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Spécial « Congrès Acoustics 2012 »
Modélisation de la propagation acoustique en milieu extérieur par une approche temporelle : validation expérimentale sur site
Un bon accord a pu être obtenu pour la piste, le sol herbeux
et le champ en utilisant un modèle d’impédance à un para-
mètre, i.e. le modèle de Miki [8]. La route a été modélisée
par un sol parfaitement réfléchissant. Enfin, il n’a pas été
possible d’obtenir à partir des mesures in situ un accord
acceptable pour le ballast. En effet, il était difficile de s’af-
franchir des réflexions sur les rails et sur la piste et de
prendre en compte de façon convenable l’effet d’épais-
seur. Des mesures complémentaires ont été réalisées
sur le site de Bouguenais de l’IFSTTAR. Un bon accord a
ainsi pu être obtenu avec le modèle d’impédance d’Ha-
met et Bérengier [9].
Les valeurs de :
- la résistivité effective au passage de l’air
σ
0
,
- l’épaisseur effective d,
- la tortuosité effective q,
- la porosité effective
Ω
sont données pour les différents sols dans le tableau 1.
Conditions météorologiques
Un mât météorologique a été installé sur le site de mesure
à une distance x = 125 m près de la ligne de propagation.
Trois anémomètres à hélice et trois capteurs de tempé-
rature ont été montés sur le mât à des hauteurs de 1 m,
3 m et 10 m. Un capteur d’humidité a aussi été placé à
une hauteur de 3 m.
Enfin, un anémomètre sonique a été installé à une hauteur
de 10 m.
Dans le tableau 2 sont consignées les valeurs de :
- la pression atmsphérique P
0
,
- l’humidité relative r
h
,
- la température T
0
,
- la célérité du son c,
- la vitesse du vent V
0
,
- la direction du vent par rapport à la ligne de propagation.
Les valeurs données pour V
0
et
θ
sont des valeurs moyen-
nées sur une minute.
z, m P
0
hPa
r
h
,
%
T
0
,
°C
ρ
0,
kg.m
-3
c,
m.s
-1
V
0
,
m.s
-1
θ,
°
1m
991 82
6,1 1,24
3,3 297
3m
6,4 1,24
3,5 304
10m
6,7 1,24 335,5 4,0 315
Tabl. 2 : Valeurs mesurées de différents paramètres météorologiques
Measured values of meteorological conditions
Les profils verticaux de vent et de température sont obte-
nus avec la théorie de la similitude de Monin-Obukhov. Bien
que cette théorie ne soit pas valable pour des sols inho-
mogènes et non-plans, elle permet d’obtenir des profils
verticaux réalistes à partir d’un faible nombre de mesures.
Les coefficients des profils sont ici déterminés en utilisant
une méthode d’optimisation proposée par Cotté [10]. Les
profils verticaux obtenus sont représentés sur la figure 4.
Les mesures ont été effectuées le matin et les profils sont
alors caractéristiques d’une atmosphère instable.
Un modèle de gaz réel [11] est utilisé afin d’obtenir le profil
de célérité du son à partir des mesures. Ce profil est tracé
en fonction de la hauteur sur la figure 4.
Fig. 4 : Profils verticaux (gauche) de la température, (milieu) de la
vitesse du vent et (droite) de la célérité du son. Les valeurs
mesurées sont représentées par des points noirs et les
profils obtenus en appliquant la théorie de la similitude de
Monin-Obukhov par des lignes rouges. Les points rouges
correspondent aux valeurs de la célérité du son déduites
des mesures et du modèle de gaz réel.
Vertical profiles of (left) temperature, (middle) wind
speed and (right) sound speed. The black points
correspond to measurements, and the red curves have
been obtained by applying Monin-Obukhov similarity
theory. Red points for sound speed profiles correspond
to values of sound speed deduced from the temperature
measurements and from the real gas model.
On peut remarquer que pour une hauteur de 10 m, la
valeur obtenue pour c est très proche de la valeur mesu-
rée avec l’anémomètre sonique. Dans cette étude, l’atté-
nuation due à l’absorption atmosphérique est négligée.
En effet, la valeur maximale de l’atténuation est égale à
-2 dB pour le récepteur à x = 100 m et pour une fréquence
ƒ = 3 000 Hz.
Source impulsive
Fig. 5 : Partie d’une forme d’onde obtenue au récepteur situé
en x = 7,5 m, correspondant à l’onde directe. Les lignes
noires et rouges correspondent respectivement à la forme
d’onde mesurée et à son approximation
Example of a waveform obtained at the receiver at x = 7, 5 m.
The black and red lines correspond respectively
to measurements and to the approximation
Des tirs de pistolets à blanc constituent ici la source acousti-
que (voir Fig. 1). Le pistolet a été placé à différentes hauteurs
mais on ne considère par la suite que la hauteur zS = 1 m.
