanismes d'endommagement de ces aciers soumis a des irradiations sont complexes, et sont a l'origine de l'une des principales raisons qui limite la duree de fonctionnement d'une centrale nucleaire. La methode developpee dans cette etude, est essentiellement basee sur l'analyse de la signature acoustique fournie par un microscope acoustique. Parallelement a un travail de conception et de developpement d'appareillage, necessaire pour qu'un tel microscope puisse fonctionner en milieu irradie, il a ete envisage plusieurs modeles de calcul des attenuations pour les ondes acoustiques, et particulierement pour celles de rayleigh. De nombreux resultats experimentaux obtenus a differentes frequences de fonctionnement des microscopes, ont permis de faire des courbes d'etalonnage de la valeur des vitesses et de l'attenuation des ondes de rayleigh en fonction du taux d'irradiation. La correlation entre les nombreux resultats experimentaux et les modeles theoriques proposes montre que, par cette approche, il est possible de quantifier l'evolution de certaines proprietes mecaniques et d'estimer la dimension et la densite des fissures des materiaux irradies
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Grossier, Romain. "Étude expérimentale de la ségrégation d'un liquide binaire par une bulle de cavitation acoustique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. http://oatao.univ-toulouse.fr/7535/1/grossier.pdf.
Full textAbstract:
La cristallisation assistée par ultrasons a été étudiée pour une large variété de produits depuis quelques décennies. Ces études mettent en évidence une influence claire des ultrasons sur la nucléation, attribuée de façon incertaine au phénomène de cavitation acoustique. La présente étude propose une hypothèse de ségrégation des espèces autour d’une bulle de cavitation, provoquée par le gradient de pression engendré par ses oscillations radiales. La résolution analytique de l’équation de transport incluant cet effet de diffusion forcée met en évidence une ségrégation possible des molécules, aggrégats moléculaires ou nano-particules au voisinage de la bulle, dans des conditions d’insonification typiques. Une expérimentation utilisant soit la fluorescence induite par nappe laser, soit l’ombroscopie, a été mise au point et testée pour observer ce phénomène de ségrégation dans une cellule de lévitation de bulle unique, remplie d’un mélange d’eau et de nanocristaux, fluorescents ou non.
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Jaud, Virginie. "Analyse de la diffusion par des surfaces rugueuses anisotropes : une contribution à la caractérisation des fonds marins." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2046.
Full textAbstract:
L’analyse de la diffusion acoustique par des surfaces rugueuses s’avère être une tâche importante mais rendue complexe par les phénomènes engendrés dans le processus de diffusion ainsi que par les paramètres environnementaux qui s’articulent autour. Nous démontrons dans le présent travail que la diffusion acoustique par des surfaces et notamment par des types de fonds anisotropes, c’est-à-dire des structures sédimentaires avec un arrangement particulier des grains, peut faire apparaître des interférences. Selon le plan de propagation choisi entre l’émetteur et le récepteur, le caractère plus ou moins rugueux d’une interface a pour conséquence des variations du niveau de diffusion. La forme de la structure rugueuse entraîne également l’apparition d’extrema plus ou moins marqués selon les configurations ondulatoires et les caractéristiques du sédiment. On s’applique donc, selon un cheminement déductif, à faire ressortir ces aspects par la modélisation du niveau de diffusion en adoptant l’approximation des faibles pentes (dite aussi SSA) à l’ordre 1 associée à une fonction de structure analytique prenant en compte les statistiques de surfaces Le mécanisme de diffusion de surface pour des structures anisotropes spécifiques est en conséquence analysé, delimité et enfin confronté à des données réelles de diffusion acoustique obtenues en cuve. Les interférences observées dans les plans transversaux des rides se retrouvent tant en simulation que sur les données mesurées, ce qui valide notre approche. Une étude numérique a été réalisée afin de mieux cerner le domaine de validité du modèle SSA. Même si une validation expérimentale complète n’a pu être menée, ce domaine de validité est cohérent avec les données en cuve dans plusieurs configurations expérimentales, ce qui permet de borner avec plus de conviction l’utilisation du modèle. Ces travaux mettent en perspective la possibilité d’améliorer par l’utilisation du modèle SSA, les techniques de caractérisation des fonds marins, notamment par une meilleure prise en compte des aspects marqués, engendrés par la diffusion de surface pour des structures sédimentaires anisotropesThe analysis of the acoustic scattering by rough surfaces turns out to be a task important but made complex by the phenomena engendered in the process of scattering as well as by the environmental parameters which articulate all around. We demonstrate in the present work that the acoustic scattering by rough surfaces in particular by rough types with anisotropic features, that is sedimentary structures with a particular arrangement of grains, can create interferences. According to the propagation plane chosen between the transmitter and the receiver, the more or less rough character of an interface has for consequence the variations of the scattering strength. The shape of the rough structure also pulls the appearance of extrema more or less marked according to the acoustic wave configurations and the characteristics of the sediment. According to a deductive progress, we highlight these aspects by the modelling of the scattering strength by adopting the small slopes approximation (said also SSA) in the order 1 combined with au analytical structure function taking into account the statistics of surfaces. The mechanism of scattering by surfaces for specific anisotropic structures is analyzed, bounded and confronted finally with real data of acoustic scattering obtained in tank. The interferences observed m the transversal plane of ripples meet both m simulation and on the real data, what f confirms our approach A numerical study was realized to encircle better the domain of validity of the model SSA. Even if an experimental complete validation was not able to be led, this domain of validity is coherent with the data m tank in several experimental configurations what allows to innit with more conviction the use of the model. These works put in perspective the possibility of improving by the use of the model SSA, the techniques of characterization of sea bed, in particular by a better consideration of strongly visible aspects, engendered by the bottom scattering for sedimentary anisotropic structures
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Girard, Adrien. "Étude du confinement acoustique dans des nano-structures métalliques et semiconductrices par diffusion Raman basse fréquence." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1106/document.
