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Master Acoustique parcours Recherche en Acoustique

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Crédits ECTS : 120

Public concerné : Formation initiale

Présentation

Présentation

Le parcours Métiers de la Recherche en Acoustique (MRAC) offre une formation approfondie en acoustique dans les fluides et dans les solides, avec notamment des enseignements en aéroacoustique, acoustique dans les milieux périodiques et les milieux poreux et en traitement du signal pour l'acoustique.

Objectifs

Les métiers de l'acoustique ont connu des transformations radicales au cours des dernières décennies et sont amenés à en connaître d'aussi importantes dans les décennies à venir.

L'objectif de la formation est de préparer les futurs chercheurs, ingénieurs de recherche et d'étude (et tous les professionnels de haut niveau des métiers de l'acoustique) à s'adapter à ces évolutions.

Informations supplémentaires

Pour obtenir plus d’information sur la formation, contacter:

Master 1

  • Parcours CMI : Jean Pierre Dalmont (jean-pierre.dalmont @ univ-lemans.fr) (responsable de formation)
  • Parcours Recherche & AEBTV : Olivier Dazel (olivier.dazel @ univ-lemans.fr) (responsable de formation)

Master 2

  • Parcours CMI - Recherche : Olivier Richoux (olivier.richoux @ univ-lemans.fr)
  • Parcours AETBV : Catherine Potel (catherine.potel @ univ-lemans.fr), Elisabeth Dubois (elisabeth.dubois @ univ-lemans.fr) (coordinatrice administrative)

