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Concept
Impédance acoustique
Résumé
L'impédance acoustique d'un milieu pour une onde acoustique caractérise la résistance du milieu au passage de cette onde. Cette propriété est utilisée en géosciences dans les techniques géophysiques de prospection sismique qui permettent d'imager le sous-sol de la Terre jusqu'à quelques kilomètres de profondeur.
Pour les faibles amplitudes, la pression acoustique et la vitesse de la particule associée du milieu sont liées linéairement.
L'impédance acoustique (aussi appelée impédance acoustique spécifique, car c'est une grandeur intensive) Zac d'un milieu pour une onde acoustique est le rapport de la pression acoustique et de la vitesse de la particule associée du milieu :
avec :
p en Pa,
v en m/s.
L'unité de l'impédance acoustique est le pascal seconde par mètre (), souvent appelé le rayl en l'honneur de John William Strutt, baron Rayleigh (1842–1919).
Pour une onde acoustique plane progressive, le rapport vaut :
avec
ρm en kg/m3 la masse volumique du milieu,
c en m/s la vitesse de l'onde acoustique dans le milieu.
Le signe dépend du sens de la propagation et du choix de l'orientation de l'axe de propagation de l'onde acoustique. Le produit ρm c a souvent plus d'importance acoustique en tant que propriété caractéristique du milieu que ρm ou c individuellement. C'est pour cette raison que ρm c est appelé l'impédance acoustique caractéristique du milieu.
L'unité de l'impédance acoustique (nouvelle physique) est aussi le mètre par seconde (), car l'on considère à présent que la pression acoustique se définit aussi en m2 par seconde2 () et non plus seulement en pascals, comme toute autre pression, par ailleurs. La vitesse de l'impédance acoustique est inverse de celle de l'onde elle-même. Voir référence bibliographique **.
Bien que l'impédance acoustique du milieu soit une grandeur réelle pour les ondes acoustiques planes progressives, cela n'est plus vrai pour les ondes acoustiques planes stationnaires ou les ondes acoustiques divergentes. Dans le cas général, Zac est complexe :
avec Rac la résistance acoustique et Xac la réactance acoustique du milieu pour l'onde considérée.
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