Nonesone vous remercie d’avoir acheté le casque antibruit de notre gamme de produit silence actif. Face à la demande de nos clients, voulant mieux comprendre l’intérêt du contrôle actif du bruit, nous avons répondu à travers cette notice aux questions récurrentes de nos utilisateurs. Notre entreprlse se donne pour objectif d’aider nos clients à mieux comprendre les technologies qu’ils adoptent c’est pourquoi les spécialistes de notre entreprise ont réalisé ce dossier qui explique de manière simplifiée un phénomène très complexe : le contrôle actif du bruit.
Nous vous remercions de votre fidélité et espérerons que ce dossier va vous satisf orn Sni* to View Toute l’équipe de Nonesone Pour des informations supplémentaires contacter le 01. 40. 66_59. 50. ou envoyer un message sur notre site nonesone. fr Ce que nous nous voulons : Aujourd’hui 8 millions d’européens sont quotidiennement confrontés a des bruits jugés comme nocifs. Les nuisances sonores sont un problème dans notre société. Elles nuisent ? l’homme, en effet une exposition prolongée a un son ayant une être responsable de gêne et d’inconfort.
Cependant cette notion st subjective, elle dépend de la sensibilité de chacun. Nous ne sommes pas égaux face aux bruits. Cest pourquoi, depuls le XIXème siècle, de nombreux scientifiques ont tenté de trouver diverses solutions afin de réduire les nuisances sonores et daméliorer notre quotidien. On savait qu’il était possible de supprimer des ondes sonores avant le début du 20éme siècle mais le contrôle actif du bruit a été utilisé pour la première fois par Paul Lueg physicien allemand en 1933. Cependant les applications de cette nouvelle technique n’apparaissent que dans les années 1980 dans gaines de ventilation.
L’entreprise Bose a contribué au développement et à la commercialisation des application du contrôle actif du bruit(date) Le contrôle actif du bruit consiste à éliminer un son en disposant sur le trajet de cette onde un ensemble de sources secondaires émettant une deuxième onde en opposition de phase pour créer une interférence destructive. Nous allons donc nous intéresser au contrôle actif du bruit en cherchant à connaitre sur qu’elles propriétés s’appuie cette technique et si elle permet réellement aujourd’de créer le silence Sommaire: Qu’est ce que le contrôle actif du bruit ?
Quelles sont les propriétés du son ?……………….. p Comment le son est-il mo …. p PAGF OF les differents types de contrôle actif du bruit? L’origine du son Pour donner naissance à un son, une perturbation mécanique se propage dans un milieu matériel élastique sans transport de matière, cela provoque alternativement une compression et une dilatation du milieu dans lequel elle se trouve : l’air bien sûr, mais aussi dans l’eau, ou à travers un mur. Cette perturbation est appelée onde sonore. Emission d’une onde sonore : Les molécules entrent en vibration chacune va faire bouger ses voisines et ainsi de suite. ne de compression zone de décompression contenues dans l’air l’air des particules des particules contenues dans Les propriétés des ondes sonores La propagatlon :lorsqu’elle évolue dans un milieu homogène isotrope et sans obstacle, l’onde d’une source idéale se propage de manière identique dans toutes les directions, elle est dite sphérique. Le son est une onde mécanique longitudinale puisque sa déformation est parallèle à la direction de propagation Cependant, à une distance importante de la source, l’onde sonore peut être assimilée à une onde plane car le mouvement oscillant es molécules tend à être rectiligne.
Source d’émission sens de propagation des ondes OF température et de la pression du milieu Deux facteurs rentrent en -La taille des particules ,si les particules sont très lourdes, elles seront plus dures à déplacer et Fonde progressera lentement donc le temps nécessaire à la transmission du mouvement à la particule voisine sera plus grand, et l’onde ira doucement . Dans l’autre cas les particules présentent dans le milieux sont légères et permettent à l’onde sonore une propagation plus rapide. La distance entre les particules peut aussi être prise en compte : i les particules sont très proches, la distance qu’elles doivent parcourir pour aller heurter leurs voisines et ainsi les mètrent en mouvement est plus faible et l’onde ira plus vite. Ce deuxième effet est le plus important , il permet de comprendre pourquoi les sons se déplacent plus vite dans les liquides et les solides ou les particules sont en contacte les unes avec les autres ,que dans les gaz ou la distance entre chaque particules peut être très élevée .
