Application numérique du concept de particules sonores à la modélisation des champs sonores en acoustique architecturale

摘要

La modélisation des champs sonores en acoustique architecturale est à l'origine de nombreux développements. En raison de la complexité des phénomènes physiques et des formes architecturales, la plupart des applications professionnelles se sont orientées vers des méthodes totalement numériques et, notamment, les méthodes de tracés de rayons. Néanmoins, par construction, ces modèles se heurtent encore aux difficultés de modélisation de certains phénomènes, en particulier les effets des réflexions diffuses au niveau des parois, la diffusion par des encombrements dans le milieu de propagation et la prise en compte des effets météorologiques. Une alternative aux méthodes numériques classiques, fondée sur le couplage du concept de particules sonores avec des méthodes de tirages aléatoires, est décrite. Elle permet de modéliser l'ensemble des phénomènes physiques mis en jeu lors de la propagation du son. Un algorithme général permettant d'intégrer simultanément l'ensemble de ces phénomènes est proposé et les méthodes de tirage aléatoire utilisées sont détaillées. À titre de validation, plusieurs applications en acoustique des salles sont décrites et comparées à des données expérimentales.%The sound field modeling in architectural acoustics lies at the origin of many developments. As a result of the complexity of both physical phenomena and architectural forms, the majority of professional applications have been oriented towards fully-numerical methods, and in particular sound rays based methods. However, by construction, such techniques still encounter difficulties in modeling some phenomena, especially the diffuse reflection by walls, the diffusion by scattering objects in the propagation medium and the meteorological effects. In this paper, we present an alternative to conventional numerical methods, based on coupling the concept of sound particles with Monte Carlo methods, such approach enables to model most of physical phenomena occuring during sound propagation. A general algorithm that allows simultaneously integrating all these phenomena is proposed and the random drawing methods are detailed. For validation purposes, several applications in room acoustics are discussed and compared with experimental data.