Full textAbstract:
Les spectroscopies de diffusion inélastique de la lumière (Raman/Brillouin) sont un outil versatile qui permet d'étudier les phonons thermiques de la matière à différentes échelles. Dans les milieux nano-granulaires, l'étude des phonons acoustiques dont la longueur d'onde est grande devant le diamètre D des grains (?/D >> 1) permet de caractériser l'élasticité macroscopique gouvernée par la loi du contact de Hertz. La validité de la loi de contact est étudiée pour des poudres d'oxyde constituées de nanoparticules sphériques d'une taille de quelques nanomètres. Lorsque la demi-longueur d'onde des phonons acoustiques devient égale à la dimension du confinement (diamètre D pour les sphères, épaisseur e pour une plaquette), la propagation n'est plus possible et un phénomène de résonance mécanique apparaît. La spectroscopie Raman basse fréquence a été utilisée pour caractériser les modes de vibration acoustique de nanoplaquettes semiconductrices habillées d'un « manteau » organique. Lorsque l'épaisseur est suffisamment faible (e ~1 nm) une forte déviation de la fréquence de résonance est observée par rapport au modèle de la plaquette libre, attribuée à la présence des molécules organiques et est interprétée par un effet nano-balance. Lorsque l'objet confinant est un nano-dimère métallique, une hybridation plasmonique et acoustique des nanoparticules ont lieu conjointement. L'excitation résonante du plasmon dimèrique permet d'observer à l'échelle d'un dimère unique la diffusion par les modes de vibration dipolaire hybridé l=1 ainsi que les modes non hybridés de moment angulaire l >2, interdits par les règles de sélection précédemment établies pour ce régime de tailleInelastic light scattering spectroscopies (Raman/Brillouin) are a versatile tool to study thermal phonons at various scales. In nano-granular media, the study of acoustic phonons with a wavelength much greater than the grain diameter D (?/D >> 1) allows one to characterize the macroscopic elasticity governed by Hertz law of the contact. The validity of Hertz law is studied for powders made of oxide nanoparticles a few nanometers in diameter. When the phonon half-wavelength reaches the confinement dimension (diameter D for spheres, thickness e for plates) propagation is forbidden and mechanical resonances occur. Low frequency Raman spectroscopy has been used to characterize the acoustic resonances of semiconducting nanoplatelets “dressed” with an organic surfactant layer. When the thickness becomes thin enough (e ~ 1 nm), the resonance frequency is significantly downshifted compared to a free platelet, attributed to a mass load effect due to the organic molecules. When the confining object is a metallic nano-dimer, both plasmonic and acoustic hybridization occur at the same time. The resonant excitation of the dimeric plasmon allows one to observe down to single nano-object scale the inelastic scattering by dimer hybridized dipolar vibration modes l=1 as well as non-hybridized modes with higher angular momentum l >2, known to be Raman inactive in this size range according to previously established selection rules. Possibilities for a new plasmon-vibration coupling mechanism are discussed
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Rembert, Pascal. "Études des résonances acoustiques par des méthodes quasi-harmoniques et impulsionnelles : phase spectrale." Le Havre, 1991. http://www.theses.fr/1991LEHA0006.
Full textAbstract:
Différentes méthodes de détection de résonances sont comparées les unes aux autres. Jusqu'à maintenant, les deux méthodes quasi-harmonique (miir) et impulsionnelle permettaient d'obtenir des spectres de rétrodiffusion et des spectres des résonances. La totale équivalence entre les deux méthodes est maintenant assurée : la détermination du mode de vibration d'une résonance d'une cible à géométrie axiale réalisée antérieurement par la miir a été obtenue par une méthode impulsionnelle. La méthode im/re utilisant les parties réelles et imaginaires de la transformée de Fourier du signal diffusé par une cible a été ré-analysée afin de clarifier les résultats qu'elle fournit: l'isolement des résonances. Des mesures réalisées en incidence oblique sur des cylindres et des tubes ont permis d'acquérir de nouveaux résultats expérimentaux : dans le cas du cylindre, l'élargissement des pics de résonances quand l'angle d'indice croit, l'evolution en basse fréquence des fréquences de résonance, la non observation de resonances au-dela du second angle critique; dans le cas d'un tube de longueur infinie, la faible variation des fréquences des résonances de l'onde de Scholte-Stoneley lorsque l'angle d'incidence varie; dans le cas d'un tube limite, des résultats analogues au cas du tube précédent. Les résultats précédents sont utilisés dans la détection et l'analyse des résonances d'une cible plane ou cylindrique recouverte d'absorbant. En particulier, la détection des résonances par la méthode im/re est montrée, le décalage des fréquences de résonances liées à des ondes internes d'un tube recouvert d'un absorbant faible est observé et le fait que l'excitation des ondes de scholte-stoneley ne semble pas gênée par la présence de l'absorbant est mis en évidence
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Le, Bas Pierre-Yves. "Diffusion multiple par des cibles élastiques immergées.Propagation d'ondes cohérentes et interactions résonantes." Phd thesis, Université du Havre, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00086985.
Full textAbstract:
diffuseurs élastiques aléatoirement répartis. Cette étude se compose de trois parties. La première parties'intéresse à un nombre restreint de diffuseurs. Elle a permis de mettre en évidence un phénomène de couplage
résonant entre des diffuseurs cylindriques proches se manifestant par une démultiplication des fréquences de
résonances associées à l'onde A (onde de Scholte-Stoneley). Ces démultiplications ont été validées
expérimentalement. La seconde partie présente deux théories de milieu effectif : celle de Waterman et Truell et
celle de Fikioris et Waterman. La philosophie de ces deux théories est de déterminer l'onde moyenne résultant
d'un moyennage sur les positions des diffuseurs. C'est cette onde que l'on appelle onde cohérente. Ces théories
aboutissent au calcul d'un nombre d'onde effectif caractérisant l'onde cohérente. La différence essentielle entre
ces deux théories réside dans la prise en compte de la taille des diffuseurs dans celle de Fikioris et Waterman.
Les résultats des ces deux théories sont comparés entre eux et avec ceux obtenus par une troisième théorie, celle
de Foldy. On note l'influence des fréquences de résonance d'un diffuseur seul sur le nombre d'onde effectif. Les
trois théories donnent des résultats similaires pour de faibles concentrations. Dans le cas de fortes concentrations,
les résultats issus de la théorie de Fikioris et Waterman se distinguent de ceux obtenus par les deux autres
théories. Lorsque l'on considère une couche de milieu multi-diffuseur, on peut déterminer des coefficients de
réflexion et de transmission s'exprimant formellement comme ceux d'une plaque fluide. Une analogie entre un
milieu multi-diffuseur et un milieu fluide visqueux est possible. L'étude expérimentale menée sur un tel système
montre un bon accord avec la théorie en ce qui concerne l'atténuation. La dernière partie de ce document
consiste en l'étude d'un milieu multi-diffuseur dans lequel les diffuseurs sont anisotropes. Les diffuseurs du
milieu présenté sont constitués de deux diffuseurs cylindriques suffisamment proches pour qu'il y ait couplage
résonant. On peut alors déterminer un nombre d'onde effectif à l'aide de la théorie de Fikioris et Waterman, ainsi
que des coefficient de réflexion et de transmission. Ces derniers se mettent sous la même forme que ceux
associés à un milieu fictif de type fluide pour lequel la vitesse de phase et l'atténuation varieraient en fonction de
la direction de propagation.
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Millerat, Pierre. "Modélisation de la diffusion acoustique par un objet cylindrique : Application de la théorie géométrique de la diffraction." Valenciennes, 1994. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/428e39ca-af7d-46a9-bb68-62b53d7f829e.
Full textAbstract:
Nous cherchons à appréhender le problème de la diffusion acoustique par un objet cylindrique. Cet objet étant soumis à une onde incidente plane normale au cylindre, nous établissons les relations théoriques indépendantes de la nature de l'objet et caractérisant le type de propagation. En utilisant la théorie géométrique de la diffraction, nous justifions la notion d'ondes de surface. Dans un second temps, nous étudions d'un point de vue théorique puis numérique les ondes diffusées par un cylindre fluide, un cylindre élastique et un tube élastique. Nous insistons plus particulièrement sur les caractéristiques numériques des ondes de surface (ondes de Wait, Franz, Rayleigh, Stoneley, Brekhovskikh,) et sur l'existence théorique d'ondes se propageant par de multiples réflexions à travers l'objet cylindrique. Nous étudions, enfin, les ondes se propageant axialement à la surface d'un objet cylindrique.
