Synthèse et contrôle de champs acoustiques
Ce thème regroupe les activités du laboratoire en matière de reproduction de champs acoustiques, à l’aide de dispositifs électro-acoustiques multivoies, ainsi qu’en matière de lutte contre le bruit à l’aide de matériaux ou de systèmes passifs, linéaires ou non, ou à l’aide des dispositifs actifs.
Les projets en cours et à venir au sein de ce thème comportent des aspects théoriques et numériques liés à la conception de dispositifs de restitution ou de contrôle mais ils se singularisent tous par leur forte composante expérimentale. Les grands équipements du laboratoire (notamment les salles anéchoïques au sein de la Plateforme Science Innovation Vibro-Acoustique, labellisée Plateforme Aix-Marseille Université) et la variété des compétences regroupées dans l’équipe en métrologie acoustique, en prise de son et en conception/réalisation de dispositifs audio sont largement mis à profit dans les projets.
Participants permanents : R. Côte (MCF), A. Coutant (CR), E. Friot (CR), P.O. Mattei (CR), S. Meunier (CR), C. Maury (Prof), M. Pachebat (IR), C. Pinhède (IR), G. Rabau (IR)
Synthèse de champs acoustiques
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Des travaux portent sur la reproduction en environnement acoustique maîtrisé de la réponse vibroacoustique de structures isolantes soumises à des champs de pression excitateurs complexes type couche limite turbulente, souvent délicats ou coûteux à caractériser in-situ (essais en vol) ou à l’aide d’infrastructures dédiées (soufflerie anéchoïque). Le concept innovant est de pouvoir synthétiser des sollicitations complexes (faiblement corrélées, inhomogènes) à l’aide d’une méthode de balayage de sources sans être limité sur le nombre et la position des sources. Le moyen d’essai, actuellement déployé dans la salle semi-anéchoïque du LMA, est constitué d’une antenne robotisée de sources virtuelles et pilotées de manière à reproduire des sollicitations complexes sur des structures planes ou courbes académiques ou industrielles. L’antenne permettrait notamment de reproduire un champ diffus en basses fréquences pour l’analyse des pertes par transmission de structures isolantes, ce qui impossible à réaliser à l’aide de volumes réverbérants classiques ; ANR VIRTECH Thèse Augustin Pouye |
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Une salle de synthèse de champ acoustique large bande (dès 3 Hz) a été conçue et réalisée afin d’y mener des recherches sur la perception des sons basses et très basses fréquences. Cette salle rend possible l’étude de la perception des sons dans des conditions parfaitement contrôlées à très basse fréquence où les mécanismes de perception sont mal connus. Des bruits large bande et instationnaires (e.g. un bang supersonique) pourront y être reproduits à des niveaux supraliminaires. Un autre axe de développement, qui permettrait de reproduire des sons purs graves à encore plus fort niveau, consiste à pré-compenser la distorsion des sources basse-fréquence dans la mesure où c’est elle, au travers d’harmoniques audibles, qui limite les niveaux de commande permettant d’y étudier la perception sonore en deçà de 10Hz Projet ANR RIBEolH (Recherche des Impacts du Bruit Éolien sur l'Humain) Post Doc Ossen El Sawaf |
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Réduction du bruit par des moyens passifs
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Matériaux micro-perforés LabeX 2017-19, A*Midex - IMI 2022-23, collaboration inter-laboratoires LMA (CM, CP) – IRPHE – CSIC Madrid] |
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Les Absorbeurs Passifs Non-linéaires L’absorbeur passif vibroacoustique non linéaire (NES pour Nonlinear Energy Sink) est constitué d'une fine membrane circulaire viscoélastique à grande déformation. Il permet de contrôler un champ acoustique au voisinage du premier mode acoustique d’un tube ouvert à ses deux extrémités et excité par un haut-parleur. Un modèle simplifié de ce dispositif a été développé. Un ensemble de développements analytiques, de méthodes d’identification paramétriques et d'outils de mesure permettent d’identifier et de comprendre les principaux mécanismes d’échanges énergétiques entre le système primaire et l’absorbeur. Exemples d’absorbeurs passifs vibroacoustique non linéaire |
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| Nous avons développé un concept de NES à non linéarités de raideur et d’amortissement qui a trouvé une application dans le contrôle vibratoire très basse fréquence (inférieur au Hertz) d'éoliennes afin de réduire la fatigue mécanique au travers d'une collaboration LMA/Total-TTE. Ceci a permis, au travers d'un contrat substantiel, l’achat de matériel, l'embauche d'un Post-doc sur 2 ans, des expériences utilisant la plateforme, la rédaction de plusieurs articles et le dépôt d'un brevet. Ces NESs très basses fréquences font aussi l'objet d'une participation (post-doc) au projet industriel France-Energie-Marine AFOSS-DC dans lequel on s’intéresse au contrôle de vibration de sous-stations offshores de champ éoliens. |
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Isolant topologique Le développement et l’étude d’isolants topologiques acoustiques dans des réseaux de guides d’onde acoustiques. Différent type de modes topologiques et leurs propriétés sont étudiés : modes de bord dans des systèmes 1D ou 2D, ou mode de défaut. Par exemple, la caractérisation expérimentale de modes de défauts topologiques a été réalisé à partir d’un réseau de tube et connecteurs sur un réseau hexagonal en bicouche (ci-contre). Caractérisation expérimentale de modes de défauts topologiques |
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Réduction active du bruit
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Une stratégie de contrôle du champ acoustique réfléchi par les parois d’une salle est développée théoriquement et expérimentalement. Une des difficultés réside dans l’identification du filtre "G" permettant d'estimer la pression diffractée à partir de mesures de pression totale. La méthode originale, appelée "anéchoïcité active", se décompose en deux étapes : identification du filtre de diffraction "H" puis la mise en place du contrôle actif pour annuler la pression diffractée. La réalisation en cours d’un démonstrateur de salle semi-anéchoïque hybride passive/active consiste à compléter le revêtement absorbant des parois avec des sources auxiliaires (anti-bruit) pour annuler les échos résiduels (non absorbés par le revêtement) Projet DADA financement IMI, Région |
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