Emetteur immergé

[invite4fe1cf9a]

Bonjour, nous sommes trois élèves de terminale S ( option science de l'ingénieur) et travaillons dans le cadre des PPE (projet personnel encadré) sur un projet nécessitant des notions en acoustique qui dépassent notre programme scolaire. Notre projet consiste à créer une bouée de détresse qui permetterait de prévenir ,en cas de problème, des plongeurs situés jusqu'à 40m de profondeur. Pour ce faire, notre cahier des charges nous impose d'immerger un emetteur à 10m de profondeur. C'est sur les caractéristiques de cet émetteur que nous sollicitons votre aide.
Nous avons opté sur un emetteur type "buzzer piezzo électrique" mais ignorons qu'elle puissance acoustique il doit fournir pour que le signal soit audible jusqu'à 40m. Ce choix est il pertinant sachant que l'emetteur sera situé au milieu d'une ancienne carrière d'environ 80 000 m² ? Nous désirons également quelques renseignements sur l'attenuation et les propriétés générales du son dans l'eau. Merci de vouloir communiquer votre réponse à l'adresse suivante :samuel.redois@laposte.net
Coordialement: S.Redois
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[invitea3eb043e]

Tout dépend de ce que vous voulez faire. Est-ce que vous voulez émettre un signal à une fréquence audible par les plongeurs ou bien un signal ultrasonique que détecterait un capteur porté par les plongeurs, qui allumerait une lampe par exemple ?
Ce n'est pas pareil parce que les ultrasons se propagent mieux que les ondes audibles et puis, surtout, parce qu'entre l'eau et les oreilles des plongeurs, il y a une interface eau-air qui transmet TRES mal le son.
Vaudrait sûrement mieux la seconde solution. Ca existe probablement dans le commerce, faudrait se renseigner, il doit exister des système permettant aux plongeurs de se parler entre eux.

[invite4fe1cf9a]

Nous avons un cahier des charges qui exige un signal audible. De plus le lieu où sera installé la bouée est un lieu fréquenté par tout les plongeurs du département, il sera assez compliqué d'équiper chaque plongeur de tout le département d'un dispositif lumineux...

[invitea3eb043e]

Voici un site intéressant :
http://fabrice.sincere.pagesperso-or...elastiques.pdf
Sûr que ça réclame un peu de travail pour en tirer une information mais l'essentiel y est, un peu dispersé, certes.
On voit que l'atténuation est faible, même en basses fréquences. A noter le fait qu'à une interface eau-air (dans l'oreille), la transmission du son est de l'ordre de 0,1% de l'énergie : va falloir 1000 fois plus de puissance que pour sonoriser un stade, qui correspond à des distances comparables.
Ce n'est pas pour rien que ça s'appelle le monde du silence !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2313209787891133]

Voici un site intéressant :
http://fabrice.sincere.pagesperso-or...elastiques.pdf
Sûr que ça réclame un peu de travail pour en tirer une information mais l'essentiel y est, un peu dispersé, certes.
On voit que l'atténuation est faible, même en basses fréquences. A noter le fait qu'à une interface eau-air (dans l'oreille), la transmission du son est de l'ordre de 0,1% de l'énergie : va falloir 1000 fois plus de puissance que pour sonoriser un stade, qui correspond à des distances comparables.
Ce n'est pas pour rien que ça s'appelle le monde du silence !

Je suis un peu étonné par ces données ; j'ai fais un peu de plongée et à de nombreuses reprises j'ai pu constater que les "bip" des montres s'entend facilement à des dizaines de mètres, bien plus loin qu'à la surface. Même chose pour les coups de marteau de géologue ou les déclenchement d'appareil photo.

[invite2313209787891133]

Pour répondre à la question de l'auteur je verrais bien des essais basés sur la mesure d'atténuation en milieu liquide. Je m'étais intéressé à ce sujet il y a quelque temps car je voulais réaliser un petit sous marin télécommandé par ultrasons (la bande classique des 27MHz passe très mal à travers l'eau).