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Daoudi, Khalid. "Caractérisation des milieux mous par optoélastographie transitoire." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00548741.
Full textAbstract:
Au cours de ce travail, nous avons étudié une méthode de caractérisation des milieux mous combinant ondes optiques et mécaniques. Cette méthode s'appuie sur une détection optique d'un mouvement transitoire causé par la force de radiation acoustique, induit en profondeur de milieux mous optiquement diffusants. Le mouvement consiste en un déplacement initialement au foyer acoustique qui se propage par la suite dans le milieu sous forme d'ondes de cisaillement. Le principe de la détection est basé sur l'illumination du milieu avec une lumière cohérente. La lumière traverse le milieu en étant fortement diffusée, produisant une figure d'interférence (speckle) en transmission. Avec une caméra rapide (2 kHz) méga-pixel, nous enregistrons des figures de speckle avant et pendant le mouvement transitoire. Nous calculons ensuite la corrélation des figures de speckle dans le temps. Cette technique, de par son mode d'excitation et de détection, s'est avérée sensible à des contrastes d'absorption optique et des contrastes de module de cisaillement dans des milieux mous épais et optiquement diffusant. De plus, des images de ces deux types de contrastes ont pu être obtenues, avec une résolution millimétrique pour les contrastes d'élasticité. L'étude expérimentale a été appuyée par une approche de modélisation des phénomènes physiques, basée sur le couplage de modèle de propagation d'ondes élastiques engendrées par la pression de radiation ultrasonore et de propagation des ondes optiques dans les milieux multi-diffusifs.
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Lhémery, Alain. "Emission et réception des ondes ultrasonores transitoires après diffusion sur une cible de forme quelconque dans un milieu fluide." Le Mans, 1990. http://www.theses.fr/1990LEMA1010.
Full textAbstract:
On s'interesse au phenomene de l'emission des ondes ultrasonores transitoires dans les fluides de leurs reflexions, diffractions ou diffusions sur des cibles de geometrie variee et d'impedance quelconque, et de leur reception. La distribution de source acoustique a la surface du traducteur emetteur, et celle de la sensibilite du traducteur recepteur sont quelconques. L'etude de la diffraction par une cible ponctuelle fournit un principe de reciprocite emission-reception. Generalise sous certaines hypotheses geometriques compatibles avec les cas rencontres en controle non destructif des materiaux, ce principe permet de calculer par une integrale explicite limitee a la surface de la cible, la reponse impulsionnelle du phenomene complet. La mise en oeuvre informatique du modele theorique est alors consideree et des resultats obtenus par simulation numerique sont donnes
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Colle, Stéphane. "Modélisation des champs diffus en acoustique urbaine par la théorie des transports : développements théoriques et mise en forme numérique." Le Mans, 2006. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2006/2006LEMA1031.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a contribué au développement d'un nouveau modèle de propagation des champs diffus en acoustique urbaine, permettant de prendre en compte analytiquement l'ensemble des phénomènes mis enjeu dans la propagation (telle que la réflexion diffuse et, au moins, sur le principe, d'autres phénomènes tels que l'atténuation atmosphérique, les effets micrométéorologiques. . . ). Basé sur une approche énergétique et probabiliste, ce modèle consiste à décomposer l'onde sonore en une somme de particules sonores ou phonons dans le milieu de propagation (i. E. Une rue). La fonction de distribution des phonons suit alors une équation de transport, dont les conditions aux limites font intervenir les coefficients d'absorption et le type de réflexion (spéculaire et/ou diffus) des façades. Si le problème sous sa forme la plus générale, n'admet pas de solution analytique connue, le recours à une approche asymptotique, pour des rues étroites, permet néanmoins d'exprimer la répartition et la décroissance de l'énergie sonore à travers une équation de diffusion. Le problème se réduit alors à la détermination du coefficient de diffusion caractéristique de la rue ainsi qu'au calcul d'un coefficient d'échange modélisant l'absorption par les ouvertures de la rue. Cette approche, initialement développée dans une autre thèse, a été généralisée pour des rues constituées de parois non absorbantes, caractérisées par des lois de réflexion identiques d'une façade à l'autre, de la forme A\w\n, avec n supérieur ou égal à 2. Puis étendue à des lois de réflexion différentes d'une façade à l'autre. Dans ces conditions, les développements analytiques montrent que le coefficient de diffusion de la rue est fonction de la largeur de la rue. De la forme des lois de réflexion et du coefficient d'accommodation des façades, ce dernier coefficient traduisant la part d'énergie réfléchie soit de manière spéculaire. Soit de manière diffuse. Par ailleurs, ce développement montre que dans le cas d'une rue étroite, le processus de diffusion intervient uniquement dans le plan médian de la rue, la densité d'énergie sonore étant uniforme sur une ligne transversale de la rue. Les solutions mathématiques ont été comparées avec succès à des simulations issues d'un code de calcul (SPPS), application directe du modèle particulaire, que nous avons perfectionné dans le cadre de nos travaux. Devant l'impossibilité du développement asymptotique à prendre en compte l'absorption acoustique au niveau des parois, nous avons également proposé une nouvelle approche induisant un amortissement dans le milieu de propagation. Ce développement a été mené à son terme sous forme analytique, mais son utilisation pratique nécessite de recourir à des résolutions numériques d'intégrales. Enfin, nous avons proposé une application numérique du modèle de diffusion à partir d'un logiciel d'éléments finis. Cette approche numérique, utilisant les résultats théoriques du modèle de diffusion, permet de modéliser facilement et rapidement la propagation du son dans des morphologies urbaines variées et complexes, multi-sources, sous certaines conditions d'application que nous avons discutées. Plusieurs exemples sont proposés et montrent l'intérêt général de notre travail pour le développement d'un logiciel simple et rapide permettant de réaliser des prévisions acoustiques dans des configurations urbaines complexesThis work has contributed to the development of a new propagation model of diffuse sound fields in urban acoustics, making it possible to take analytically into account the whole phenomena involved in the propagation (i. E. The diffuse reflection and, at least, on the principle, other phenomena such as the atmospheric attenuation, the micrometeorological effect. . . ). Based on an energetic and probabilistic approach, this model consista in decomposing the sound wave into a sum of sound particles (or phonons) in the propagation medium (i. E. A street). The distribution function of the phonons then follows a transport equation, whose boundary conditions consider the absorption coefficients and the reflection law (specular and/or diffuse) of the façades. In its most general form, the problem does not admit an analytical solution. For narrow streets, the use of an asymptotic approach makes it nevertheless possible to express the distribution and the deerease of sound energy through a diffusion equation. The problem is then reduced to the determination of the diffusion coefficient (function of the street characteristics), and to the calculation of an exchange coefficient modelling the absorption by the openings of the street. This approach, initially developed by Le Pollès, was generalized for streets made up of non-absorbing walls, characterized by A\w\n (n > 2) reflection laws on both sides of the street. Under these conditions, the analytical developments show that the diffusion coefficient depends on the street width, on the reflection laws and on the façades accommodation coefficient. This last coefficient represents the ratio between the specular and diffuse reflection. In addition, this development shows that in the case of a narrow street, the diffusion process only occurs in the median plane of the street, the density of sound energv being uniform on a transverse line of the street. The mathematical solutions were successfully compared to numerical simulations using the SPPS code, which is the direct application of the particles model. Due to the inability of the asymptotic development to take into account the acoustic absorption of the façades, a new approach inducing a damping in the propagation medium was proposed. This development was analytically performed, but its practical use requires numerical resolutions of integrals. Finally a numerical application of the diffusion model was proposed using a finite elements software (and the theoretical results of the above-mentioned diffusion model). This numerical approach makes it possible to model easily and quickly the sound propagation in complex urban areas, in multi-sources environments. Several examples are proposed and show the general interest of our work for the development of a simple and fast software, making it possible to carry out acoustic predictions in complex urban configurations
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Haumesser, Lionel. "Diffusion acoustique par des coques cylindriques limitées immergéesOndes hélicoi͏̈dales : analyse des réponses temporelles et identification complète des résonances." Le Havre, 2001. http://www.theses.fr/2002LEHA0003.