Programme

Organisation de la formation

Tout déplierTout fermer

  • Semestre 1 M Acoustique
    • choix de 2 UE (4 crédits ECTS)
      • Physique des instruments de musique (2 crédits ECTS)
      • Room acoustics (2 crédits ECTS)Description : Room modelling : statistical models, geometrical models, modal behaviour - Objective and subjective criteria - Measurement of reverberation time and objective criteria from impulse response (RT, STI, C80, D50) - Introduction to Catt Acoustics software
        Objectifs : Be able to understand the physical phenomena involved in the sound propagation in a room. - Know the acoustical objective and subjective criteria which describe a room. -  Be able to to control the room acoustics by passive materials. -  Be able to measure the room characteristics. -  Be able to build a numerical model of a room.
        Contrôle des connaissances :  Written exam - 2 hours - no documents allowed
        Informations complémentaires : Literature References : KUTTRUFF Heinrich. Room acoustics. Crc Press, 2016. - CREMER, Lothar et MULLER, Helmut A. Principles and applications of room acoustics. Vol.1 & 2. Chapman & Hall, 1982. - BARRON, Michael. Auditorium acoustics and architectural design. Routledge, 2009. - COX, Trevor J. et D’ANTONIO, Peter. Acoustic absorbers and diffusers: theory, design and application. Crc Press, 2009. - BERANEK, Leo.      Concert halls and opera houses:  music, acoustics, and architecture. Springer Science & Business Media, 2012.
        Pré-requis nécessaires :
        On-line course
        Langue : EN
        Lieu : Le Mans
      • Introduction au CND (2 crédits ECTS)
      • Son et patrimoine (2 crédits ECTS)
    • Acoustics I (6 crédits ECTS)Description : Four lectures (around 10 hours) and four series of exercises related to each lecture (around 30 hours). The titles of lecture are (see lecture notes on UMTICE for more details): Fundamental equations of acoustics (in fluids) - Plane waves - Cylindrical and spherical waves. - Guided waves - Modal analysis
      Objectifs : The main objective of this course is that students have solid backgrounds on fundamental aspects of acoustics including : The fundamental equations of acoustics (backgrounds in fluid mechanics and thermodynamics) - The derivation of the wave equation (mostly for the usual case of uniform fluids at rest) - The acoustics of the gas column (resonance, free oscillations, coupling etc..) - Reflexion, transmission, and diffraction phenomena - Guided waves and the modal theory - Spherical and cylindrical waves (sound radiation, diffraction, guided waves in cylindrical ducts, etc...)
      Contrôle des connaissances : Written exam (1 written exam at mid-part weight 1, and 1 final exam weight 2 ) - 1 hour (exam 1) - 2 hours (exam 2) - Personal notes allowed , lecture notes
      Informations complémentaires : Literature References : A.D. Pierce, ”Acoustics, an introduction to its physical principles and applications” chapters 1, 3-5, et 7 - C. Potel, M. Bruneau, ”Acoustique Générale”, chapters 1, 3-6 (in French) - S. Temkin, ”Elements of Acoustics”, chapters 1-4
      Pré-requis nécessaires :
      On-line course
      Langue : EN
      Lieu : Le Mans
    • Transducers basics (2 crédits ECTS)Description : Lumped Elements modelling of Mechanical systems (1 DOF, 2 DOF) - Lumped Elements modelling of Acoustical systems (open or closed duct, radiation) - Equivalent circuits for coupling (electricity to mechanics and mechanics to acoustics) - Lumped Elements modelling of an electrodynamic shaker - Lumped Elements modelling of an electrodynamic loudspeaker on infinite baffle
      Objectifs : Expected knowledge : –    know the usual characteristics of an electroacoustic chain –    know what is lumped elements modelling –    know the equivalent components describing and mechanical and acoustical behaviour - Expected Skills. Be able to:  –    model an electroacoustic system with an analytical approach and equivalent circuits –    analyze a mechanical system and represent the equivalent electrical diagram. –    calculate analytically the response of a mechanical system –    analyze an acoustical system and represent the equivalent electrical diagram –    calculate analytically the response of an acoustical system –    draw an equivalent network to the usual couplings (electromechanical, electroacoustic) –    draw an equivalent network to an electrodynamic transducer –    calculate analytically the response (efficiency, sensitivity) of an electrodynamic transducer
      Contrôle des connaissances : Written exam - 2 hours - no documents allowed
      Informations complémentaires : Literature References : Leo L. Beranek, Tim Mellow, sound fields and transducers, Academic Press, 2012 - Mendel Kleiner, Electroacoustics, Taylor & Francis, 2013 - Martin Colloms, High Performance Loudspeakers, Wiley, 2005, 6th Edition - Joseph D’Appolito, Testing Loudspeakers , Audio Amateur Press, 1998 - Mario Rossi, Audio, Presses Universitaires Polytechniques
      Pré-requis nécessaires :
      On-line course
      Langue : EN
      Lieu : Le Mans
    • Mécanique des fluides
    • Mécanique des milieux déformables (3 crédits ECTS)
    • Maths for acoustics I (3 crédits ECTS)Description : 13 courses of two hours mixing lectures and exercises divided in 6 chapters: - Introduction: Which problems do we want to solve ? - Finite dof systems: Mass-spring - Continuous systems: Strings, Acoustic cavities; beams, 2D and 3D problems - Strategies (analytical/numerical) to solve these problems - Matrices (Key properties of matrices, Exponential and Transfer Matrices, Key matrix fac- torisation techniques) - n degrees of freedom systems (Exponential Matrix / Transfer matrix, Modes of a finite- degree of freedom system, Resolution ) - Inner Euclidean and Hilbert Spaces (Definition, Inner products and physical systems)
