Dynamique des Structures et Acoustique

Ref: 2EL1810

Description

Les vibrations jouent un rôle essentiel dans de nombreux domaines : géophysique, résistance des ouvrages au vent et aux séismes, stabilité et confort des véhicules aéronautiques ou terrestres. Les questions d'acoustique sont aussi importantes, par exemple dans les transports, à la fois du point de vue du confort interne que vis à vis de l'environnement. Ces deux domaines sont associés dans le fonctionnement d'instruments de musique, mais également dans le cadre de contrôles non destructifs.

Le but de ce cours est de donner les connaissances essentielles, en termes de méthodes et d'outils pour l'analyse et la quantification des phénomènes de vibration et d'acoustique. Il s'appuiera sur un certain nombre d'applications pour mettre en évidence les concepts fondamentaux de résonance et d'émission.

Numéro de trimestre

SG6

Prérequis

Il est fortement recommandé d'avoir suivi le cours de mécanique des milieux continus ou un cours sur les ondes.

Syllabus


  1. Réponse d'un oscillateur à des chargements stationnaires, transitoires et aléatoires (cours)
  2. Ondes mécaniques et acoustiques, résonances (cours et TD)
  3. Vibration des poutres (cours et TD)
  4. Construction de modèles réduits en dynamique et rappels de mécanique des milieux continus (cours et TD) 
  5. Réponse dynamique d'un système complexe ( Cours et Bureau d'étude 1.1 : vibrations d'un bâtiment soumis à un séisme et au vent )
  6. Bureau d'étude 1.2 et 2.1: vibrations d'un bâtiment soumis à un seisme et au vent (modèle par Eléments Finis )
  7. Modèles dynamiques avancés (cours) et BE 2.2
  8. Rayonnement acoustique (cours et TD)
  9. Résonances acoustiques (cours et TD)
  10. Bureau d'étude 3: Analyse d'un papier scientifique par binôme
  11. Examen final

Composition du cours

Cours : 8 séances

TD : 5 séances

Bureau d'étude : 6 séances + travail personnel

Notation

Examen écrit 2h (coeff 0,55) + 3 Contrôles continus en Bureau d'études ( Coeff 0,15 chacun)

Ressources

Le cours sera donné en amphi en anglais et des videos dans les deux langues seront à la disposition des étudiants.
TD : 35 élèves avec une classe en anglais et, en fonction des effectifs, une classe en français.

Software : notebook Python

Résultats de l'apprentissage couverts par le cours

A l'issue de l'enseignement les élèves seront capables de:

- Modéliser le comportement vibratoire de structures en adoptant la bonne modélisation (3D, poutres,...)

- Modéliser le comportement acoustique d'un système fermé et le rayonnement d'une source ou d'un système ouvert

- Modéliser les effets dynamiques et aléatoires de l'environnement ( vent, séisme...)

- Mettre en œuvre une stratégie d'approximation en basses fréquences par projection sur une base adaptée ( pour un problème de vibration ou d'acoustique )


Description des compétences acquises à la fin du cours

C1.2 Ability to model the dynamic behaviour of a structure

C1.2 Ability to model random external loads ( Wind, earthquakes)

C1.2 Ability to model simple acoustic problems

C1.3 Ability to solve vibration and acoustic problems in the low frequency domain using a modal approach, either in the time or in the frequency domain

Support de cours, bibliographie

Document de cours + slides des séances de cours + Videos du cours en français et en anglais