Adbuss

Acoustique dans un milieu solide

Bonjour,

Je suis en train de compléter un article sur les ondes acoustique de surface. Je me rends compte que la théorie des ondes acoustique dans un milieu solide n'a pas été développé. J'ai donc commencé à le faire dans l'article sur l'onde de surface, mais je pense qu'il serait bien de l'intégrer dans un article pus générale sur les ondes acoustiques. Je comptais intégrer une partie supplémentaire dans l'article acoustique pour y mettre la théorie sur la propagation des ondes acoustique dans un solide. Qu'en penses-tu ?

Bon weekend

--Adbuss, le 22 mars 2013.

Bonjour Adbuss,

Si tu as des connaissances dans le domaine, je pense qu'effectivement, elles sont le bienvenues. En passant, tu peux déjà relire d'un oeil averti et détecter s'il y a des coquilles dans la version courante de l'article Acoustique. J'avais il y a bientôt un an maintenant proposer un remaniement quant au plan de l'article. Tu peux jeter un oeil sur la proposition correspondante dans la page de discussion de l'article. J'écris une réponse plus élaborée ce soir.--Mg1979 (d) 25 mars 2013 à 08:46 (CET)

Finalement, j'ai pris un peu de retard pour ladite réponse.

Je pense que tes connaissances couvrent entre autres choses celles de la propagation d'ondes élastiques dans les solides (isotropes ou anisotropes), ayant comme application majeure le contrôle non destructif par ultrasons. Un autre utilisateur récemment inscrit a introduit l'acoustique non linéaire comme domaine de l'acoustique dans l'article. Est-ce que les deux domaines sont reliés ? Si c'est le cas, tu peux aussi lui demander de l'aide et gagner un rapporteur supplémentaire pour examiner la qualité de tes contributions, voire même collaborer avec lui.

Je suis plus spécialiste de l'acoustique en milieu fluide qu'en milieu solide, donc je lirais vos contributions avec intérêt, mais non forcément averti. Par ailleurs, j'en profite pour poser une autre question: selon toi cette discipline fait-elle partie de l'acoustique ou de la mécanique vibratoire ? Il n'y a pas de mauvaise ou de bonne réponse, je pense, j'aimerais juste connaître ton avis.

Et puis finalement, dans l'idéal, ce serait bien de faire le lien entre la propagation des ondes acoustiques dans les fluides et celle dans les solides, notamment indiquer les similitudes et les différences.

A bientôt, --Mg1979 (d) 27 mars 2013 à 23:18 (CET)

Bonjour Mg1979,

Pour le plan de l'article acoustique, effectivement il y aurait des modifications à apporter. Il y a un problème de définition du terme acoustique, pour le sens commun on considère que l'acoustique est le domaine du son (audible). Pour un physicien ce terme se rapporte à une onde mécanique et pas seulement à des fréquences particulières dans l'air (son) mais également dans des matériaux à l'état solide ou fluide et pour n'importe qu'elle fréquence. Donc je pense que l'article devrait bien distinguer l'acoustique (au sens physique) et le son. Si l'on part sur l'acoustique physique alors là il y aurait beaucoup de travail à faire car pour le moment l'article détail seulement l'acoustique sonore. Il faudrait ajouter la propagation dans des milieux solides comme tu le préconises, l'acoustique non linéaire ainsi que leur applications comme : CND (contrôle non destructif), micro-moteur équipant les objectifs des appareils photos (onde acoustique de surface), échographie en médecine il y a tellement d'applications variées autre que le son je n'arriverai pas à tout lister. En gros il y a beaucoup de boulot. Je vais essayer de faire un plan détaillé des mes idées et des divers applications. Je suis en thèse dans un laboratoire de recherche dans un groupe spécialisé dans l'acoustique et l'acoustique non linéaire je devrait bien pouvoir trouver beaucoup d'infos par rapport à ça :)