      Objectifs : Expected skills : –    Advanced Matrix calculus –    Main basis of analytical resolutions methods for finite and infinite number of degrees of freedom problems (in 1D, 2D and 3D) –    Techniques of projection (Inner-products, modes) –    Notions on finite difference schemes: truncation error, order of accuracy, spectral ac- curacy, and grid resolution. - Expected knowledge : –    Be able to find the analytical expression of simple and more advanced 1D acoustic problems (strings, beams and cavities of various shapes and boundary conditions) –    Be able to construct standard finite-difference schemes (temporal and spatial). –    Be able to control the accuracy of a finite difference approximation by selecting the scheme and the grid for 1D acoustic problems.
      Contrôle des connaissances : Written exam - 2 hours - Personal notes allowed (except correction of exercises)
      Informations complémentaires : Literature References : G. Strang, Introduction à l’algèbre linéaire, Ecole Polytechnique De Montréal, 2015
      Pré-requis nécessaires :
      On-line course
      Langue : EN
      Lieu : Le Mans
    • Méthodes numériques sous Python (2 crédits ECTS)
    • Starter courses (5 crédits ECTS)
    • English (2 crédits ECTS)Objectifs :  The aim of this course if to know and practice technical english for acoustics, mechanics, electronics and electroacoustics.
      Contrôle des connaissances : Written exam - practical report (mini-project) - no document allowed
      Pré-requis nécessaires :
      Langue : EN
      Lieu : Le Mans
  • Semestre 2 M Acoustique
    • Project management (1 crédits ECTS)
    • Acoustics (6 crédits ECTS)
      • Acoustics II-Green
      • Acoustics II-Project
      • Acoustics II-Sources
    • choix de 3 UE (6 crédits ECTS)
      • Transmission lines (2 crédits ECTS)Description : General concepts on transmission lines -  Equations of acoustic transmission lines without and with viscothermal effects -  Transfer Matrix and impedance calculation -  Effect of higher order modes -  Measurement techniques of acoustic wave guides 
        Objectifs : Be able to model a transmission line (duct, horn) thanks to telegraph equation and matrix formalism
        Contrôle des connaissances : Written exam - 2 hours - no documents allowed
        Informations complémentaires : Literature References : Munjal, M. L. (2014). Acoustics of ducts and mufflers. John Wiley & Sons.- Transmission Line Theory
        Pré-requis nécessaires :
        On-line course
        Lieu : Le Mans
      • Introduction à l'acoustique et aux vibrations non linéaires (2 crédits ECTS)
      • Propagation extérieure et acoustique urbaine (2 crédits ECTS)
      • Acoustique des salles (Room acoustics II) (2 crédits ECTS)
      • Mathématiques avancées (2 crédits ECTS)
      • Méthodes optiques pour l'acoustique (2 crédits ECTS)
      • Projet libre
      • Philosophie et Histoire des Sciences (2 crédits ECTS)
    • Bloc vibrations (4 crédits ECTS)
      • Vibrations experiments (2 crédits ECTS)Description : Free and forced oscillations of a system having a single or two degrees of freedom -  Determination of mode parameters of a beam / Chladni’s vibrating plates -  Forced vibrations of a beam -  Free oscillations of a string -  Revving of an engine / order analysis -  Dynamic balancing
        Contrôle des connaissances : practical report - 1 hour - no documents allowed
        Pré-requis nécessaires :
        Langue : EN
        Lieu : Le Mans
      • Vibration I
      • Vibration II
    • Maths for acoustics II (2 crédits ECTS)
    • Signal analysis I (3 crédits ECTS)Description : 1. Digital Filtering: (a) Introduction, properties of digital filters - (b) Analog systems simulation (IIR filters). Discrete-time approximation of loudspeaker behavior (practical) - (c) FIR filters design. Filtering with FIR Filters (practical) 2. Non stationary signal analysis:  (a) Introduction : stationarity vs non-stationarity, global ideas about time-frequency analysis, examples - (b) Limits of Fourier analysis and introduction to local Fourier analysis : classical Fourier transform (including time-frequency duality), Short-Time Fourier transform (definition, interpretation,  limits) (c) Frequencies : Instantaneous frequency, analytic signal, examples (favourable and un- favourable cases) - (d) Decompositions and densities : atomic decompositions (including wavelet analysis), densities (including Wigner-Ville decomposition) - 3. Acoustic Imaging: Acoustic intensimetry and beamforming - Nearfield Acoustic Holography (NAH) in cartesian coordinates -  Loudspeaker measurement with microphone arrays
      Objectifs : Expected knowledge : –   Know the basics of digital filtering –   Know the basic tools of non-stationary signal analysis (Short-time Fourier Transform, wavelet analysis, Wigner-Ville distribution) –   Know the basic acoustic imaging method - Expected skills: –   Be able to design simple FIR and IIR filters –   Be able to apply them in a context of real-world data, in order to extract informations from data - Be able to write beamforming and Nearfield Acoustic Holography (NAH) codes
      Contrôle des connaissances : Written exam - 2 hours - personal notes allowed