En résumé :Vgaz < Vliquide < Vsolide La vitesse de propagation de l'onde vérifie la relation v d It d :distance parcourue par l'onde :temps nécessaire à l'onde pour parcourir cette distance Nous nous intéressons aux nuisances sonores de la vie quotidienne, il est donc nécessaire de nous intéresser a la vitesse de propagation d'un son dans le l'air On retiendra que la vitesse du son dans l'air est v— 340m/s.
Intéréssons nous aux caractéristiques des ondes : -La période notée T, c’ est l’intervalle de temps qui sépare deux états vibratoires identiques et successifs d’un point du milieu dans lequel l’onde se propage -Sa -Sa fréquence c’est le nombre de périodes par unité de temps ce qui correspond à l’inverse de la période : f=1/T ou f est la réquence en Hertz (Hz ou s-l) et T la période en seconde (s). Dans le cadre de notre sujet nous traiterons uniquement des ondes sonores audibles par l’oreille humaine car Les sons audibles ont une fréquence comprise entre 20Hz et 20kHz.
Une onde sonore est d’autant plus aigüe que sa fréquence est grande. Elle est d’autant plus grave que sa fréquence est petite. la fréquence d’un son peut aussi être appelée hauteur du son. -La longueur d’onde est une grandeur physique qui caractérise une onde ,on peut la définir comme étant la distance séparant deux maxima consécutifs de l’amplitude de l’onde étudiée La longueur d’onde dépend de la célérité ou vitesse de propagation de l’onde dans le milieu qu’elle traverse et de sa fréquence. -Une onde sonore émet un son avec une certaine puissance acoustique, exprimée en watts.
Cest l’énergie délivrée par une source sonore pendant un intervalle de temps donné. Elle peut être définie par la formule : P=E/At ou P est la puissance acoustique en Watt (W), E l’énergie acoustique en joules (J), et At un intervalle de temps (s). Cette variable dépend uniquement des caractéristiques de la source. Attention, elle n’a rien à voir avec la puissance électrique d’un ystème sonore (des enceintes par exemple) qui est, parfols, de plusieurs dizaines de Watt. La puissance électrique va permettre de générer une puissance acoustique. L’intensité mesure la répartition de la PAGF s OF permettre de générer une puissance acoustique. -L’intensité mesure la répartition de la puissance dans l’espace et correspond à une puissance par unité de surface ou par unité de temps. L’intensité acoustique est la puissance reçue par unité de surface (en W. m-2). L’Intensité sonore est d’autant plus grande que la surface qui reçoit la même puissance est faible: vec I en . P en watt (W) : S en Le niveau d’intensité du son désigne la puissance ou le niveau d’un son audible.
Plus un son est fort, plus son niveau d’intensité est grand. Sur Terre l’étendu entre les sons faibles et les sons forts que peut recevoir l’oreille humaine est très grande ,sur l’échelle des pressions : on passe d’un nombre très petit (0,00002 p) à un nombre très grand (200 p). Ce qui rend la notation du niveau sonore peu pratique . On a donc décidé d’utiliser pour le son une échelle logarithmique en décibel. L’échelle logarithmique est une alternative à l’échelle linéaire. Elle peut s’avérer préférable lorsqu’on étudie un phénomène utilisant une gamme étendue de valeurs.
Le niveau d’intensité se mesure grâce à un appareil appelé sonomètre, à partir dune intensité de référence. Il est défini par Le niveau d’intensité d’un son est noté L , son unité est le décibel (dB). Le niveau d’intensité de référence est Oda : il s’agit du niveau d’intensité de l’onde sonore de fréquencel 000Hz à partir duquel le son devient audible pour l’homme caractérisaient, afin d’illustrer les phénomenes d’interférences que provoque l’addition ou plutôt la superposition d’ondes onores nous allons modéliser les ondes sonores par des fonctions sinusoidales .
