Avant-propos
Cet ouvrage est le fruit de quinze années d’expérience de l’enseignement de l’acoustique, d’abord à l’École nationale supérieure des télécommunications, puis à l’École polytechnique dans le cadre de la majeure de mécanique. Son contenu, dont le champ a été volontairement limité, est conçu comme une introduction à l’étude de la propagation libre et guidée des ondes acoustiques, au rayonnement des structures vibrantes et à l’acoustique des salles. Le niveau de présentation correspond à celui dispensé dans les maîtrises de physique et de mécanique des universités, ou dans les écoles d’ingénieurs. La présentation retenue consiste à faire alterner l’établissement des fondements théoriques de base (ondes libres et guidées, équations du rayonnement acoustique,...) avec l’étude détaillée d’applications concrètes sélectionnées : rayonnement de plaques, transmission du son à travers une double paroi, étude d’une flûte,... pour ne citer que ces quelques exemples.
L’auteur tient à remercier chaleureusement plusieurs collègues qui ont participé à la rédaction de ce livre. Les premières versions des chapitres sur les ondes acoustiques planes et sur l’acoustique des salles, notamment, ont été rédigées par Jean Laroche.
Le chapitre traitant des ondes guidées doit beaucoup à l’aide de Denis Matignon et
Jean Kergomard. Enfin, les textes de plusieurs exercices ont été élaborés par l’auteur en collaboration avec Christophe Lambourg.
Palaiseau, le 13 juillet 2001
Antoine Chaigne

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Chapitre 1

Ondes acoustiques planes
1.1

Équations fondamentales de l’acoustique linéaire

Ce chapitre est inspiré des livres [1, 2] auxquels on pourra se référer pour plus de détails. 1.1.1

Grandeurs

Outre le temps, les deux grandeurs principales en acoustique sont la pression et la vitesse particulaire.
• La pression acoustique p(x, t) est une fonction scalaire du temps t et de la position x. Elle est définie comme l’écart de pression avec la