Acoustique et ondes dans les fluides

Les ondes mécaniques, telles que les sons qui véhiculent la communication ou les vagues de la mer, sont omniprésentes dans notre quotidien. Elles se manifestent à des échelles très diverses, allant des vastes mouvements planétaires qui influent sur la météorologie jusqu'aux échelles microscopiques des ultrasons utilisés pour traiter certains cancers. Ce cours vise à fournir des notions de base sur les ondes mécaniques dans les fluides, en mettant l'accent sur les ondes acoustiques. Il expose les principaux phénomènes qui impactent leur propagation, tels que la réflexion, la réfraction, la diffraction et l'atténuation. De plus, il présente des techniques fondamentales pour étudier la propagation dans des milieux homogènes et inhomogènes, comme la théorie des rayons.

1. Introduction à la propagation des ondes. Dispersion, vitesse de phase, vitesse de groupe.
2. Equations de la mécanique des milieux continus, linéarisation.
3. Ondes acoustiques en milieu homogène: ondes planes et sphériques ; réflexion et transmission, diffusion, diffraction, atténuation.
4. Ondes acoustiques en milieu inhomogène (atmosphère, océan), rayons.
5. Ondes de gravité internes et de surface (vagues). TP : calcul de la vitesse du son dans l’air et dans l’eau, propagation d’ondes sphériques, tube de Kundt. BE numérique.