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Responsable(s) Jérémie Voix, Olivier Doutres

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Jérémie Voix, Olivier Doutres


PLAN DE COURS

Automne 2024
MEC636 : Acoustique industrielle (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC222    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 25,0 % 25,0 % 50,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Ce cours vise à rendre l’étudiant apte à mesurer et réduire le bruit en s’appuyant sur les bases théoriques de l'acoustique industrielle et les techniques expérimentales associées.

À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
  • d’évaluer une plainte relative au bruit en effectuant mesures, analyses et interprétations des résultats;
  • d'identifier les phénomènes physiques liés à la génération et à la propagation d'ondes sonores;
  • de calculer par la méthode analytique des quadripôles la perte par transmission et le coefficient d'absorption pour des parois simples et multiples ainsi que la perte par insertion et la perte par transmission pour la propagation sonore dans les silencieux;
  • d'utiliser des instruments de laboratoire pour la mesure de niveaux de pression acoustique;
  • de concevoir et réaliser un prototype d’équipement à bruit réduit.

Acoustique psychophysiologique : fonctionnement du système auditif, distinction entre gêne due au bruit et risque de traumatisme auditif (surdité), règlements et recommandations.
Acoustique physique : réflexion / absorption / transmission des sons; modélisation des matériaux poreux et massiques sous Matlab; introduction à la formulation quadripolaire; parois faites d'un matériau monocouche et extension à un matériau multicouche.
Acoustique des salles : calcul prévisionnel du niveau de bruit dans un local; applications et utilisation de la perte par transmission (TL) et du coefficient d'absorption (α).
Propagation dans les conduits : calcul de la perte par transmission et de la perte par insertion; conception de silencieux réacto-dissipatifs.
Vibro-acoustique : transmission par voie solide; isolation antivibratoire; rayonnement acoustique d'une surface vibrante; bruit aérodynamique.
Acoustique environnementale : effet de sol; effet des conditions atmosphériques; calcul des écrans.
Diagnostic des sources de bruit : identification, hiérarchisation et caractérisation des sources de bruit; chemins de transmission; surfaces de rayonnement; mesure de la puissance acoustique selon la norme ISO 3744.Conception de machines et équipements à bruit réduit : techniques expérimentales de diagnostic et solutions de réduction du bruit.

Séances de travaux pratiques sur la mise en oeuvre des calculs acoustiques dans les environnements Excel et MATLAB.

Séances de laboratoire sur la mise en oeuvre des techniques expérimentales incluant le diagnostic des sources de bruit sur un appareil suivi de la conception et la réalisation d’un prototype à bruit réduit.



Objectifs du cours

Les objectifs du cours sont présentés dans les deux premiers paragraphes du descriptif de cours (section précédente)




Stratégies pédagogiques

•    3 h 30 de cours par semaine (incluant une pause de 30 minutes).
•    2 heures de laboratoire toutes les deux semaines incluant un projet.
•    2 heures de travaux pratiques en salle informatique toutes les deux semaines.

  • Apprentissage coopératif en groupe restreint. Des équipes d’au plus 4 membres seront créées lors du premier cours. Lors des cours, des travaux d'équipe seront donnés régulièrement pour renforcer l'apprentissage en même temps que développer les capacités de travail en équipe. Le travail de TP, les laboratoires et le projet se feront en équipe.
  • Apprentissage hybride. Les cours auront une formule hybride mélangeant apprentissage conventionnel (matière théorique délivrée en cours) et inversé (visionnage de petites capsules vidéos avant le cours). Les séances de cours incluent généralement la réalisation d'exercices et d'expériences.
  • Utilisation d’un ENA (environnement numérique d’apprentissage) : la plateforme de cours Moodle (https://ena.etsmtl.ca) sera utilisée pour le téléchargement des documents du cours et des vidéos, les travaux en équipe (forum privé pour chaque équipe) et la remise des travaux.



Utilisation d’appareils électroniques

Utilisation des ordinateurs portables en cours.

  • Des ordinateurs portables seront utilisés lors des cours pour vous permettre d’effectuer des calculs et des mesures proches de la réalité industrielle. Des exercices seront réalisés sous Excel et Matlab. Si vous avez un ordinateur portable apportez-le à tous les cours, TP et labos. Si vous n'en avez pas, le comptoir de prêt de l'ETS en met à disposition des étudiants.
  • Pour que vous puissiez vous familiariser avec les mesures pendant le cours et en dehors du cours, un microphone USB vous sera prêté en début de session et un logiciel d’acquisition et traitement des signaux microphoniques vous sera fourni. Ce logiciel NI devra être installé sur votre ordinateur de travail pour pouvoir réaliser des mesures acoustiques. Les informations utiles sont indiquées sur le site Moodle du cours.