Full textAbstract:
La pression acoustique diffusée par des tubes de longueur finie, immergés dans l'eau, est analysée expérimentalement et théoriquement dans les espaces de Fourier. La signature, spectrale et temporelle, de tels objets est interprétée en termes de résonance et de propagation d'ondes de surface. Les diffuseurs sont en acier inoxydable, de rapports des rayons interne sur externe égaux à 0,83 et 0,97. Ils sont excités en champ lointain par des signaux ultrasonores large bande, pour des angles d'incidence compris enter 0ʿ (incidence normale par rapport à l'axe principal des objets) et 50ʿ. Les résonances présentes dans les réponses spectrales rétro diffusées, relatives aux ondes hélicoi͏̈dales Sʿ et Tʿ, sont identifiées. Les modes de vibration associés sont déterminés expérimentalement en utilisant deux dispositifs de mesure bi-statiques. Un premier montage, où le transducteur récepteur tourne dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube, conduit à l'identification des modes circonférentiels (n) ; un second montage original, où le récepteur se déplace parallèlement à l'axe de l'objet, permet d'identifier les modes axiaux (m). Ces résultats sont en accord avec ceux obtenus à l'aide d'une approche théorique modale hybride combinant la théorie de l'élasticité et l'intégrale de diffraction de Kirchhoff. Ces informations (fréquence de résonance, n, m) permettent d'évaluer la vitesse de phase et l'angle de propagation de l'onde correspondante. On réalise ainsi l'identification complète des résonances de l'objet (nature de l'onde, n, m). Chaque résonance, manifestation d'un mode propre de l'objet limité sélectionné par les conditions d'excitation, est observée à une seule fréquence pour plusieurs angles d'incidence voisins. Un modèle géométrique décrivant le parcours hélicoi͏̈dal des ondes sur le tube permet l'analyse des réponses temporelles. Les temps auxquels les échos sont observés, sont associés à des trajets de l'onde Tʿ. L'influence des dimensions des objets (longueur et diamètre) sur la rétro diffusion est ainsi étudiée. L'approche géométrique permet également de considérer les effets liés à la présence d'un disque radial dans les tubes : le rôle de l'onde A (onde d'interface) devient prédominantAcoustic pressure scattered by finite fluid loaded cylindrical shells, is experimentally and theoretically analyzed in Fourier spaces. Spectral and time domain signatures of such objects are interpreted in terms of resonance and propagation of surface waves. The scatterers are made of stainless steel, with inner over outer radii ratio equal to 0,83 and 0,97. They are excited under the far field conditions by broadband ultrasonic signals, for incidence angles comprised between 0ʿ (normal incidence to the shell main axis) and 50ʿ. Resonances present in backscattered spectral responses, associated to Sʿ and Tʿ helical waves, are identified. The associated vibration modes are experimentally determined by using two bistatic experimental arrangements. The first setup, in which the receiver transducer rotates in a plane normal to the shell axis, leads to the identification of cicumferential mode (n) ; the second, rather original setup, in which the receiver moves parallel to the shell axis, yields the identification of axial modes (m). The results are in agreement with those obtained with a hybrid modal theoretical approach combining elasticity theory and Kirchhoff diffraction integral. This information (resonance frequency, n, m) makes possible the evaluation of the phase velocity and the propagation angle of corresponding wave. The complete identification of target resonances is thus achieved (nature of the wave, n, m). Each resonance, expression of a finite length objet eigenmode selected by excitation conditions, is observed at a single frequency for a number of closely spaced incidence angles. A geometrical model depicting wave helical travel paths on the shell renders possible the analysis of time domain responses. Times at which echoes are observed, are related to the travel paths of the Tʿ. The influence on backscattering of the shell's characteristic dimensions (length and diameter) is studied in this way. The geometrical approach also enables the consideration of effects linked to the presence of an internal plate bulkhead : the role of the A wave (interface wave) becomes prominent
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Elghaouty, Ahmed. "Contribution à la modélisation de la diffusion acoustique dans le domaine temporel par la méthode des équations intégrales." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-195.pdf.
Full textAbstract:
La description vibratoire d'une structure immergee dans un fluide d'extension infinie et celle des ondes acoustiques generees par cette vibration ou generatrices de cette vibration sont susceptibles de nombreuses applications, en particulier dans le domaine de l'acoustique sous-marine. En regime temporel, la methode des equations integrales est couramment utilisee pour modeliser la diffusion acoustique. Le travail decrit dans cette these concerne l'implantation dans le code eqi de la representation integrale espace-temps de helmholtz-kirchhoff. Les champs de pression dans le fluide environnant sont evalues a partir du simple maillage de la surface du corps. La discretisation du probleme considere est menee par l'emploi de plusieurs methodes d'interpolation. Les instabilites dont souffre la methode des equations integrales ont pour origine les resonances parasites associees aux frequences irregulieres dans le domaine frequentiel. Elles sont accentuees par l'evaluation imprecise des integrales resultant du choix des discretisations temporelles par differences finies qui rendent discontinues les integrandes. La methode basee sur une discretisation spatio-temporelle par elements finis, originale en acoustique, garantit la continuite des integrandes et donne des resultats stables, dans une gamme de frequence raisonnable, en tres bonne concordance avec les solutions analytiques. Pour resoudre les problemes de couplage fluide-structure, une interface entre le code eqi et le code elements finis atila a ete realisee. Les valeurs nodales du deplacement sont calculees par la partie element finis. Les pressions sur la surface puis dans le fluide sont obtenues par la partie equations integrales. Ce modele a ete valide par des solutions analytiques disponibles. Cette these aboutit a une nouvelle version du code eqi capable de modeliser la diffusion acoustique par des cibles immergees en regime temporel.
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Nguyen, Xuan Truong. "Étude des matériaux irradiés sous faisceau d'électrons par méthode électro-acoustique pulsée (PEA)." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2361/.
