ISO 10534 Acoustique - Détermination du coefficient d'absorption acoustique et de l'impédance dans les tubes d'impédance

La norme « ISO 10534 Acoustique - Détermination du coefficient d'absorption acoustique et de l'impédance dans les tubes d'impédance » , élaborée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO), comprend des sous-sections publiées sous le même titre. Plus précisément,

L'ISO 10534-1 Partie 1 : Méthode utilisant le rapport d'ondes stationnaires" décrit une méthode de détermination du coefficient d'absorption acoustique, du facteur de réflexion et de l'impédance de surface ou de la conductivité complexe de surface des matériaux et des objets. Les valeurs pour l'événement sonore normal sont déterminées en évaluant le modèle d'onde stationnaire d'une onde plane dans un tube formé par la superposition de l'onde plane sinusoïdale incidente avec l'onde plane réfléchie par l'objet d'essai.

Cette méthode peut être utilisée pour déterminer le coefficient d’absorption acoustique des absorbeurs de son pour les phénomènes sonores normaux. Il peut également être utilisé pour déterminer l'impédance de surface acoustique ou la conductivité complexe de surface des matériaux absorbant le son. Il est tout à fait adapté aux études de paramètres et à la conception d'absorbeurs acoustiques, car seuls de petits échantillons du matériau absorbant sont nécessaires.

Il existe quelques différences caractéristiques entre cette méthode et la mesure de l’absorption acoustique dans la chambre d’écho. La méthode du tube d'impédance peut être utilisée pour déterminer le facteur de réflexion ainsi que l'impédance ou la conductance complexe. Le son frappe normalement la surface de l’objet. La méthode de la chambre réverbérante détermine le coefficient d'absorption acoustique pour des événements sonores aléatoires (dans des conditions idéales).

La méthode du tube d'impédance est basée sur l'existence d'une onde sonore incidente plane et donne des valeurs précises dans cette condition (à l'exception des erreurs de mesure et d'installation). L'évaluation du coefficient d'absorption acoustique dans une chambre réverbérante repose sur un certain nombre d'hypothèses simplificatrices et approximatives concernant le champ sonore et la taille de l'absorbeur. Pour cette raison, des coefficients d’absorption acoustique supérieurs à 1 sont parfois obtenus.

La méthode du tube d'impédance nécessite des échantillons d'objets de test de la taille de la section transversale du tube d'impédance. La méthode de la chambre d'écho nécessite des objets de test relativement grands et peut également être appliquée pour tester des objets avec des structures distinctes dans les directions latérales ou verticales. Les mesures effectuées avec de tels objets dans le tube d’impédance doivent être interprétées avec prudence.

Cette norme donne la priorité aux méthodes d’évaluation numériques par rapport aux méthodes graphiques en raison de l’hypothèse selon laquelle des ordinateurs capables d’effectuer ces calculs sont disponibles. Certaines quantités de la formule sont complexes. Les arguments des fonctions trigonométriques sont en radians.

La norme ISO 10534-2 Partie 2 : Technique à deux microphones pour le coefficient d'absorption acoustique normal et l'impédance de surface normale décrit une méthode d'essai qui utilise un tube d'impédance, deux positions de microphone et un système d'analyse de fréquence pour déterminer le coefficient d'absorption acoustique des matériaux absorbants pour un bruit incident normal. Elle peut également être appliquée pour déterminer l'impédance acoustique de surface ou la conductance complexe de surface des matériaux absorbants. Par extension, elle peut également être utilisée pour évaluer les propriétés intrinsèques des matériaux acoustiques homogènes, telles que l'impédance caractéristique, le nombre d'onde caractéristique, la masse volumique dynamique et le module de volume dynamique.

Cette méthode d'essai est similaire à la méthode d'essai spécifiée dans la norme ISO 10534-1 dans la mesure où elle utilise un tube d'impédance avec une source sonore connectée à une extrémité et un échantillon d'essai monté sur le tube à l'autre extrémité. Cependant, la technique de mesure est différente. Dans cette méthode d'essai, des ondes planes sont générées dans un tube par une source sonore et la séparation du champ d'interférence est obtenue en mesurant les pressions acoustiques à deux points fixes à l'aide de microphones muraux ou d'un microphone à tête croisée situé dans le tube, puis en calculant la fonction de transfert acoustique complexe et les quantités rapportées dans le paragraphe précédent. Cette méthode d’essai vise à fournir une technique de mesure alternative et généralement beaucoup plus rapide à la norme ISO 10534-1.

Les coefficients d'absorption incidente normaux issus des mesures de tubes d'impédance ne peuvent pas être comparés aux coefficients d'absorption incidente aléatoire mesurés dans des chambres d'écho selon la norme ISO 354. La méthode de la chambre réverbérante détermine le coefficient d'absorption acoustique pour le son diffusé incident (dans des conditions idéales). Cependant, la méthode de la chambre d’écho nécessite des échantillons de test assez grands. La méthode du tube d'impédance est limitée aux études à incidence normale et plane et nécessite des échantillons d'objets de test de la même taille que la section transversale du tube d'impédance. Pour les matériaux qui ne répondent que localement, les coefficients d'absorption du son incident diffusé peuvent être estimés à partir des résultats de mesure obtenus avec la méthode du tube d'impédance.

Aux fins de ces normes, les termes et définitions suivants s’appliquent :

Le coefficient d'absorption acoustique est le rapport entre la puissance acoustique pénétrant dans la surface de l'objet testé (sans retour) et la puissance acoustique incidente pour une onde plane à incidence normale.
Le facteur de réflexion de la pression acoustique pour une incidence normale est le rapport complexe de l'amplitude de pression de l'onde réfléchie à l'onde incidente au plan de référence pour une onde plane avec un angle d'incidence normal.
Le plan de référence est la section du tube d'impédance sur laquelle le facteur de réflexion ou l'impédance ou la conductance complexe est déterminé et est généralement la surface des objets de test plats.
L'impédance de champ est le rapport entre la pression acoustique en un point du champ acoustique et la vitesse des particules dirigées vers l'objet testé.
L'impédance dans le plan de référence est le rapport entre la pression acoustique et la vitesse de la particule sonore dans le plan de référence.
Le coefficient d'absorption acoustique à incidence normale est le rapport entre la puissance acoustique distribuée à l'intérieur de l'objet testé et la puissance acoustique incidente pour une onde plane à incidence normale. Ici, une onde plane décrit une onde dont la valeur est constante à tout instant dans tout plan perpendiculaire à la direction de propagation. L'incidence normale définit la direction de l'axe le plus long du tube d'impédance.
Le coefficient de réflexion de la pression acoustique à incidence normale est le rapport complexe de l'amplitude de la pression acoustique de l'onde réfléchie à l'amplitude de l'onde incidente au plan de référence pour une onde plane à incidence normale.
Le plan de référence est la section du tube d'impédance sur laquelle le facteur de réflexion ou l'impédance ou la conductance complexe est déterminé et est généralement la surface de l'objet à tester s'il est plat.
L'impédance de surface incidente normale est le rapport entre la pression acoustique complexe et la composante normale de la vitesse complexe des particules sonores à une fréquence individuelle définie comme 0 dans le plan de référence. Le vecteur de vitesse des particules a une direction positive pointant vers l'intérieur de l'objet testé.

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