Exercices d'acoustique. Tome 1, Exercices de base

Ce recueil en trois tomes contient un ensemble d'exercices et de problèmes d'Acoustique Physique (Fondamentale). Il s'adresse principalement à tout étudiant ou élève ingénieur qui souhaite acquérir une solide formation dans ce domaine en lui proposant des exercices d'entraînement mais surtout des sujets de réflexion à partir de problèmes traités de manière approfondie. Ces trois tomes suivent une progression de niveau croissant correspondant à la licence, au master et à l'initiation à la recherche.
Ils permettent successivement de traiter les bases de la propagation acoustique en fluide idéal (tome I), d'approfondir des problèmes seulement effleurés dans le premier tome (tome II), et d'aborder brièvement certains thèmes plus avancés de l'acoustique (tome III). Ainsi sont étudiés tour à tour les phénomènes de propagation acoustique en espaces ouverts, en guide et en espaces clos, à une, deux et trois dimensions, puis les phénomènes de rayonnement, de diffraction et de couplage fluide-structure, le tout dans le cadre de l'acoustique linéaire en fluide idéal et en présence ou non de sources.
Enfin sont abordés divers effets acoustiques liés aux écoulements et gradients de propriétés des milieux considérés, ou à la viscosité et à la conduction thermique des fluides. Les méthodes exposées sont celles en usage dans les différents problèmes abordés : formulations différentielles et leurs solutions analytiques, représentations modales, formulations intégrales, représentations de Fourier et de Laplace, méthode de la phase stationnaire, méthode de Wiener-Hopf, ...
Elles font l'objet de brefs rappels en tête de chapitres. Ces rappels sont une aide au lecteur. Ils ont également pour objectif de poser les notations de l'ouvrage. Mais ils n'ont pas la prétention de remplacer les exposés systématiques que l'on trouve dans les manuels de base. Une liste non exhaustive de tels ouvrages figure à la fin de chacun des trois tomes. Certains exercices comportent une part de résolution numérique.
Il s'agit de calculs légers et le choix de l'outil numérique est laissé au lecteur. La présentation proposée tente de répondre à une double exigence : exprimer et résoudre un ensemble de problèmes réels fondamentaux de l'acoustique dans un souci de compréhension en profondeur des phénomènes physiques étudiés. En conséquence certains exercices prennent des allures de problèmes relativement complets donc longs ; dans la pratique, des extraits peuvent bien entendu être considérés indépendamment du reste de l'exercice.
Les auteurs souhaitent par là suggérer quelques pistes pédagogiques à leurs collègues enseignants. Les problèmes réels sont bien évidemment le plus souvent beaucoup plus complexes que ceux, relativement académiques (par nécessité), traités dans cet ouvrage : ils nécessitent alors en pratique des développements plus sophistiqués, souvent numériques. Au demeurant, les développements analytiques proposés ici restent proches de la réalité physique ; ils permettent au moins de dégager les concepts fondamentaux et d'analyser les comportements essentiels.