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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

Automne 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 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'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)
Mardi 08:30 - 12:30 Laboratoire



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



Cours
Cours Local
Lundi    08 h 30 - 12 h 00 A-1562 (mais A-2448 juste pour le cours 1 du 03/09)

 

Sem.

Contenus

Date

Heures

1
  • Fête du travail

Lundi 2 septembre

-
  • 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.

Mardi 3 septembre

(local A-2448 juste pour ce cours 1)

3
2
  • Cours 2 : Acoustique psychophysiologique (suite) : Fonctionnement du système auditif, présentation détaillée de la sonométrie.
Lundi 9 septembre 3
   
  • TP 1 : calculs de base en acoustique, évaluations du risque de surdité, de la gêne et préparation au laboratoire 1.
Mardi 10 septembre 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 16 septembre

3
   
  • Lab 1 : Enquête dans deux cas, un de gêne et un de risque de traumatisme auditif (surdité).

Mardi 17 septembre

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 23 septembre

3
   
  • TP 2 : calculs associés à la détermination de la puissance acoustique et préparation au laboratoire 2.

Mardi 24 septembre

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 30 septembre

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 01 octobre

2
6
  • Cours 6 : Synthèse et préparation à l’examen intra.

Lundi 7 octobre

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

Mardi 8 octobre

2
7
  •  
  -
  • Examen intra
Mardi 15 octobre 3
8
  • 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 21 octobre

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 22 octobre

2

9
  • Cours 8 : Réflexion / absorption / transmission des sons pour parois monocouches (Simulations MATLAB).
Lundi 28 octobre 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 29 octobre 2
10
  • Cours 9 : Réflexion / absorption / transmission des sons pour parois multicouches (Simulations MATLAB).
Lundi 4 novembre 3
 
  • TP 4 : calculs de α et TL de parois monocouches.
Mardi 5 novembre 2
11
  • Cours 10 : Propagation dans les conduits 1 : choix et calcul des silencieux (Simulations MATLAB).
Lundi 11 novembre 3
  • TP 5 : calculs de α et TL de parois multicouches (Simulations MATLAB).
Mardi 12 novembre 2
12
  • Cours 11 : Propagation dans les conduits 2 : choix et calcul des silencieux (Simulations MATLAB)
Lundi 18 novembre 3
  • Lab 5 : Projet de réduction du bruit d'un appareil (suite) : Conception et essais de solutions potentielles.
Mardi 19 novembre 2
13
  • Cours 12 : Vibration et rayonnement acoustique des structures.
Lundi 25 novembre 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 novembre 2
14
  • Cours 13 : La conception de machines silencieuses. Présentation finale des projets.
Lundi 2 décembre 3
  • TP 6 : calculs de TL de silencieux, de multicouches complexes et du rayonnement des structures.
Mardi 3 décembre 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 Groupes (maximum) de 3 équipes
 10h30 - 12h30 - 3 Groupes (maximum) de 3 équipes
 13h30 - 15h30 Groupe de 3 équipes *
 15h30 - 17h30 Groupe de 3 équipes *

* Ces groupes sont imposés par le nombre limite de 4 participants par équipe pour les 6 séances de laboratoires de l’automne 2019.

 A-2210, A-2214 et A-2230

 

 

 Mardi
 9h30 - 10h30  Groupe A
 10 h30 - 12 h30 Groupe B

 

 

A-1222

 

 

 

 

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

Odinateurs portables




Évaluation

Activité

Description

%

Date  de remise

Travaux pratiques

 

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

À la fin de chaque TP

Laboratoires

Labo 1

4 %

Jeud. 26 sept. 18h00.

Labo 2

4 %

Jeud. 10. oct. 18h00

Labo 3

4 %

Mer. 23 oct. 18h00

Examen intra

 

25 %

Mar. 15 oct. de 9h00 à 12h00

Projet

Rapport préliminaire

4 %

Jeud. 7 nov. 18h00

Présentation finale

9 %

Lund. 2 déc. (cours 13)

Rapport final

9 %

Jeud. 5 déc. 18h00

 

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

 

Examen final

 

35 %

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.




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 15 octobre 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
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » 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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-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 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/login/index.php

 

 

 

 

 

 




Autres informations

MEC636 – ACOUSTIQUE INDUSTRIELLE

ANNEXE I

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