On peut fabriquer un émetteur et un récepteur (un hydrophone) rudimentaire à l'aide de cellules piezzo; il y a quelques infos sur cette page: http://www.exfac.com/aussie_bray/hydro_dunking.htm

[invite6dffde4c]

... A noter le fait qu'à une interface eau-air (dans l'oreille), la transmission du son est de l'ordre de 0,1% de l'énergie : va falloir 1000 fois plus de puissance que pour sonoriser un stade, qui correspond à des distances comparables.
Ce n'est pas pour rien que ça s'appelle le monde du silence !

Bonjour Jeanpaul.
De quelle interface parlez-vous?
Si l'eau atteint le tympan, le couplage est encore meilleur que celui air-tympan.
Cordialement,

[Amanuensis]

Bonjour Jeanpaul.
De quelle interface parlez-vous?

La transmission est air-osselets via le tympan, puis osselets-eau via la fenêtre ovale.

Si l'eau atteint le tympan, le couplage est encore meilleur que celui air-tympan.

Je ne pense pas : l'ensemble des osselets constitue un système de leviers pour adapter au mieux entre air (côté tympan) et eau (côté fenêtre ovale). En remplaçant l'air par l'eau côté tympan, le système devient désadapté.

[invitea3eb043e]

Sûr qu'une personne expérimentée aurait un avis meilleur que le mien, basé sur des considérations générales.

[f6bes]

Je suis un peu étonné par ces données ; j'ai fais un peu de plongée et à de nombreuses reprises j'ai pu constater que les "bip" des montres s'entend facilement à des dizaines de mètres, bien plus loin qu'à la surface. Même chose pour les coups de marteau de géologue ou les déclenchement d'appareil photo.

Bjr à toi,
Meme constat!
L'eau propage MIEUX le son,que l'air!
Bonne journée

[Amanuensis]

Pour la perception il faut bien distinguer entre le cas où un signal est potentiellement audible mais est noyé dans le bruit, et le cas d'un signal audible dans le silence complet.

Sous l'eau (je plonge aussi) le silence règne, et un son aigu même faible se perçoit.

Dans l'air, il est très rare qu'il y ait un silence comparable, et des sons très faibles peuvent être noyés dans le bruit.

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Ensuite, la question du couplage se pose aussi à la source. Il n'est pas évident que le bip d'une montre ou le choc sur une bouteille, deux cas où la vibration d'origine est celle d'un solide, soit aussi bien couplé à l'air qu'à l'eau !

Les instruments musicaux montrent que le couplage entre la vibration d'un solide de petite taille (la corde d'un violon) et l'air est très mauvais, et doit être amélioré par un couplage mécanique à un solide de surface importante (la table d'harmonie, couplée aux cordes via le chevalet et l'âme ; la même chose s'applique au piano par exemple). Cet effet est facile à montrer avec un diapason en métal vibrant.

Il n'est pas impossible que la propagation dans l'eau soit moins bonne que dans l'air, mais le couplage d'un son d'origine "solide" bien meilleur, suffisamment pour compenser ou sur-compenser la perte en propagation ; d'où une meilleure perception de ces types de sons.

[invite4fe1cf9a]

Bonjour à tous, tout d'abord merci pour vos réponses. J'ai commencé à étudier le pdf que Jean-Paul a envoyé et je me demandais si, dans l'eau, l'atténuation due à l'absorption du milieu pouvait varier avec la pression ? C'est à dire est ce que l'atténuation sera la même à 10m qu'à 40m de profondeur ?
Cordialement.

[invite6dffde4c]

Bonjour à tous, tout d'abord merci pour vos réponses. J'ai commencé à étudier le pdf que Jean-Paul a envoyé et je me demandais si, dans l'eau, l'atténuation due à l'absorption du milieu pouvait varier avec la pression ? C'est à dire est ce que l'atténuation sera la même à 10m qu'à 40m de profondeur ?
Cordialement.

Re.
Oui. Ça ne fait pas de différence.
A+