En mathématiques, les fonctions trigonométriques sont des fonctions dont la variable est une mesure d’angle. Elles permettent de relier les longueurs des côtés d’un triangle en fonction de la mesure des angles aux sommets. Plus généralement, les fonctions trigonométriques sont importantes pour étudier les triangles et les polygones, les cercles et modéliser des phénomènes périodiques. Il faut savoir que la fonction sinus notée sin est la fonction qui à tout angle e exprimé en radan associe l’ordonnée du point M orrespondant sur le cercle trigonométrique.
Le sinus d’un angles est compris entre -1 et 1 Pour obtenir ces résultats on observe les vecteurs vitesse qui représente la propagation de l’onde étudié en se déplaçant ? une allure constante sur le cercle trigonométrique de longueur 211. Ce vecteur parcours l’ensemble du cercle en temps égale ? T la période de la fonction. Au bout de chaque période le vecteur se retrouve à la même place sur le cercle trigo l’angle obtenu est alors le même que celui d’un vecteur à 2 d’inteNalle On comprend que la fonction sinusoïdale est 2rt périodique .
On dit que f est périodique si il existe T > O tel que pour tout x R, f La modélisation du son par une fonction sinusoidale Pour rendre cette explication plus accessible nous admettrons que le son à modéliser est un son pur . On se place dans le cas ou l’on observe le passage d’une onde son 7 OF modéliser est un son pur . On se place dans le cas ou l’on observe le passage d’une onde sonore en un point fixe à intervalle de temps régulier.
Lorsqu’un son est émis on a vu que l’actlon mécanique qui se produit sur les particules présentent dans l’ air et périodique . Elle e répète à intervalles de temps réguliers et varie en fonction de ces derniers. Un son pur peut être décrit par la fonction sinus, notée sin. C’est- à-dire que la pression évolue en fonction du temps de la façon suivante : Pression Amplitude x sin(2 x x fréquence * temps — phase) que fon va noter plus simplement • P la pression, avec : A l’amplitude, f la fréquence t le temps et la phase.
On peut aussi écrire: P or 2rrf car correspond à w Il faut savoir qu’on peut aussi obseruer le déplacement d’une onde sonore et non pas uniquement son passage en un point ixe ainsi la distance devient aussi une variable et on obtient le relation : LOUISE Exemple: la modélisationd’un son par un fonction sinusoïdale. On étudie le fonction f regardons l’évolution de la fonction sin(2rTft) en fonction du temps pour rendre l’expliquassions plus accessible on admettra que est nul .
On choisit une fonction qui périodique, de période La fréquence est donc 1/0,1 = 10 HZ. On fait varier t entre O et 1 seconde ar exemple par pas de 0,01 et on calcule avec une cal E OF sin(2TTIOt) t(s) sin(2Tr10t) 0,11 0,587 0,01 0,12 0,02 0,951 0,13 0,03 0,14 0,04 0. 15 0,05 0,16 0,06 -0,587 0,17 0,07 0,951 0,18 0,08 ft Force totale subie au passage du son complexe (sonl + son2) Quand on veut représenter un son complexe on n’obtient plus une sinusoïdale mais une courbe beaucoup plus complexe.
La courbe obtenue correspond à la somme de différentes sinusoidales élémentaires de son pur. On détermine une sinusoïdale fondamentale qui a la même fréquence que le son. On superpose sur cette courbe d’autres sinusoïdale qui ont une fréquence dite harmonique. Une fréquence est harmonique si elle est un multiple entier de la fréquence fondamentale. Ainsi dans l’exemple ci-dessus l’harmonique 3 a une fréquence ui est égale à trois fois lafréquence fondamentale.
On peut alors obtenir avec un analyseur harmonique ce qu’on appelle un spectre de fréquence. Ce graphique permet de déterminer l’intensité de chaque harmonique en fonction de sa fréquence Cette décomposition du son repose sur le prlncpe de l’analyse harmonique et celui de la série de Fourier. En 1807 un mathématicien français Joseph Fourier affirme que dans certaines conditions il est possible de décomposer une fonction périodique en une suite de fonctions sinusoïdale. Ainsi soit f une fonction avant pour périod
