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Cours
Responsable(s) Olivier Doutres, Jérémie Voix

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Olivier Doutres, Jérémie Voix


PLAN DE COURS

Hiver 2019
MEC636 : Acoustique industrielle (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC222    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 66,7 % 33,3 %




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'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 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.
  • 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, 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. Si vous avez un ordinateur portable apportez-le à tous les cours, TP et labos. Si vous n’en avez pas, le matin de chaque cours, empruntez un ordinateur portables au comptoir de prêt audio-visuel et rendez-le après le cours. 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.



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mardi 08:30 - 12:30 Travaux pratiques (2 sous-groupes)



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Jérémie Voix Activité de cours Jeremie.Voix@etsmtl.ca A-1920



Cours

 

Cours Local

Lundi    08 h 30 - 12 h 00

A-4408


 

Sem. Contenus Date Durée

1

  • 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.

Lundi 7 janvier

3

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

Mardi 8 janvier

2

2

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

Lundi 14 janvier

3
   

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

Mardi 15 janvier

2

3

  • 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.


 

Lundi 21 janvier

3
   

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

Mardi 22 janvier

2

4

  • 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.

Lundi 28 janvier

3
   

  • 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.

Mardi 29 janvier

2

5

  • 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.

Lundi 4 février

3
     

  • Lab 3 : Mesure de TL de structures simple et de α (absorption) en salles semi-anéchoïque et réverbérante couplées.

Mardi 5 février

2

6 Cours 6 : Synthèse et préparation à l’examen intra. Lundi 11 février 3
  • Examen intra

Mardi 12 février

3

7

  • Cours 7 : Préparation au projet : le diagnostic des sources de bruit. Élaboration en cours d'un plan de diagnostic par chaque équipe en vue du Lab 4.

Lundi 18 février

3

  • TP 3 :  préparation au laboratoire 4 sur l'appareil de projet: diagnostic fréquentiel, construction du schéma et diagramme bloc de l'appareil et préparation du plan de test.

Mardi 19 février

2

8

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

Lundi 25 février

3

  • Lab 4 : Projet de réduction du bruit d'un appareil : Diagnostic des sources de bruit via l'application du plan de test réalisé au TP 3.

Mardi 26 février

2

9

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

Lundi 4 mars

3

  • TP 4 : calculs de α et TL de parois monocouches.

Mardi 5 mars

2

10

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

Lundi 11 mars

3

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

Mardi 12 mars

2

11

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

Lundi 18 mars

3

  • Lab 5 : Projet de réduction du bruit d'un appareil (suite) : Conception et essais de solutions potentielles.

Mardi 19 mars

2

12

  • Cours 12 : Séminaire "Utilisation de Matériaux Acoustiques"

Lundi 25 mars

3

  • Lab 6 : Projet de réduction du bruit d'un appareil (suite) : Réalisation de la solution finale et vérification de l'efficacité obtenue.

Mardi 26 mars

2

13

  • Cours 13 : La conception de machines silencieuses. Présentation finale des projets.

Lundi 1 avril

3

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

Mardi 2 avril

2

 

 

Total cours

39

 

 

Total TP/Lab

24

 




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 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.


 

Laboratoires Locaux TP Local

Mardi
 8h30 - 10h30  - 3 équipes (maximum) de 4 personnes
 10h30 - 12h30 - 3 équipes (maximum) de 4 personnes
 13h30 – 15h30 -  3 équipes (maximum) de 4 personnes *
 15h30 – 17h30 - 3 équipes (maximum) de 4 personnes *

* Ces groupes sont imposés par le  nombre limite de 4 personnes par équipe pour les 6 séances de laboratoires de l’hiver 2019 et selon les "Plages de disponibilités" reçues du département le 14 novembre 2018.

A-2210, A-2214 et A-2230


 

 

Mardi
 8h30 - 10h30  Groupe A
 10h30 - 12h30 Groupe B


 

 

 


 

A-1560

 


 




Utilisation d'outils d'ingénierie

Odinateurs portables obligatoires.




Évaluation

Activité Description % Date de remise

Travaux pratiques

 

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

À la fin de chaque séance de TP

Quizz

 

6% (0.5% par Quizz réussi avec une note de plus de 75%)

Avant chaque cours

Laboratoires

Labo 1

5 %

Remise des 2 rapports (via Forum) avant le mardi 22 janvier 23h59.

Labo 2

5 %

Remise du rapport  (via Forum) avant le mardi 5 février 23 h 59.

Labo 3

5 %

Remise du rapport (via Forum) avant le mardi 19 février 23 h 59.

Examen intra

 

24 %

Mardi 12 février 2019
9 h 00 à 12 h 00

Projet

Planification

5 %

Remise du rapport (via Moodle) avant le mardi 12 mars 23h59

Présentation finale

10 %

Lundi 1 avril 2019

Rapport

10 %

Remise du rapport (via Moodle) pour le 18 avril 2019

 

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

 

Examen final

 

24 %

Semaines des examens finaux
du 8 au 18 avril 2019

 

 

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. Selon l’article 7.2.3 du Règlement des études de premier cycle, le total des notes des examens de même que tout travail individuel doit constituer au moins 60 % de l’ensemble des éléments d’évaluation du cours.

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 12 février 2019



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par 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 un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
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 étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



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/course/view.php?id=8906

 

 

 

 

 

 




Autres informations

MEC636 – ACOUSTIQUE INDUSTRIELLE

ANNEXE I

1.    Caractéristiques du cours

  • Responsable(s) du cours : Jérémie Voix
  • Coordonnées de l’enseignant : A-1920
  • Groupe 01: Jérémie Voix (jeremie.voix@etsmtl.ca)
  • Préalables : MEC222
  • Crédits : 3

2.      Descriptif officiel du cours

Ce cours vise à rendre les étudiantes et étudiants aptent 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 (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