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 17:30 Travaux pratiques (2 sous-groupes)



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Olivier Doutres Activité de cours Olivier.Doutres@etsmtl.ca A-2820



Cours
Cours Local
Mardi    13 h 30 - 17 h 00 D-4023

Cours1 : Notions de base en acoustique: Onde acoustique et ses caractéristiques, comment représenter un son, les principaux indicateurs (pression, intensité, puissance). Acoustique psychophysiologique : présentation succinte de la sonométrie distinction entre gêne due au bruit et risque de traumatisme auditif (surdité), règlements et recommandations, bruit au travail, bruit ambiant et bruit environnemental.

Cours 2 : Acoustique psychophysiologique (suite) : Fonctionnement du système auditif, présentation détaillée de la sonométrie.

Cours 3 : Acoustique physique : Les principaux indicateurs acoustiques, champs acoustiques, sources de bruit (plane, linéique, ponctuelle) et la propagation de l'énergie acoustique en champ libre. Méthodes de mesure : présentation des normes de mesure et examen détaillé de la norme de mesure de la puissance acoustique ISO 3744. Concepts de base du diagnostic des sources de bruit d'une machine.

Cours 4 : Acoustique des salles 1 - Les divers types d'obstruction à la propagation des ondes acoustiques. Calcul du champ acoustique réverbéré par la méthode statistique. Application: calcul prévisionnel du niveau de bruit dans un local.

Cours 5 : Acoustique des salles 2 - Le calcul prévisionnel du niveau de bruit dans un local adjacent au local contenant la source de bruit. Présentation des méthodes de mesure du TL (perte par transmission) et de α (absorption) utilisant un champ acoustique diffus.

Cours 6 : Synthèse et préparation à l’examen intra.

Cours 7 : Préparation au projet : le diagnostic des sources de bruit.

Cours 8 : Réflexion / absorption / transmission des sons pour parois monocouches (Simulations MATLAB).

Cours 9 : Réflexion / absorption / transmission des sons pour parois multicouches (Simulations MATLAB).

Cours 10 : Propagation dans les conduits 1 : choix et calcul des silencieux (Simulations MATLAB).

Cours 11 : Propagation dans les conduits 2 : choix et calcul des silencieux (Simulations MATLAB)

Cours 12 : Vibration et rayonnement acoustique des structures.

Cours 13 : Présentation finale des projets.




Laboratoires et travaux pratiques

- Séances de travaux pratiques sur la mise en œuvre des calculs acoustiques dans les environnements Excel et MATLAB.
- Séances de laboratoire sur la cartographie et analyse du bruit dans un environnement d'apprentissage (Campus ÉTS ou école de la CSSDM) et recommandation pour la réduction du bruit des principales sources.

 

Laboratoires

Locaux

TP

Local

Jeudi
 13h30 - 15h30  - 1 Groupe de 3 équipes (maximum)
 15h30 - 17h30 - 1 Groupe de 3 équipes (maximum)

Jeudi*
 8h30 - 10h30 - 1 Groupe de 3 équipes (maximum)

* Ces groupes peuvent être imposés si le nombre d'étudiants inscrits impose de créer plus de 6 équipes.

 

Présentiel

A-2210, A-2214,  A-2230,

 

 Jeudi
 13 h 30 - 17 h 30 

 

 

Présentiel

A-1214

 

 

TP 1 : calculs de base en acoustique, évaluations du risque de surdité, de la gêne et préparation au laboratoire 1.

Lab 1 : Enquête dans deux cas, un de gêne et un de risque de traumatisme auditif (surdité).

TP 2 : calculs associés à la détermination de la puissance acoustique et préparation au laboratoire 2.

Lab 2 : Mesure de puissance acoustique (sur l’appareil du projet) selon la norme ISO 3744. Début du diagnostic des sources de bruit de l'appareil du projet.

Lab 3 : Mesure de TL de structures simple et complexe en salles semi-anéchoïque et réverbérante couplées.

Lab 4 : Projet de cartographie d'un environnement d'apprentissage : Mesures exterieures.

Lab 5 : Projet de cartographie d'un environnement d'apprentissage (suite) : Mesures intérieures.

Lab 6 : Projet de cartographie d'un environnement d'apprentissage (suite) : Mesures intérieures.

TP 4 : calculs de α et TL de parois monocouches (Simulations MATLAB).

TP 5 : calculs de α et TL de parois multicouches (Simulations MATLAB).

TP 3 :  Projet de cartographie d'un environnement d'apprentissage (suite)  : Modélisation d'un (méta)matériau acoustique pour abosrber l'énergie acoustique dans les basses fréquences.

TP 6 : calculs de TL de silencieux, de multicouches complexes et du rayonnement des structures.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Odinateurs portables




Évaluation

Activité

Description

%

Date  de remise

Miniquizz Moodle   5 % après chaque cours

Travaux pratiques

 

6 % (1 % par T.P. pour travail rendu correct)

À la fin de chaque TP

Laboratoires

Labo 1

4 %

voir agenda de la session sur le site Moodle

Labo 2

4 %

voir agenda de la session sur le site Moodle

Labo 3

4 %

voir agenda de la session sur le site Moodle

Examen intra

 

25 %

jeudi 17 octobre de 13h30 à 16h30

Projet

Rapport préliminaire

4 %

voir agenda de la session sur le site Moodle

Présentation finale

9 %

voir agenda de la session sur le site Moodle

Rapport final

9 %

voir agenda de la session sur le site Moodle

 

(Bonus possible de 10% pour travail important et de qualité)

 

Examen final

 

30 %

Semaines des examens finaux

 

Barème d’attribution des notes

 

E

D

D+

C-

C

C+

B-

B

B+

A-

A

A+

 

 

55

58

62

65

68

72

75

78

82

85

88

 

Clause particulière : Une note de 50 % ou plus dans les examens est nécessaire pour passer le cours.




Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 17 octobre 2024



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Retard de remise d’un travail : Remise électronique (via plateforme Moodle, https://ena.etsmtl.ca). Pénalité de 10% par 24 h de retard




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

Notes de cours, travaux pratiques et laboratoires disponibles sur le site du cours sur Moodle (https://ena.etsmtl.ca/login/index.php).




Ouvrages de références
  • Beranek, L. L. & Ver, I. L. (1992 ou 2005). « Noise and Vibration Control Engineering: Principles and Applications », Wiley. Disponible en ligne à la bibliothèque: http://www.books24x7.com/marc.asp?bookid=40757
  • Kinsler, L., Frey, A., Coppens, A. B., Sanders, J. V. (1982 ou 2000). « Fundamentals of acoustics », Wiley.

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site du cours sur Moodle : https://ena.etsmtl.ca/login/index.php

 

 

 

 

 

 




Autres informations

MEC636 – ACOUSTIQUE INDUSTRIELLE

ANNEXE I

Tous les appareils électroniques sont interdits en tout temps, sauf pour prendre des notes de cours et suivre le cours.

Aucune photographie, film ou enregistrement audio n’est toléré pour une utilisation autre que personnelle À moins d’indication contraire, le matériel pédagogique rendu disponible dans le cadre de ce cours est la propriété intellectuelle de l’enseignant qui l'a développé, tel qu'indiqué sur ledit matériel. Il est fourni à l'usage exclusif des étudiants (es) inscrits (es) au cours MEC636. Toute reproduction ou diffusion nécessite la permission du détenteur du droit d'auteur.

ANNEXE II

 

1.    Caractéristiques du cours

  • Responsable(s) du cours : Olivier Doutres
  • Coordonnées de l’enseignant :
  • Groupe 01: Olivier Doutres (olivier.doutres@etsmtl.ca)
  • Préalables : MEC222
  • Crédits : 3

2.      Descriptif officiel du cours

 

Ce cours vise à rendre l’étudiant apte à mesurer et réduire le bruit en s’appuyant sur les bases théoriques de l'acoustique industrielle et les techniques expérimentales associées.

 

À la fin de ce cours, l'étudiant ou l'étudiante sera en mesure

  • d’évaluer une plainte relative au bruit en effectuant mesures, analyses et interprétations des résultats
  • d'identifier les phénomènes physiques liés à la génération et à la propagation d'ondes sonores;
  • de calculer par la méthode analytique des quadripôles la perte par transmission et le coefficient d'absorption pour des parois simples (ex. mur de gypse) et multiples (ex. cloison double avec matériaux fibreux pour le bâtiment, fuselage d'avion) ainsi que la perte par transmission des silencieux (ex. chambres de compression, résonateurs utilisés dans les silencieux automobiles);
  • d'utiliser des instruments de laboratoire pour la mesure de niveaux de pression acoustique;
  • de concevoir et réaliser un prototype d’équipement à bruit réduit.

 

Acoustique psychophysiologique : Fonctionnement du système auditif, distinction entre gêne due au bruit et risque de traumatisme auditif (surdité), règlements et recommandations.

Acoustique physique : Réflexion / absorption / transmission des sons; modélisation des matériaux poreux et massiques sous Matlab; introduction à la formulation quadripolaire (matrice de transfert); parois faites d'un matériau monocouche et extension à un matériau multicouche. Acoustique des salles : calcul prévisionnel du niveau de bruit dans un local; applications et utilisation de la perte par transmission (TL) et du coefficient d'absorption (α).

Propagation dans les conduits : calcul de la perte par transmission; conception de silencieux réactifs, dissipatifs et hybrides.

Diagnostic des sources de bruit : Identification, hiérarchisation et caractérisation des sources de bruit; chemins de transmission; surfaces de rayonnement; mesure de la puissance acoustique selon la norme ISO 3744.

Conception de machines et équipements à bruit réduit : techniques expérimentales de diagnostic et solutions de réduction du bruit.

 

Séances de travaux pratiques sur la mise en œuvre des calculs acoustiques dans les environnements Excel et MATLAB. Séances de laboratoire sur la mise en œuvre des techniques expérimentales incluant le diagnostic des sources de bruit sur un appareil suivi de la conception et la réalisation d’un prototype à bruit réduit.

 

 

3.      Répartition des unités d’agrément du BCAPG

 

Maths

Sciences naturelles

Études complémentaires

Science du génie

Conception en ingénierie

Total

0,0

0,0

0,0

39,2

19,6

58,8