Full textAbstract:
Les matériaux diélectriques sont couramment utilisés comme isolants électriques dans le domaine spatial. Par nature, ces diélectriques sont susceptibles d'accumuler des charges électriques au cours de leur service. Dans certaines conditions critiques, ces charges internes ou de surface conduisent à des décharges électrostatiques. Pour comprendre ces phénomènes, un dispositif expérimental a été développé au laboratoire. Ce dernier permet de simuler les conditions d'irradiation électronique rencontrées dans l'espace. L'objectif de notre étude est de caractériser le comportement électrique des matériaux isolants irradiés par faisceau d'électrons, d'étudier les phénomènes de stockage et de transport de charge pour prévoir les décharges électrostatiques. Pour ces travaux, diverses techniques de caractérisation ont été implantées, le dispositif basé sur la technique Électro-Acoustique Pulsée (PEA) a été choisi. Il a été implanté dans l'enceinte d'irradiation. Cette technique consiste à détecter des ondes acoustiques générées par la charge d'espace sous l'effet coulombien d'une impulsion de champ électrique appliqué à l'échantillon. Elle permet de déterminer la distribution spatiale des charges injectées entre deux périodes d'irradiation et au cours des relaxations. La méthode PEA présente une limite de détection en particulier lorsque les charges sont implantées proche de la surface. Dans un premier temps, nous avons effectué une analyse des paramètres de traitement du signal que nous appelons le facteur d'étalement et le facteur de résolution. L'étude préliminaire post-irradiation à l'air sur des mesures expérimentales a montré que le choix du facteur de résolution est important pour l'analyse et l'interprétation du signal lorsque la charge est localisée près de la surface. Pour la suite, une comparaison avec le paramètre d'étalement utilisé dans certaine technique de déconvolution a été établie. Dans un deuxième temps, des mesures de distribution de charge d'espace sous vide ont été effectuées pour les Poly Tétra Fluoro Ethylène (PTFE) soumis à des irradiations dans la gamme de [10-100] keV. Les résultats obtenus sont comparés à des résultats théoriques. Ce travail nous permet d'envisager les améliorations nécessaires pour la détermination des charges d'espace in-situDielectric materials are frequently used as electrical insulators in spatial applications. Due to their dielectric nature, these dielectrics are likely to accumulate electric charges during their service. Under certain critical conditions, these internal or surface space charges can lead to an electrostatic surface discharge. To understand these phenomena, an experimental device has been developed in the laboratory. This device allows us to simulate the electronic irradiation conditions encountered in space. The aim of our study is to characterize the electrical behavior of insulating materials irradiated by electron beam, to investigate charge storage and transport phenomena and anticipate electrostatic discharges. In this work, the device based on the Pulsed Electro-Acoustic (PEA) technique has been chosen. It has been implanted in the irradiation chamber. It allows us to obtain the spatial distribution of charges injected between two periods of irradiation and during relaxation. However the PEA method offers a limited resolution and doesn't allow the detection of injected charges when they are too close to the surface. First, we performed a parameters signal processing analysis that we will call the spreading factor and the resolution factor. The preliminary study post-irradiation in air of experimental measurements showed that the the resolution factor choice is important for the analysis and interpretation of the signal when the space charge is localized near the surface. Then, a comparison to the spreading parameter used in some deconvolution technique was established. In the second time, space charge distribution measurements in vacuum have been carried out on Poly Tetra Fluoro Ethylene (PTFE) films irradiated by an electron beam in the range [10-100] keV. The results obtained were compared to those theoretical results. This work allows us to consider the necessary improvements for the determination of in-situ space charge
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Le, Bas Pierre-Yves. "Diffusion multiple par des cibles élastiques immergées : propagation d'ondes cohérentes et interactions résonantes." Le Havre, 2004. http://www.theses.fr/2004LEHA0007.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la diffusion multiple par des diffuseurs cylindriques aléatoirement répartis dans un liquide. Une première partie théorique et expérimentale menée dans le cadre d'un nombre restreint de diffuseurs, présente les phénomènes de couplages résonants pouvant intervenir pour des diffuseurs proches. Dans une seconde partie, deux théories de milieu effectif sont présentées : celle de Waterman et Truell et celle de Fikioris et Waterman (FW). Les coefficients de réflexion (R) et de transmission (T) par une couche de milieu multi-diffuseur s'expriment comme ceux d'une plaque fluide permettant une analogie avec un milieu fluide. Les diffuseurs sont ensuite remplacés par des associations de tubes afin d'étudier un milieu anisotrope. Les paramètres du milieu effectif et les coefficients R et T sont calculés. Ces derniers se mettent sous la forme de ceux associés à un milieu fictif fluide dont la vitesse de phase et l'atténuation varient en fonction de la direction de propagationThis work deals with the multiple scattering by cylindrical shells randomly placed in a liquid. A first part presents the resonant coupling between close shells a few shells. An experimental validation is made. The second part presents two effective media theories: Waterman and Truell's and the Fikioris and Waterman's one. The reflection and transmission coefficients by a slab like region of the multiple scattering medium are similar to the ones obtained by considering a fluid slab alloying an analogy with a fluid medium. The shells are, then, replaced by a set of close shells in order to study an anisotropic medium. The parameters of the effective medium and the reflection and transmission coefficient are calculated. The reflection and transmission coefficients can be expressed as the ones of a fictitious fluid-like slab for which the phase velocity and the attenuation would be dependent of the direction of propagation
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Derbesse, Laurent. "Rayonnement et diffusion acoustique en régime impulsionnel sur cibles élastiques immergées : étude par visualisation ultra-rapide et modélisations numériques." Valenciennes, 2001. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/6db4c12a-e017-412a-a353-88f023828498.
Full textAbstract:
Deux outils originaux, l'un expérimental et l'autre numérique, ont été proposés pour l'investigation des phénomènes de diffusion acoustique sur cibles élastiques immergées. Utilisés conjointement, ils fournissent un éclairage nouveau et complémentaire de ces phénomènes relativement aux méthodes conventionnelles. Ils permettent de mettre l'accent sur les mécanismes de création des différents types d'onde propagés dans les structures considérées et au niveau d'hétérogénéités. Les allures spatio-temporelles en surface de l'objet des ondes de Lamb et les distributions spatiales de leur rayonnement dans le fluide environnant ont été obtenues. L'onde de Scholte-Stoneley A a été mise en évidence expérimentalement de façon directe et son mécanisme de création par l'onde de Lamb Ao a été identifié numériquement. Les résultats obtenus sur cible LINE concernent les réémissions et/ou conversions de modes sur les hétérogénéités locales entre partie cylindrique et hémisphérique2 original tools, experimental and numerical, are proposed for the investigations of acoustic scattering phenomena on water-immersed elastic targets. They supply a new and additional lighting of these phenomena with regard to the conventional methods. They allow the emphasis of the mechanisms of creation of the various types of wave propagated in the considered structures. The space-time diagram of Lamb's waves (An and Sn ; ) at the surface of the object and the spatial distributions in the surrounding fluid were obtained. Scholte-Stoneley wave was observed experimentally in a direct way and its mechanism of creation by the Ao Lamb wave was described numerically. The results obtained on a LINE target concern the scattering and\or the conversions of modes on the local heterogeneity between cylindrical and hemispherical part
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Laurent, Jérôme. "Étude d'un matériau granulaire sec par ondes ultrasonores : effet non linéaire, atténuation et diffusion." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00657286.
