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La compréhension des concepts introduits dans la Partie 1 de cet article Propagation des ondes sonores dans une vallée (Partie 1) est essentielle pour appréhender l’analyse plus détaillée de la Partie 2. La Partie 1 a posé les bases de la compréhension du problème de la propagation des ondes sonores dans une vallée, et la Partie 2 s’appuiera sur ces concepts. 

Ainsi, entrons directement dans le vif du sujet et, en nous appuyant sur l’approximation nulle, passons à la première approximation de l’interprétation du problème. 

Toutes les influences participant à la propagation d’un signal d’alerte sont exclues, à l’exception de la géomorphologie du terrain. Dans cette première approximation, les propriétés acoustiques des pentes de la vallée ne sont pas encore prises en compte. Les hypothèses sont les suivantes : 

• La vallée est rocheuse sans disproportions abruptes dans son profil horizontal et vertical, et 

• Bien que la vallée ait des parois perpendiculaires, elle forme des courbes et des méandres. 

La situation est illustrée à la Figure 8. L’effet canyon peut encore être pris en compte, en supposant que le front d’onde est perpendiculaire à la pente du fond de la vallée. Cela signifie, théoriquement, une propagation bien meilleure qu’en terrain ouvert (condition de référence), car l’énergie sonore est toujours concentrée dans la direction souhaitée. Toutefois, la distance par rapport à la source augmente en raison des courbes et, comme il est bien connu, l’intensité de l’énergie acoustique diminue avec le carré de la distance à la source. 

Encore une fois, le vecteur de l’onde sonore doit rester parallèle à la pente de la vallée. 

Dans ce cas simplifié, les courbes abruptes de la vallée créent les conditions propices aux échos et aux réverbérations en raison des multiples réflexions internes. En termes simples, lorsqu’une onde sonore rencontre une courbe, elle rebondit de part et d’autre, générant des échos et des réverbérations. La réverbération entraîne une perte de pression acoustique dans la zone cible, car l’énergie de l’onde sonore retourne vers la source et ne se propage plus le long de la vallée. Les réverbérations et les échos réduisent la clarté du message transmis, comme illustré dans les Figures 9 et 10. 

Le profil horizontal très irrégulier de la vallée crée des obstacles discrets à l’onde sonore qui progresse dans la vallée. En conséquence, l’énergie de l’onde sonore est dispersée dans toutes les directions possibles et donc perdue, réduisant ainsi l’intelligibilité du message acoustique transmis. Ceci est illustré dans les Figures 11 et 12. 

Maintenant que nous avons discuté de l’effet canyon, revenons à l’approximation nulle, en supposant que : 

• La vallée est rocheuse, 

• La vallée est rectiligne avec des parois perpendiculaires, mais 

• Les parois de la vallée sont inclinées ; c’est-à-dire qu’elles ne forment pas un angle droit avec le fond de la vallée, mais sont légèrement inclinées. 

La situation est illustrée à la Figure 13. 

La sirène est installée sur le mur du barrage. Avec une vallée inclinée, on peut supposer que le front d’onde acoustique se propage sans obstacle le long du fond de la vallée, mais qu’en est-il des parois latérales ? 

Appliquons à nouveau l’interprétation vectorielle. Le vecteur de l’onde sonore frappe la pente latérale de la vallée à un certain angle. Le vecteur de l’onde réfléchie est renvoyé au même angle et frappe la pente opposée. L’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion. Le vecteur de l’onde sonore se rapproche progressivement du fond horizontal de la vallée. 

Il arrive un moment où le vecteur imaginaire de propagation frappe le fond de la vallée. À cet instant, la situation change car le vecteur de l’onde réfléchie est orienté vers le haut par rapport au plan du fond de la vallée et est redirigé vers la pente opposée sous le même angle, où il est à nouveau réfléchi vers le haut selon un angle égal à l’angle d’incidence. En conséquence, l’angle du vecteur de l’onde en progression double. 

Selon la pente des parois latérales de la vallée, ce processus peut se répéter plusieurs fois jusqu’à ce que le vecteur de l’onde quitte le fond de la vallée et se propage vers l’espace ouvert en dehors de la zone cible. 

La conclusion fatale est que l’effet canyon s’estompe rapidement car les multiples réflexions sur les parois latérales de la vallée dirigent l’onde vers le haut, vers un espace ouvert. En acoustique, l’effet canyon est davantage associé aux environnements urbains bâtis (rues longues bordées de hauts immeubles). 

La deuxième approximation de l’interprétation de ce problème suggère que l’énergie acoustique ne se concentre pas nécessairement dans la vallée ni n’est dirigée à l’intérieur de celle-ci. Par conséquent, le concepteur ne peut pas compter sur la géomorphologie de la vallée pour étendre la portée d’un signal d’alerte. 

La quantité d’informations qu’une personne peut assimiler et traiter en un court laps de temps est limitée. C’est pourquoi cette deuxième partie de l’article s’arrêtera ici. La troisième et dernière partie, que nous publierons prochainement, expliquera d’autres approximations de l’interprétation de la propagation possible d’une onde sonore dans une vallée et conclura cette analyse.

Cet article a été écrit par

Stanislav Gašpar

 Stanislav a travaillé dans la conception électronique pendant longtemps avant de se tourner vers l’acoustique, apportant une approche non conformiste pour aborder les sujets liés. Récemment, dans le contexte de l’acoustique, il trouve stimulant d’interagir avec l’IA, cherchant à la faire se contredire et à imposer sa propre interprétation du problème présenté. Fort de nombreuses années d’expérience dans l’industrie technocratique, il a adopté deux principes directeurs : la réalité est de plusieurs ordres de grandeur plus complexe que ce que nous en interprétons, et le véritable plaisir commence lorsque “quelque chose ne fonctionne pas”. De plus, il aime exprimer ses pensées sur la poésie et la musique.