Concernant l'acoustique non linéaire, je ne suis pas en accord avec YOUSFI Ismail. Je pense qu'il y a une confusion entre l'application et l'origine physique, le contrôle non destructif est une application de l'Acoustique non-linéaire qui est l'origine physique. Pour répondre à ta question effectivement l'acoustique non linéaire est lié à l'acoustique la différence entre les deux est faite par l'hypothèse de petites vitesse en acoustique alors qu'en non linéaire on ne plus négliger certains termes due au fait que le déplacement acoustique est important. Les équations de l'acoustique non linéaire vont donc prendre en compte plus de phénomène comme le terme de convection de Navier Stockes, la variation de masse volumique au passage de l'onde acoustique. On ne peut plus approximer le $div(\rho {\vec {v}})$ par $\rho div({\vec {v}})$ dans l'équation de conservation de la masse. L'introduction de ces deux phénomènes est à l'origine de l'acoustic streaming (mouvement de l'air devant les enceintes en concert) et de la pression de radiation acoustique (application : lévitation acoustique), articles que je compte modifier pour apporter la théorie. On peut également remarquer que la variation de pression n'est pas linéaire avec la variation de masse volumique, on introduit alors un coefficient B/A qui permet de mieux décrire la relation entre pression et masse volumique d'un fluide. La relation n'est plus : $\mathrm {d} P=c_{0}^{2}\mathrm {d} \rho$ mais $\mathrm {d} P=c_{0}^{2}(1+{\frac {B}{2A}}\rho )\mathrm {d} \rho$ ainsi la vitesse du son dépend des propriété du fluide mais également de la vitesse des particules qui supporte l'onde acoustique, ce qui explique les ondes de choc et entre autre le mur du son. Ce bouquin explique très bien toute l'acoustique non-linéaire. Je peux te l'envoyer si tu es intéressé.

Il y a donc plus d'applications de l'acoustique non linéaire que le contrôle non destructif. Mais l'article acoustique non linéaire est un bon début je vais communiquer avec l'utilisateur en question pour le rendre plus général. Je me demande d'ailleurs si il ne faudrait pas directement intégrer l'acoustique non linéaire dans l'article acoustique, qu'en pense tu ? Car finalement ce sont les mêmes équations de départ seul les hypothèses changent. Je vais donc introduire la propagation dans les solides et discuter avec YOUSFI Ismail. Je reviens vers toi quand j’aurai fini le brouillon afin que l'on en discute.

Bonjour, j'écris juste pour dire que j'ai bien lu ta réponse. Je n'ai pas le temps avant quelques jours d'y répondre (pas avant lundi prochain). Rapidement, je suis content si l'article peut recevoir les contributions de quelqu'un qui s'y connaît dans un domaine différent de celui de l'acoustique "audible". Tu peux effectivement m'envoyer le livre que tu cites. J'y jetterais volontiers un œil. Bien cordialement, --Mg1979 (d) 5 avril 2013 à 08:23 (CEST)

Concernant "Pour un physicien ce terme se rapporte à une onde mécanique et pas seulement à des fréquences particulières dans l'air (son) mais également dans des matériaux à l'état solide ou fluide et pour n'importe qu'elle fréquence", je suis d'accord, les ondes "sonores" ne sont qu'un cas particulier d'ondes élastiques ou encore ondes mécaniques (problème de terminologie ?), qui s'intéressent à l'étude des mouvements oscillatoires dans les gaz, les liquides et les solides. Ainsi, dans certains cas, on parle d'ondes acoustiques en sous-entendant ondes sonores audibles et dans d'autres cas on utilise ondes acoustiques alors que les ondes ne sont pas forcément susceptibles d'être entendues (par exemple ondes ultrasonores ou infrasonores). J'ai cherché dans les livres que j'ai à ma disposition, et je ne trouve aucune définition aussi précise de l'acoustique. En revanche, il y a bien des livres qui étudient conjointement le son et la vibration, car il y a des analogies entre les deux domaines : il s'agit d'ondes mécaniques de manière générale. Bref, traiter les ondes mécaniques et les ondes sonores conjointement ou séparément est une question ouverte.