Full textAbstract:
Cette thèse expérimentale porte sur les ondes ultrasonores se propageant dans un milieu granulaire sec, sous contrainte. Dans une première partie, on s'intéresse à la propagation des ondes cohérentes de grande longueur d'onde. La mesure des vitesses de ces ondes en fonction de la contrainte et de la fréquence, montre que les propriétés élastiques du milieu résultent du contact de type Hertz-Mindlin, et que le milieu est non dispersif. La mesure d'atténuation indique un mécanisme dominant du type diffraction de Rayleigh. La propagation d'une onde de Biot à travers l'air dans un empilement sous gravité a été aussi mise en évidence. Dans une seconde partie, on s'est intéressé à la diffusion multiple d'onde acoustique. Nous avons déduit le coefficient de diffusion et le temps inélastique d'absorption en fonction de la contrainte et de la fréquence d'excitation. Le libre parcours moyen de transport a été déterminé en fonction du rapport de la longueur d'onde sur la taille de grains, montrant deux régimes distincts à basse et à haute fréquence. La dernière partie, porte sur le comportement non linéaire hystérétique d'un milieu granulaire, par méthode de résonance. Les modes fondamentaux d'ondes cohérentes ont été étudiés en fonction de l'amplitude d'excitation et de la contrainte de confinement. Un ramollissement élastique de 10%, pour l'onde longitudinale, et de 20%, pour l'onde transversale, sont observés, en bon accord avec un modèle de milieu effectif basé sur la théorie de Mindlin. Les effets d'interaction irréversible son-matière ont été examinés, tels que la compaction intermittente et le processus de cicatrisation. Enfin, on observe que l'atténuation de l'onde transversale dépend conjointement de l'amplitude d'excitation et de la fréquence
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Le, Pollès Thierry. "Modélisation des champs diffus en acoustique architecturale par la théorie des transports : application au milieu urbain." Le Mans, 2003. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2003/2003LEMA1016.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail de thèse a consisté à mettre au point un nouveau modèle énergétique de propagation des champs diffus en acoustique architecturale, permettant une prise en compte analytique rigoureuse et complète des phénomènes mis en jeu, tels que la réflexion diffuse, l'absorption par les parois du domaine, la diffraction par des objets au sein du milieu de propagation, les effets atmosphériques et météorologiques. . . Après une recherche bibliographique approfondie sur les modèles de champ sonore en acoustique architecturale, l'approche particulaire a semblé bien adapté pour traiter de manière analytique rigoureuse ces différents aspects. L'application de ce concept a permis de décrire la variation spatiale et temporelle de l'énergie sonore dans un milieu diffusant, par une équation de transport analogue à l'équation du flux moléculaire libre. Des conditions aux limites ont été introduites sous forme de flux locaux en faisant intervenir les lois de réflexion des façades pour prendre en compte les effets de diffusion au niveau des parois. La recherche de solutions pour des milieux étroits (rue. . . ) a fait appel à des approches asymptotiques et a permis d'exprimer la répartition et la décroissance de l'énergie sonore par une équation de diffusion. Le coefficient de diffusion d'une rue pour différentes lois de réflexion a pu ainsi être calculé. Les solutions analytiques de l'équation de diffusion ont montré un bon accord avec les résultats de simulations numériques de Monte Carlo pour le transport de particules sonores. Enfin, la comparaison avec des données expérimentales, obtenues après une campagne de mesure dans une rue de Nantes, a montré une bonne cohérence du modèle et des perspectives encourageantesThe aim of this work was to develop a new diffuse sound field model, taking into account diffusion, scattering, atmospheric and meteorological effects. . . After a state of art, the sound particle concept seemed rigorous to treat analytically this kind of phenomena. The application of this concept allowed to describe spatial and temporal sound energy evolution in terms of a transport equation similar to the free molecular flow equation. Boundary conditions were introduced in terms of local flux introducing surface reflection laws to take into account scattering effects. As an application, solutions were found in a narrow street with the help of asymptotic approaches. It was shown that in such propagation medium, the diffusion equation corresponds to the limit of the transport equation. Diffusion coefficients were then developed for several reflection laws. Confrontation of analytical solutions and Monte Carlo numerical simulations was then performed. A good agreement was found. Finally, analytical solutions were compared to experimental data obtained during experiments in a street of Nantes. This comparaison showed a great coherence of the model and interesting prospects for the future
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Brunet, Nicolas. "Etude de l'influence du liquide de couplage sur la micro-caractérisation de matériaux par signature acoustique." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20168.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous avons etudie l'influence du liquide de couplage situe entre le capteur du microscope acoustique et l'echantillon, sur les phenomenes observes. De meme, la maniere dont ce couplant affecte la precision des parametres elastiques determines a partir des signatures acoustiques relevees, a ete analysee. Dans un premier temps nous avons du mettre au point le processus permettant la determination de ces parametres pour tous les types d'echantillons (massifs, couches minces isolees ou couches minces deposees sur un substrat massif). Nous avons utilise une methode d'ajustement numerique des parametres inconnus basee sur l'algorithme simplex. Dans un second temps, nous avons examine l'effet du couplant sur les resultats fournis par le processus mis au point. Nous avons etudie les trois principales modifications qu'entraine un changement de couplant sur l'ensemble des phenomenes mis en jeu lors de l'acquisition des v(z). La premiere est liee aux caracteristiques du capteur : la fenetre des vitesses des ondes de surface accessibles varie avec la vitesse du couplant. Les deux autres sont liees au comportement des ondes de surface excitees, en presence d'un liquide chargeant la surface : la vitesse de ces ondes ainsi que leur emission d'energie vers le capteur, augmentent avec la masse volumique et la vitesse du couplant. La prise en compte de l'ensemble de ces effets nous a permis d'optimiser le choix du couplant a employer selon le mode auquel on souhaite acceder. L'utilisation successive de plusieurs couplants de proprietes differentes permet ainsi d'ameliorer la precision globale de la methode de micro-caracterisation de materiaux par signature acoustique en facilitant la detection des modes les plus sensibles aux parametres a determiner.
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Martinet, Quentin. "Étude des effets environnementaux sur les modes acoustiques confinés de nanoparticules par diffusion inélastique de la lumière." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSE1152/document.
