LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

R. Boulandet - Contrôle actif d’impédance à l’aide d’actuateurs électrodynamiques : de l’absorption acoustique active aux impédances mécaniques virtuelles

Amphithéâtre François Canac, LMA

Le 8 mars 2016 de 11h00 à 12h00

Romain Boulandet, Collaborateur scientifique

EPFL, Laboratoire de traitement des signaux 2

Les principales fonctions d’un traitement acoustique sont de protéger l’usager des bruits indésirables et de lui fournir un confort d’écoute optimal. Toutefois, certaines nuisances sonores sont difficilement maîtrisables par moyens passifs. C’est le cas dans un auditorium où les premiers modes propres peuvent sérieusement perturber l’expérience d’écoute d’un enregistrement musical, ou bien dans une cabine d’avion où la généralisation de matériaux composites combinant une raideur élevée et une faible masse a pour effet de diminuer la capacité d’isolation phonique face au bruit extérieur. Les faibles performances en basses fréquences, l’encombrement et le poids en sont les principales raisons. Les méthodes modernes de contrôle actif, d’autre part, produisent des algorithmes souvent sophistiqués qui fonctionnent à merveille en simulation mais dont la mise en œuvre matérielle est plus problématique. Les contraintes de temps réel (délai de filtrage, temps de réponse des transducteurs), les imperfections des actuateurs, ou encore la complexité du champ acoustique à traiter peuvent fortement dégrader les performances attendues, ou sont telles que ces méthodes actives sont inapplicables sur le terrain.

Dans cet exposé, l’approche adoptée pour répondre à ces problèmes concrets repose sur le principe de contrôle d’impédance. Les dispositifs électroacoustiques qui seront présentés visent à renforcer l’isolation ou maximiser l’absorption sur certaines interfaces du champ acoustique. A partir de modèles électroacoustiques simples, le changement des propriétés dynamiques de l’actuateur lorsqu’une charge électrique ou une boucle de rétroaction lui est appliqué peut être facilement établi pour permettre d’imposer une impédance désirée au niveau de l’interface. De plus, le couplage électromécanique étant réciproque, les caractéristiques dynamiques de l’environnement acoustique ou mécanique exercées sur cette interface peuvent également être détectées aux bornes électriques de l’actuateur, ouvrant la voie à un contrôle sans capteur.

Plusieurs exemples de réalisations effectuées à l’EPFL, Suisse, et au GAUS, Canada, à partir d’actuateurs électrodynamiques disponibles dans le commerce seront présentés : 1) l’égalisation modale d’une salle aux basses fréquences à l’aide d’absorbeurs électroacoustiques, 2) le contrôle actif vibroacoustique sans capteur d’un panneau d’habillage aéronautique par approche d’impédances mécaniques virtuelles, 3) la mesure sans capteur de la mobilité ponctuelle d’une plaque en appui simple, et 4) la réduction du bruit émanant d’une nacelle aéronautique au moyen d’une peau acoustique active.

Voir en ligne : Page personnelle de Romain Boulandet

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