Acoustic propagation in forest environments : time domain numerical methods toward bioacoustic applications - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Acoustic propagation in forest environments : time domain numerical methods toward bioacoustic applications

Propagation acoustique en milieu boisé : méthodes numériques dans le domaine temporel vers des applications à la bioacoustique

Résumé

This manuscript investigates sound propagation modeling in forest environments, intending to understand the limitations ofexisting models and explore their potential bioacoustic applications. The subject is introduced by presenting current concernsabout the impact of noise on health and biodiversity. A literature review examines previous studies and existing outdoor soundpropagation models, both analytical and numerical, for their applicability to forest scenarios. Then, as a time-domain solver, theTransmission Line Matrix (TLM) model is thoroughly investigated, and the update of its theory allows for highlighting limitationswhen modeling outdoor long-range sound propagation. Numerical experiments are presented to quantify the subsequent errorsand limitations in the TLM model. The computational implications of modeling a significant number of points implied by largefrequency-distance ratios are discussed. Finally, some applications to model sound propagation within forests, with multipleimpedance boundary conditions, are presented, and a validation method is proposed through comparisons with in-situmeasurements at the Nouragues research station (French Guiana). Overall, this research contributes to the understanding ofhow to simulate sound propagation within forests and the potential practical applications that can arise from it.
Ce manuscrit étudie la modélisation de la propagation du son dans les environnements forestiers, dans le but de mieuxcomprendre les modèles numériques et leurs applications possibles. Le sujet est introduit par une présentation despréoccupations existantes concernant l'impact du bruit sur la santé et la biodiversité. Une revue de la littérature examine lesrecherches précedentes et les modèles de propagation existants, tant analytiques que numériques, pour leur applicabilité auxforêts. Ensuite, en tant que solveur dans le domaine temporel, le modèle Transmission Line Matrix (TLM) fait l'objet d'uneétude approfondie, et la mise à jour de sa théorie permet de mettre en évidence certaines limitations pour les cas longuedistance en extérieur. Des expériences numériques sont ensuite présentées pour quantifier les erreurs et les limites dumodèle TLM. Les implications informatiques de la modélisation d'un nombre important de points impliqués par le rapport dedistance-fréquence de simulations forestières sont discutées. Des applications à des scénarios forestiers, avec de multiplesconditions d'impédance sont présentées, et la validation est effectuée par des comparaisons avec des mesures in-situprovenant de la station de recherche des Nouragues (Guyane). Dans l'ensemble, cette recherche contribue à lacompréhension de la simulation de la propagation du son dans les forêts et des applications pratiques potentielles qui peuventen découler.
Fichier principal
Vignette du fichier
2023LEMA1014.pdf (11.85 Mo) Télécharger le fichier
Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04357383 , version 1 (21-12-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04357383 , version 1

Citer

Quentin Goestchel. Acoustic propagation in forest environments : time domain numerical methods toward bioacoustic applications. Acoustics [physics.class-ph]. Le Mans Université, 2023. English. ⟨NNT : 2023LEMA1014⟩. ⟨tel-04357383⟩
114 Consultations
65 Téléchargements

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More