Full textAbstract:
Au cours des vingt dernières années, la diffusion inélastique de la lumière par les modes propres de vibration des nanoparticules, appelés modes de Lamb, s’est avérée être une méthode très efficace pour caractériser la taille et les propriétés mécaniques des nano-objets. La fréquence de résonance d’une nano-sphère, dans la gamme du gigahertz, est donnée, en première approximation, par le ratio de la vitesse acoustique du matériau massif et la taille du confinement. Les raffinements du modèle théorique permettent d’obtenir, à partir de ces modes de vibration, des informations essentielles sur la géométrie et l’environnement local des nano-objets. L’objectif de cette thèse est de sonder le domaine de validité du modèle de Lamb, d’analyser les différents impacts de l’environnement sur ces modes de vibration et de développer de nouvelles méthodes pour les mesurer. Plusieurs aspects de l’interaction avec le milieu extérieur peuvent ainsi être pris en considération selon le type de système étudié. D’une part, la délocalisation de l’onde acoustique dans le cas de systèmes cœur-coquille, qui est gouvernée par les impédances acoustiques respectives du cœur et de la coquille, et qui se traduit par un couplage mécanique. D’autre part, l’effet de masse inertielle induite par la présence de ligands organiques à la surface de la particule qui modifie la fréquence de résonance. La validité de ces deux approches est ainsi discutée en fonction de la configuration des objets considérés, puis ces modèles théoriques sont appliqués à des cas réels tels que des nanoparticules cœur-coquille et des nano-plaquettes de semi-conducteurs ou des agrégats métalliques colloïdaux. L’effet de masse inertielle s’avère non négligeable pour des objets de petites tailles et il est ainsi montré la faisabilité de réaliser des nano-balances ultra-sensibles capable de sonder l’environnement proche des nano-objets. Par ailleurs, dans le cas des agrégats d’or, cette approche permet de discuter les limites du modèle de Lamb, basé sur la théorie des milieux continus, sur des vibrations n’impliquant que six atomes. Ainsi, grâce à la spectroscopie Raman basses fréquences, il apparait que les résultats expérimentaux des vibrations de ces objets s’accordent à la fois avec l’approche des milieux continus en considérant l’effet de masse inertielle et aussi avec les calculs de dynamique moléculaire. Finalement, le développement expérimental d’un montage optique capable de mesurer ces modes Raman basses fréquences sur une particule unique en milieu liquide est présenté. Cette approche nécessite de localiser une particule en milieu liquide à l’aide de nano-pinces plasmoniques puis d’exalter le signal Raman basses fréquences en stimulant les modes de vibration par électrostriction. Les perspectives étant d’appliquer cette méthode à l’étude de la dynamique vibrationnelle de nano-objet unique tel que des virus ou des protéinesOver the past twenty years, inelastic light scattering by vibrational eigenmodes of nanoparticles, called Lamb modes, has proven to be an effective method for characterizing the size and mechanical properties of nano-objects. The resonant frequency of a nano-sphere, in the gigahertz range, is given, as a first approximation, by the ratio of the acoustic velocity of the bulk material and the size of confinement. The refinements of the theoretical model allow to obtain, from these eigenmodes, information on the shape and local environment of nano-objects.The objective of this thesis is to probe the domain of validity of the Lamb model, to analyze the different impacts of the environment on eigenmodes and to develop a new strategy to measure them. Several aspects of interaction with the external medium can be considered depending on the system studied. On the one hand, the delocalization of the acoustic wave in the case of core shell systems is ruled by the acoustic impedance of the core and the shell and leads to a mechanical coupling. On the other hand, the inertial mass effect induced by the presence of organic ligands on the surface of the particle modifies the resonant frequency. The validity of both approaches is discussed according to the configuration and these models are applied to real cases, such as semiconductor core shell nanoparticles and nanoplatelets, or gold colloidal clusters. The inertial mass effect is significant for small objects and it is shown the feasibility to realize ultra-sensitive nano-balance capable of probing the local environment of nano-objects. Furthermore, in the case of gold clusters, this approach makes it possible to discuss the limit of the Lamb model, based on continuum mechanics, to interpret vibrations involving only six atoms. Thanks to low frequency Raman spectroscopy, it appears that the experimental results are in good agreement with both the continuum mechanics approach, by considering the inertial mass effect, and also with density functional theory (DFT) calculations. Finally, the experimental development of an optical set-up capable of measuring low frequency Raman modes on a single nanoparticle in a liquid medium is presented. This technic requires to localize a nanoparticle in a liquid medium with plasmonic tweezers and to enhance the low frequency Raman signal by stimulating vibrational modes with electrostriction. The perspectives are to apply this method to the dynamical study of a single object such as viruses or proteins
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Sun, Zhigang. "Modélisation acoustique de l’énergie moyenne diffusée par une distribution aléatoire de cibles spheriques sous-marines : Validité de la technique d'écho-intégration pour la mesure de l'abondance de cibles sous-marines." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0069.
Full textAbstract:
La technique d'écho-intégration consiste à estimer la quantité de cibles (poissons) contenues dans un banc insonifié par un sonar en supposant que l'énergie de l'écho renvoyé par le banc, est proportionnelle au nombre de cibles Trois facteurs peuvent influencer cette linéarité: l'interférence des échos directs, l'effet d'écran et la diffusion multiple entre les cibles. Dans ce travail, l'influence des trois facteurs sur la linéarité de la technique d'écho-intégration est utilisée pour des cibles sphériques. Le mémoire est constitué de trois parties : la première est consacrée au calcul de la réponse impulsionnelle d'une sphère rigide à un champ incident du type 'impulsion de Driac ». Une méthode mixte est proposée pour le calcul. La deuxième partie est destinée à la modélisation de l'effet d’interférence dans l'étude de l'énergie par une distribution 2D de sphères. Certaines formules sont développés permettre une évaluation ra ide de l'effet d'interférence. La troisième partie concerne la modélisation de l'énergie diffusée par une distribution 3D de sphères. L'influence de l'effet d'interférence, de l'effet d'écran, et de la diffusion multiple d'ordre 2 sur la linéarité de la technique d'écho-intégration est étudiée pour des sphères rigides, molles, fluides et élastiques. Les résultats numériques montrent que la linéarité de la technique d'écho-intégration dépend beaucoup de la structure physique des cibles, de la quantité de celles-ci et de la fréquence de travail. Un sondeur large-bande est préférable pour la mise en application de cette technique et favorise l'identification de cibles. Cependant, l'utilisation d'un sondeur large-bande n'assure pas forcément une meilleure linéarité entre l'énergie diffusée par les cibles et leur quantité. L'hypothèse de la linéarité est acceptable surtout lorsque la quantité de cibles détectées est faible. Dans certains. Cas, où la distribution est relativement dense, des mesures sur deux tranches d'eau distinctes sont nécessaires pour déterminer la quantité de ciblesThe estimation of fish abundance b the echo-interation method is based on the assumption that the echo energy returned from randomly distributed targets is proportional to the quantity of those targets. Three factors can affect this linearity : the interference of direct echoes the shadowing effect and the multiple scattering among the targets. In this work, the influence of the three factors upon the linearity of the echo-integration method is studied. Among the three component parts of work, the first pert deals with the calculation of impulse of a rigid sphere to a Dirac pressure transmission. The second part is devoted to the modelling of the interference effect in the energy investigation of echoes scattered by planar distribution of spheres. Some formulas are developed to provide a fast way to evaluate the interface contribution of echoes. The third art concerns with the modelling of the echo energy scattered by a 3D distribution of spheres. The contributions of the interference effect. The shadowing effect and the second order scattering among the targets are studied for rigid soft fluid and elastic spheres. The numerical results show that the linearity of the echo-integration method is tightly related to the material structure of the targets, the target quantity, and the working frequency. A wideband transducer is preferable for the implementation of the echo-interaction method and favourable to tar t identification. However using a wideband transducer does not necessarily improve the linearity between the energy scattered by the target and the quantity of those targets. The hypothesis of the linearity is acceptable especially when the target distribution is not dense. In certain cases where the number density of targets is relatively high, measurement over two different thicknesses of the volume is necessary to determining the quantity of targets
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Latard, Véronique. "Méthodes de visualisation par gradient d'indice en mécanique des milieux non homogènes : application à la diffusion acoustique et aux écoulements diphasiques." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/55376-1998-5.pdf.
Full text
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Haumesser, Lionel. "Diffusion acoustique par des coques cylindriques limitées immergées. On des hélicoïdales: analyse des réponses temporelles et identification complète des résonances." Phd thesis, Université du Havre, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010047.