Dans le cadre de Wikipédia, nos positions individuelles importent peu au final. Il suffit juste de trouver des références pertinentes pour argumenter un point de vue particulier. Si tu es capable de citer des documents donnant une définition précise de "acoustique physique" dans le sens où tu l'entends, dans ce cas, cette définition, ce point de vue, a clairement place dans l'article. Dans tous les cas, l'article Acoustique doit faire référence aux techniques dont tu souhaites faire l'exposé (échographie, ondes acoustiques de surface), en précisant bien le sens que tu entends par acoustique dans lesdites techniques. Ensuite, je ne suis pas sur que l'article de l'acoustique est le meilleur endroit pour exposer la totalité des développements sur par exemple "les ondes acoustiques de surface". Tout est un problème de mesure sur Wikipédia. Certains wikipédiens sont partisans d'avoir plein de pages isolées et peu développées, alors que d'autres préfèrent avoir peu de pages, mais bien traitées. Je ferai plutôt parti de la deuxième catégorie. Lorsqu'il y a peu d'informations, et que ces informations restent générales, je préférerais les voir figurer sur un article plus générique. Et, à mesure que les développements ont lieu sur un domaine précis, il est possible de créer un article sur un point particulier, et de ne plus faire qu'une synthèse dans l'article parent.

Concernant l'acoustique non linéaire, je suis conscient qu'elle est un cas plus général que l'acoustique linéaire. Les équations fournies dans Acoustique#Lois_fondamentales_de_l.27acoustique normalement traduisent un contexte général dans lequel l'approximation de l'acoustique linéaire n'a pas encore été effectuée. Je n'ai pas pris le temps de poursuivre et de faire la distinction entre les deux domaines dans l'article. Une erreur s'est d'ailleurs glissé dans les démonstrations, qu'il faudrait que je répare (dans la section Acoustique#.C3.89quation_de_propagation). Donc, lorsque tu parles de fusionner l'article sur l'acoustique non linéaire et celui sur l'acoustique linéaire, mon souhait initial était de ne pas faire de distinction entre les deux. --Mg1979 (d) 8 avril 2013 à 22:06 (CEST)

Bonjour Mg1979, Je suis d'accord avec toi, je pense qu'il faut rester plutôt vague dans des articles généraux tels que l'acoustique. C'est pour cela que je vais simplement ajouter les équations clefs de l'acoustique dans un solide. Pour l'acoustique non-linéaire, je pense simplement préciser qu'il est possible d'étendre les lois de l'acoustique linéaire dans le cas ou l'amplitude vibration est importante. En ajoutant quelque équations clefs là encore, ce devrait rester général sans trop de théorie. Seulement je pense tout de même laisser l'article Acoustique non linéaire pour y détailler un plus les applications et la théorie. Qu'en penses-tu ? Par contre dans Acoustique#Lois_fondamentales_de_l.27acoustique, le point de départ est l'équation d'Euler pourquoi ? En prenant l'équation d'Euler on néglige la dissipation visqueuse au sein du fluide. Afin de tenir compte de tout les phénomènes il faut partir des équations de Navier-Stockes et ensuite négliger les différents termes comme la dissipation, la convection etc...

Salut, je suis d'accord avec toi sur le fait qu'il faille normalement partir des équations de Navier-Stockes, et partir de la mécanique des fluides pour arriver à l'acoustique. Mais, dans les livres cités comme référence, ce n'est généralement pas la présentation qui est employée. Et, afin d'aboutir à l'équation de propagation, les développements sont toujours les mêmes : équation d'Euler, conservation de la masse et loi de compressibilité du fluide. J'ai souvenir de mes cours de prépa, où effectivement, nous étions partis de Navier-Stokes pour arriver aux équations simplifiées telles que présentées dans l'article. Il s'agit d'une présentation largement répandue. Elle n'est pas forcément la plus exacte, et ce serait bien d'indiquer quelles sont ces limites. Ce serait effectivement bien de préciser dans la section lois fondamentales de l'acoustique que certaines hypothèses ont déjà été effectuées : fluide parfait.

Félicitations pour ta première modification de l'article, en tout cas ! --Mg1979 (d) 12 avril 2013 à 21:48 (CEST)

Bibliographie

• Catherine Potel, Michel Bruneau, Acoustique générale, Ellipses, 2006 (ISBN 2-7298-2805-2)