directivité acoustique

LA DIRECTIVITÉ exprime le rôle de la direction, ici pour une onde acoustique

L'orientation de la provenance du son joue un rôle sur l'intensité (ou la pression) acoustique qui dépend(ent) des abords immédiats de l’onde sonore

Pour distinguer les origines et modifications directionnelles de l'onde acoustique, on utilise  : 

LE COEFFICIENT de DIRECTIVITÉ ACOUSTIQUE

C’est i*d = (cosθ.e-Jb.l) c’est à dire le rôle de la direction des ondes reçues

θ(en rad) étant l’angle relatif à la normale d’incidence, Jb(en m-1) étant le coefficient d’atténuation et l(en m), la distance parcourue

 

LES FACTEURS de DIRECTIVITÉ ACOUSTIQUE     

Ils expriment la dépendance de la direction de l'émission par rapport à la perception

-facteur propre de directivité acoustique F’y

C'est -pour une fréquence donnée- le rapport :

F’y = (pa)² / (ps)²

avec pa(J/m3)= pression acoustique axiale, prise à 1 mètre

ps(J/m3) = pression acoustique multi- (ou omni-) directionnelle

(sur une sphère de rayon = à 1m.)

Notons que (pa)² = ρ'.vc.p*k       et aussi   pa = φ'.E.T*o

où (pa)²(en Pa²) est la "pression quadratique"

ρ'(kg/m3)= masse volumique du milieu

vc(m/s)= célérité du son

p*k(W/m²)= intensité acoustique

φ'(m-2-sr-1)= fluence de E(J), l'énergie

T*0 (rad/m)= courbure

 

-facteur d’encastrement F’e 

Il exprime l’incidence des parois proches d’un émetteur de sons

F’e = 1(si l’émetteur est loin de parois, sous forme de source omnidirectionnelle)

F’e = 2(si l’émetteur est fixé au milieu d’un mur, c'est à dire émettant dans une demi-sphère)

F’e = 4(si l’émetteur est posé dans un diédre droit)

F’e = 8(si l’émetteur est dans un triédre droit)

 

-facteur global de directivité acoustique F’b

C'est le produit des 2 précédents, donc (F’y.F’e)

L'INDICE de DIRECTIVITÉ ACOUSTIQUE     

Il est égal à 10 log(F’y.F’e)

 

L'intensité acoustique  est évidemment dépendante de cette directivité :

P'k = P.F’b / l².Ω

avec P'k(W/m²)= intensité acoustique

P(W)= puissance acoustique

F’b(nombre)= facteur global de directivité

Ω(sr)= angle solide d’émission acoustique(= à 4∏ sr seulement quand tout l’espace est concerné et quand on est en unités S.I.+)

l(m)= distance de la source

 

Loi de Fraunhofer

Cette loi donne la directivité dans un réseau

sin(θ.Jn.l) / n.sin(Φ.Jn.l)

avec n= nombre d’éléments du réseau

l(m)= distance

Jn(m-1)= NOMBRE d’onde

θ et Φ(rad)= coordonnées sphériques

Comme en optique, il y a diffraction interférentielle