Full textAbstract:
La pression acoustique diffusée par des tubes de longueur finie, immergés dans l'eau, est analysée expérimentalement et théoriquement dans les espaces de Fourier. La signature, spectrale et temporelle, de tels objets est interprétée en termes de résonance et de propagation d'ondes de surface. Les diffuseurs sont en acier inoxydable, de rapports des rayons interne sur externe égaux à 0,83 et 0,97. Ils sont excités en champ lointain par des signaux ultrasonores large bande, pour des angles d'incidence compris entre 0° (incidence normale par rapport à l'axe principal des objets) et 50°. Les résonances présentes dans les réponses spectrales rétrodiffusées, relatives aux ondes hélicoïdales S0 et T0, sont identifiées. Les modes de vibration associés sont déterminés expérimentalement en utilisant deux dispositifs de mesure bistatiques. Un premier montage, où le transducteur récepteur tourne dans un plan perpendiculaire à l'axe du tube, conduit à l'identification des modes circonférentiels (n) ; un second montage original, où le récepteur se déplace parallèlement à l'axe de l'objet, permet d'identifier les modes axiaux (m). Ces résultats sont en accord avec ceux obtenus à l'aide d'une approche théorique modale hybride combinant la théorie de l'élasticité et l'intégrale de diffraction de Kirchhoff. Ces informations (fréquence de résonance, n, m) permettent d'évaluer la vitesse de phase et l'angle de propagation de l'onde correspondante. On réalise ainsi l'identification complète des résonances de l'objet (nature de l'onde, n, m). Chaque résonance, manifestation d'un mode propre de l'objet limité sélectionné par les conditions d'excitation, est observée à une seule fréquence pour plusieurs angles d'incidence voisins. Un modèle géométrique décrivant le parcours hélicoïdal des ondes sur le tube permet l'analyse des réponses temporelles. Les temps auxquels les échos sont observés, sont associés à des trajets de l'onde T0. L'influence des dimensions des objets (longueur et diamètre) sur la rétrodiffusion est ainsi étudiée. L'approche géométrique permet également de considérer les effets liés à la présence d'un disque radial dans les tubes : le rôle de l'onde A (onde d'interface) devient prédominant.
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Duro, Vincent. "Caractérisation acoustique d'un sillage engendré par un navire de surface : propagation d'une onde acoustique dans un mélange eau/bulles d'air." Le Havre, 2009. http://www.theses.fr/2009LEHA0019.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse s’intéresse à la caractérisation acoustique d’un sillage engendré par un navire de surface. Au laboratoire, le sillage se résume à un mélange eau/bulles d’air dont l’influence sur la propagation d’une onde acoustique est étudiée. Le rayon des bulles et leur densité sont déterminés à partir des mesures de l’atténuation et de la vitesse de phase d’une onde transmise dans le mélange. Ces résultats expérimentaux s’appuient sur des études théoriques. D’une part, un modèle de diffusion acoustique par une bulle d’air dans l’eau permet d’établir une relation entre le rayon des bulles et leur résonance en basse fréquence. D’autre part, la relation de Foldy donnant un nombre d’onde effectif caractérisant la propagation acoustique dans un tel mélange est utilisée. Une variation de l’atténuation et une variation de la vitesse de phase de cette onde sont observées autour de la fréquence de résonance des bulles. Elles sont globalement d’autant plus élevées que la densité de bulles est importante. De plus, une méthode de mesure optique est mise en oeuvre simultanément et valide les résultats de rayon et de densité de bulles obtenus par la méthode de mesures acoustiques. Ce travail s’achève par la présentation de résultats obtenus au cours de travaux expérimentaux prospectifs. La propagation acoustique non linéaire dans le mélange eau/bulles d’air est ainsi mise en évidence, d’une part, et des bandes de fréquences interdites et passantes engendrées par le mélange sont également observées en hautes fréquences, d’autre partThis work is devoted to the acoustical characterization of ship wake. In a laboratory, wake reduces to bubbly water medium. The influence of bubbles on the propagation of a transmitted acoustical wave is studied. Sound attenuation and phase speed measurements permit to determine the bubble radius and the bubble density. Thanks to the theoretical studies of acoustical scattering by a single air bubble in water, a relationship between bubble radius and their resonance at low frequency is established. Next, from the Foldy relationship giving an effective wavenumber characterizing the acoustical propagation in bubbly water, attenuation change and phase speed change are observed around bubble resonance frequency. The values of these changes increase with the bubble density increasing. Additionally, an optical measurement method investigated simultaneously provides results in good agreement with the ones due to the method of acoustical measurements. This work achieves by the presentation of results obtained during prospective experiments. In fact, this section shows the results of non-linear acoustical propagation and gap-band effects in relation with bubbly water
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Rabisse, Kévin. "Développement d’un modèle numérique de propagation acoustique dans un local délimité par des parois à relief géométrique." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0140/document.
Full textAbstract:
L’étude de la propagation sonore dans un milieu confiné nécessite une connaissance précise des caractéristiques acoustiques et géométriques des parois qui le délimitent. En effet, le relief géométrique des parois d’un local engendre des phénomènes acoustiques complexes pouvant impacter significativement la propagation sonore : diffusion, diffraction ou encore résonance si le relief présente une géométrie particulière. L’objectif de cette étude est de développer un modèle numérique simulant la propagation sonore dans un espace confiné délimité par des parois à relief géométrique. Dans un premier temps, la méthode de décomposition rectangulaire adaptative (ARD) est utilisée pour simuler la propagation en milieu confiné. Cette méthode est ensuite couplée à la méthode de différences finies dans le domaine temporel (FDTD) et l’utilisation de filtres d’impédance numériques (DIF) pour simuler des parois à relief géométrique possédant une impédance dépendante de la fréquence. L’intégration de la méthode FDTD dans la méthode ARD est rendue possible par l’utilisation de couches absorbantes parfaitement adaptées (PML). Le modèle numérique est validé par comparaison aux méthodes Kobayashi Potential (KP) et sources images ainsi qu’à des résultats expérimentaux. Enfin, le modèle est utilisé pour étudier la diffusion acoustique causée par plusieurs parois à relief expérimentales. Un coefficient d’absorption acoustique apparent est ainsi estimé pour caractériser chacune de ces paroisThe study of sound propagation in an enclosed space requires a precise knowledge of the acoustic and geometrical characteristics of its boundaries. Indeed, the geometric relief on the walls of a room causes complex acoustic phenomena that can significantly impact the sound propagation: scattering, diffraction or even resonance if the relief has a particular geometry. The objective of this study is to develop a numerical model of sound propagation in an enclosed space bounded by walls with geometric relief. First, the Adaptive Rectangular Decomposition (ARD) method is used to simulate the propagation in a room. Then, this method is coupled with the Finite Difference in Time Domaine (FDTD) method and the use of digital impedance filters (DIF) to include boundaries with geometric relief and frequency-dependent impedance. The integration of the FDTD method into the ARD method is made possible by the use of perfectly matched layers (PML). The numerical model is validated by comparison with the Kobayashi Potential (KP) and image source methods as well as experimental results. Finally, the model is used to study the sound scattering caused by several experimental relief walls. An apparent sound absorption coefficient is thus estimated to characterize each of these different walls