| Date | 18/12/2023 |
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| Société ou organisme | CSTB |
| Secteur d'activité | Recherche et Expertise - Villes, Bâtiment, Equipements |
| Descriptif société | Le CSTB, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, est un organisme de recherche et d’expertise qui a notamment pour mission de garantir la qualité et la sécurité des bâtiments, et d'accompagner l'innovation de l'idée au marché. Le CSTB rassemble des compétences pluridisciplinaires pour développer et partager les connaissances scientifiques et techniques déterminantes et pour apporter aux acteurs les réponses qu'ils attendent dans leur pratique professionnelle. Le département « Santé et confort » mobilise un ensemble de méthodes d'analyse à la fois qualitatives et quantitatives, numériques, expérimentales et analytiques, à toutes les échelles couplées à une forte expertise pour aider tous les acteurs du développement durable (aménageurs, industriels, bureaux d'études, etc...) à traiter leurs problématiques les plus complexes : aménagement urbain durable, ambiances et paysages urbains, ville sensible, environnement sonore urbain, nuisances de chantiers souterrains, systèmes multicouches complexes, intelligibilité dans les véhicules, etc. |
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| Intitulé du stage | Acoustique géométrique en milieu réfractant |
| Missions | Proposition de stage ingénieur CSTB Grenoble ou Nantes Direction Santé Confort - Division Acoustique, Vibration, Eclairage et Electromagnétisme ACOUSTIQUE GEOMETRIQUE EN MILIEU REFRACTANT Le CSTB développe des codes de calcul pour simuler la propagation acoustique en milieu extérieur, en particulier, des méthodes numériques comme les éléments finis de frontières (BEM) et les méthodes d’équation parabolique (PE) et des méthodes asymptotiques à base de lancer de rayons. Ces méthodes [1] sont utilisées pour calculer les niveaux sonores en milieu ouvert encombrés ou semi encombrés pour différents types de source (trafic routier, ferroviaire, sources industrielles, éoliennes, sources aériennes, bruit des navires, etc.). Parmi les méthodes asymptotiques, les méthodes dites d’ingénierie ont l’avantage de présenter des temps de calculs réduits grâce à l’utilisation de modèles géométriques et acoustiques simplifiés (propagation dans un plan vertical, recherche de trajets dans le plan horizontal, effets de propagation calculés par modèles analytiques, etc.). Ces méthodes d’ingénierie sont bien adaptées au bruit routier, ferroviaire et industriel pour calculer des niveaux de bruit moyen représentatifs de l’exposition à long terme. Elles sont disponibles dans les logiciels de cartographie acoustique. Le CSTB a largement contribué au développement de certaines de ces méthodes dont notamment la méthode NMPB utilisée pour les études d’impact en France, la méthode Cnossos-EU utilisée pour les Cartes de Bruit Stratégiques en réponse à la directive européenne sur le bruit, et la méthode Harmonoise [2], [3] qui permet une meilleure pris en compte de certains effets de propagation. Par ailleurs, le CSTB a une forte expertise dans le domaine des méthodes géométriques (le code CSTB ICARE est désormais disponible au sein de la plateforme multiphysique de Siemens, Simcenter 3D, avec le module Ray Acoustics [4], [5]). Parmi les effets de propagation prépondérants à longues distances, les effets de réfraction atmosphérique jouent un rôle important. Le phénomène de réfraction est lié aux inhomogénéités de l’atmosphère qui induisent des variations spatiales (et temporelles) de température et de vitesses de vent. Il en résulte une vitesse du son dans l’air variable en fonction de la position (gradients de vitesse) et une propagation des ondes sonores non-rectiligne [6]. Les méthodes d’ingénierie utilisent une approximation linéaire du gradient de vitesse, supposé constant le long du trajet de propagation qui suit dans ce cas un arc de cercle caractérisé par son rayon de courbure [7]. L’hypothèse d’un gradient de vitesse constant et linéaire n’est plus valide à très grande distance. Dans ce cas, l’onde peut rencontrer des variations d’indice de réfraction non linéaires ce qui complique sa trajectoire. En présence du sol, plusieurs trajets réfléchis peuvent également apparaître dans le cas de gradients de vitesse positifs (les ondes sont rabattues vers le sol). Le présent sujet de stage se rattache au développement d’une méthode de lancer de rayons en milieu inhomogène permettant la modélisation des trajets d’ondes acoustiques en présence de gradients de vitesse variables. Une telle méthode doit permettre une amélioration sensible de la précision des résultats de calcul de propagation acoustique en extérieur pour les longues distances et les conditions météorologiques complexes. Le travail proposé comprend les étapes suivantes : - Étude bibliographique des modèles asymptotiques en milieu inhomogène - Conception et mise en œuvre en C++ d’un module géométrique de calculs de trajectoires en milieu inhomogène par méthodes rayons incrémentales (sur la base de bibliothèques développées au CSTB et/ou opensource) - Couplage du module géométrique à un modèle acoustique des effets de propagation pour le calcul rapide de propagation à longue distance Références : [1] E. M. Salomons, Computational Atmospheric Acoustics. Dordrecht: Springer Netherlands, 2001. doi: 10.1007/978-94-010-0660-6. [2] J. Defrance et al., “Outdoor Sound Propagation Reference Model Developed in the European Harmonoise Project,” ACTA Acust. UNITED Acust., vol. 93, p. 15, 2007. [3] E. Salomons, D. van Maercke, J. Defrance, and F. de Roo, “The Harmonoise Sound Propagation Model,” Acta Acust. United Acust., vol. 97, no. 1, pp. 62–74, Jan. 2011, doi: 10.3813/AAA.918387. [4] “Ray Acoustics Modeling.” Siemens. [Online]. Available: https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/ray-acoustics-modeling/ [5] A. JUND, “Simulation of acoustic transfer functions inside a car cabin using ray-tracing: correlation status and an updated industrial viewpoint,” 2023. [6] Sirine Gharbi, Katharina Maria Elsen, and Arthur Schady, “Investigation of the Impact of Real Atmospheric Conditions on Noise Propagation from Small Aircraft Technologies,” presented at the Forum Acusticum, 2023. [7] L. Bouma, M. Malbois, A. C. Bresciani, J. Maillard, S. Moreau, and L. D. De Santana, “Far-field propagation of wind turbine noise using the Harmonoise model,” in AIAA AVIATION 2023 Forum, San Diego, CA and Online: American Institute of Aeronautics and Astronautics, Jun. 2023. doi: 10.2514/6.2023-3645. |
| Durée | 5 ou 6 mois |
| Profil recherché | Master M2, Projet de fin d'étude d'école d'ingénieur Notions d’acoustique et de programmation C++, bonne maîtrise de l’anglais. |
| Télétravail | Oui |
| Horaires | 35h/semaine |
| Téléphone | |
| Site internet | http://www.cstb.fr/fr/ |
