L2 Physics.

UE : Fondamentale

Matière : Vibrations & Ondes

Objectifs de l’enseignement

La connaissance théorique, la compréhension et la résolution des mouvements vibratoires et les différents types d’oscillations engendrées, ainsi que les ondes mécaniques et les mouvements ondulatoires engendrés.

Connaissances préalables recommandées

Il est recommandé de maîtriser les matières « Physique 1 & 2 » enseignées en 1ère année Sciences de la Matière.

Contenu de la matière :

PARTIE I : VIBRATIONS

Chapitre 1: Généralités sur les vibrations.

Définition d’un mouvement vibratoire. Exemples de systèmes vibratoires. Mouvements périodiques

Chapitre 2: Systèmes linéaires à un degré de liberté

2.1. Les oscillations libres. L’oscillateur harmonique. Pulsation propre d’un oscillateur harmonique. L’énergie d’un oscillateur harmonique

2.2 Les oscillations libres amorties. Forces d’amortissement. Equation des mouvements. Oscillations pseudopériodiques (décrément logarithmique, facteur de qualité)

2.3 Les oscillations libres forcées. Définition. Cas d’une excitation sinusoïdale (résonance, déphasage). Cas d’une excitation périodique quelconque.

2.4 Les oscillations amorties forcées. Equation des mouvements. Régime transitoire, régime permanent. Bande passante. Facteur de qualité

2.5 Analogie entre systèmes oscillants mécaniques et électriques

Chapitre 3 : Systèmes linéaires à plusieurs degrés de liberté

3.1 Systèmes à 2 degrés de liberté (Cas libres - pulsations propres), amortis et amortis forcés.

3.2 Systèmes à N degrés de liberté (comportement général)

PARTIE II : LES ONDES MECANIQUES

Chapitre 4 : Généralités sur les ondes mécaniques

4.1 Classification des ondes

4.2 Intégrale générale de l’équation générale d’ondes progressives.

4.3 Vitesse de phase, vitesse de groupe

4.4 Notion de front d’onde. Exemple des ondes planes, ondes sphériques

4.5 Réflexion et transmission des ondes

4.6 Relation entre les différentes grandeurs représentant l’onde

Chapitre 5 : Ondes transversales sur une corde

5.1 Equation de propagation. Impédance caractéristique. Energie d’une onde progressive. Réflexion et transmission des ondes. Ondes stationnaires

Chapitre 6 : Ondes longitudinales dans les fluides

6.1 Ondes planes dans un tuyau cylindrique. Equation d’ondes dans un gaz. Equation d’ondes dans un liquide. Impédance acoustique. Impédance caractéristique. Energie transportée par une onde. Coefficients de réflexion et de transmission d’ondes (conditions aux limites)

6.2 Effet Doppler

Chapitre 7 : Ondes élastiques dans les solides

Mode d’évaluation : Continu : 33% Examen : 67%

Références (Livres et polycopiés, sites internet, etc) :

- T. BECHERRAWY, Vibrations et Ondes, Tomes 1-4, Ed. Hermes-Lavoisier, (2010).

- H. DJELOUAH, Vibrations et Ondes Mécaniques, OPU, (2011).

- J. BRUNEAUX, Vibrations et Ondes, Ed. Marketing, (2010).