      Informations complémentaires : Literature References : Edward P. Cunningham, Digital filtering : an introduction, New York : J. Wiley , 1995 - Time-Frequency Analysis, L. Cohen, Prentice-Hall, 1995 - Time-Frequency / Time-Scale Analysis, P. Flandrin, Academic Press, 1999  - A Wavelet Tour in Signal Processing, S. Mallat, 3rd Ed., Academic Press, 2009 
      Pré-requis nécessaires :
      On-line courses
      Langue : EN
      Lieu : Le Mans
    • English (2 crédits ECTS)Objectifs : Be able to communicate easily in English in a professionnal environment
      Informations complémentaires : Literature References   Billet, C. D. (2000). Standard Technical English. Media Training Cor- poration.
      Pré-requis nécessaires :
      Langue : EN
    • Scientific expression (1 crédits ECTS)Description : Scientific writing and presentation : Scientific writing, Presentation, Posters, Effective visuals -Introduction to LaTeX and Beamer.
      Objectifs : Be able to write a scientific document. Be able to give an oral defense in a limited time.
      Informations complémentaires : Literature  References : Scientific Writing, D. R. Lindsay Csiro Publishing, 2011 - 122 pages - The Art of Scientific Writing: From Student Reports to Professional Publications in Chem- istry and Related Fields Hans F. Ebel, Claus Bliefert, William E. Russey, William E.. Russey John Wiley & Sons, 12 mars 2004 - 595 pages - LateX Wiki Book - LateX tutorial - Tools for drawing in LateX - Beamer guide
      Pré-requis nécessaires :
      online course
      Langue : EN
      Lieu : Le Mans
    • Project (4 crédits ECTS)Description : I. First phase :  (a) Bibliographic research - (b) Design of the prototype (number of transducers, transducer type, acoustic load type, electrical filter type) - (c) First simulations based on Lumped Elements Models (Akabak,...) - (d) First oral presentation - II. Second phase :  (a) Sketch of the mechanical part of the system (with a CAD software) - (b) Improved simulation of the acoustic response - (c) Validation of the mechanical design - (d) First report and second oral presentation - Third phase :  (a)   Design of the filters - (b) Building of the system - (c) Measurement of the system and comparison with simulations - (d) Final report and final oral presentation
      Objectifs : Be able to design, model, build and measure an audio prototype using a limited budget
      Contrôle des connaissances : , oral exam - 20 min - all documents allowed
      Pré-requis nécessaires :
      Online courses
      Langue : EN
  • Semestre 3 M Acoustique - Métiers de la recherche
    • UE à choix
      • Méthodes expérimentales en acoustique dans les fluides (2.5 crédits ECTS)
      • Méthodes expérimentales en acoustique dans les solides (2.5 crédits ECTS)
    • Choix de bloc d'UE
      • Bloc 1: Acoustique dans les fluides
        • Propriétés acoustiques des milieux périodiques (2.5 crédits ECTS)
        • Aéroacoustique (2.5 crédits ECTS)
        • Acoustique des matériaux poreux (2.5 crédits ECTS)
      • Bloc 2: Acoustique dans les solides
        • Méthodes numériques pour le CND (2.5 crédits ECTS)
        • Contrôle non destructif par ultrasons (2.5 crédits ECTS)
        • Optoacoustique et applications
    • Guides d'ondes et approche modale (2.5 crédits ECTS)
    • Acoustique ds les fluides visqueux & conducteur de chaleur (2.5 crédits ECTS)
    • Acoustique non linéaire (2.5 crédits ECTS)
    • Propagation acoustique dans les solides anisotropes
    • Perception, Psychoacoustique (2.5 crédits ECTS)
    • Vibroacoustics (2.5 crédits ECTS)
    • Numerical methods
    • Signal analysis II (2.5 crédits ECTS)Description : Linear signal modeling  –   Identification of measured FRF–   Autoregressive, Moving Average, Autoregressive and Moving Average models–   Linear prediction–   Modern Power Spectrum Estimation–   Pisarenko, Prony methods, decomposition in subspaces  AcousAcoustic imaging with holography and beamforming  –   Bartlett processing, Capon and Music–   Deconvolution–   Holography for non stationary sources
      Objectifs : Be able to implement autoregressive models Be able to use and implement parametric Power Spectrum Estimation of a signal  Be able to use and implement array processing methods  
      Contrôle des connaissances : Written exam + practical report - 2 hours - all documents allowed 
      Informations complémentaires : Literature References  Digital Signal Processing: Principles, Algorithms and Applications (J. G. Proakis and D. G. Manolakis), Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1996.   Discrete-Time Signal Processing (A. V. Oppenheim and R. W. Schafer), Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1989.   Modern Spectral Estimation (S. M. Kay), Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1988.   Fourier Acoustics: Sound Radiation and Nearfield Acoustic Holography (E. G. Williams), Academic Press, New-York, 1999.
      Pré-requis nécessaires :
    • Séminaires
  • Semestre 4 M Acoustique - Métiers de la recherche
    • Stage en entreprise ou en laboratoire (700h) (27.5 crédits ECTS)

Contrôle des connaissances

Modalité de contrôle des connaissances générales

Et après

Poursuite d'études

  • Parcours CMI - Recherche : 50% en doctorat et 50 % en insertion professionnelle en entreprise (R&D).
  • Parcours AETBV : 90 % en insertion professionnelle (bureaux d’étude principalement), 10% en doctorat

Insertion professionnelle

Débouchés du Master Acoustique

Composante

Lieu(x) de la formation

  • Le Mans

Contact(s) administratif(s)

UFR Sciences et Techniques - Scolarité

Email : sco-sciences @ univ-lemans.fr

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