Etude de l'isolation acoustique ; étude de la prospection des fonds marins bts domotique 2007

Le local des groupes électrogènes se trouve sur le pont n°2, contigu à la salle de commande des machines ( PC machine). Le cahier des charges impose un niveau sonore dans la salle PC machine inférieur à 57 dB.

L'étude porte sur l'isolation acoustique entre ces deux salles, l'objectif étant de déterminer l'épaisseur de la cloison isolante. On supposera que la transmission des bruits entre les deux locaux ne se fait que par cette paroi séparative supposée simple et homogène.

Le local des groupes électrogènes comporte deux groupes Diesel alternateur. Chaque groupe émet un niveau sonore N_g= 95 dB.

Le niveau sonore du au bruit ambiant, N_b, hors groupe diesel alternateur, est égal à 92 dB. La fréquence moyenne mesurée est égale à 500 Hz.

Déterminer le niveau sonore total N_t dans le local des groupes électrogènes :

intensité acoustique : I = I₀ 10 ^N/10

Pour un groupe : I_g = 10^-12 * 10^9,5 = 10^-2,5 = 3,16 10^-3 W m^-2.

Bruit ambiant : I_b = 10^-12 * 10^9,2 = 10^-2,8 = 1,58 10^-3 W m^-2.

Les intensités acoustiques s'ajoutent :

I_t = 2 I_g + I_b = (2*3,16 + 1,58) 10^-3 = 7,9 10^-3 W m^-2.

N_t = 10 log (I_t/I₀).

N_t = 10 log(7,9 10^-3/10^-12) = 99 dB.

En déduire la valeur minimum de l'indice d'affaiblissement R de la cloison isolante pour respecter le cahier des charges :

R= N_t-57 = 99-57 = 42 dB.

En vous aidant de la caractéristique ci-dessous, déterminer la masse surfacique M_s de la cloison isolante.

En déduire l'épaisseur e de la cloison sachant qu'elle possède une masse volumique r_c=200 kg m^-3.

M_s = r_c e

e = 60/200 =0,3 m.

Afin d'effectuer des mesures bathymétriques ( mesure de la profondeur des océans), le "Pourquoi pas ?" est équipé de sondeurs multifaisceaux permettant la mesure simultanée de la profondeur selon plusieurs directions.

La largeur maximale d'exploration est définie par l'ouverture angulaire d'émission q.

Le principe de la mesure consiste à emettre une onde sonore de forte amplitude en direction des fonds sous-marins.

L'onde se propage avec une sélérité c= 1500 m/s jusqu'au fond de l'eau puis elle est renvoyée par réflexion.

Dans le cas où l'ouverture angulaire q est égale à 150 °, la valeur de la durée de propagation de l'onde pour réaliser l'aller et le retour est égale à t_a,r = 18,03 s.

Dans la majorité des sondeurs bathymétriques, l'onde émise est une impulsion monochromatique (" ping" ) constituée d'une sinusoïde de fréquence f₀ émise durant un temps t. ( dans ce cas t =0,416 ms).

L'onde sonore est émise avec une pression maximale égale à 20 10⁵ Pa.

Déterminer la valeur du niveau sonore N_p émis par le sondeur :

P₀ = 2 10^-5 Pa.

N_p =20 log (P/P₀) =20 log (20 10⁵ / 2 10^-5) =20 log 10¹¹ = 20*11 = 220 dB.

En vous aidant du chronogramme ci-dessus, déterminer la fréquence f₀ d'un "ping". En déduire sa longueur d'onde l.

longueur d'onde l = c / f₀ = 1500 / 1,2 10⁴ = 0,125 m.

Déterminer la profondeur P en fonction de t_a,r, c et q.

distance aller retour 2d = c t_a,r d'où d = ½c t_a,r.

cos (½q) = P/d = 2P/(c t_a,r) ; P= ½ c t_a,r cos (½q) .

Calculer P si q=150°.

P = 0,5*1500*18,03 cos 75 = 3,5 10³ m.