Les matériaux actifs à propriétés acoustiques variables

par Hervé Lissek

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Xavier Meynial.

Soutenue en 2002

à Le Mans .


  • Résumé

    Ce travail s'intéresse au concept des matériaux actifs à propriétés acoustiques variables, destinés à des applications de type correction acoustique. Ce concept est basé sur un principe de contrôle actif d'impédance acoustique d'un transducteur électroacoustique par contre-réaction motionnelle hybride, qui associe une contre-réaction motionnelle, obtenue grâce à un pont d'impédances électriques, et une contre-réaction en pression à l'aide d'un microphone placé à proximité de l'actionneur. L'extrapolation du principe à celui de mur actif de matériaux actifs à propriétés acoustiques variables est ensuite envisagée. Une mise en oeuvre, sur des haut-parleurs électrodynamiques à bobine mobile traditionnels, a permis de valider le procédé dans une configuration unidimensionnelle (champ acoustique en ondes planes sous incidence normale), puis dans une disposition de type mur actif, soumis à un champ acoustique tridimensionnel complexe. Ces études théoriques et expérimentales ont également permis d'établir un cahier des charges pour un transducteur électroacoustique spécifique, dédié à l'application c matériaux actifs ". La recherche d'un type de transducteur dédié au concept de matériau actif a abouti à l'étude du cas du transducteur isodynamique, dont un modèle numérique a été développé. L'étude du fonctionnement de ce transducteur a mis en évidence de nombreux problèmes susceptibles de limiter les performances en tant que matériau actif à propriétés acoustiques variables, et a permis également d'élaborer un outil nous permettant de le dimensionner pour cette application. Sur la base de cette étude, différents prototypes ont pu être construits, permettant de vérifier d'une part la validité du modèle numérique, et d'autre part d'étudier les limites fonctionnelles du transducteur, afin d'y apporter des solutions pratiques. Les résultats obtenus sur des transducteurs isodynamiques utilisés en matériaux actifs dans une configuration unidimensionnelle, nous on permis d'estimer le travail restant à accomplir pour le développement de matériaux actifs à propriétés acoustiques variables, ce type de transducteur restant le mieux adapté au concept, tant en termes de résultats qu'en termes de coût de fabrication.

  • Titre traduit

    Active materials with variable acoustic properties


  • Résumé

    This work deals with the concept of active materials with variable acoustic properties, dedicated to room acoustics applications. This concept is based on an acoustic impedance active control principle by hybrid motionnal feedback, applied on an electroacoustic transducer. This hybrid feedback associates a motionnal feedback, obtained by an electric impedance bridge, and a pressure feedback, obtained by a microphone placed in the neighbourhood of the actuator. After the concept of active material has been modelized and tested experimentally with single moving-coil loudspeaker, this principle is extended to the concept of active wall. A prototype of active wall with active moving coil loudspeakers is modelized and tested, in order to find specifications for a specific electroacoustic transducer dedicated to the « active materials » application. This work leads to the implementation of the isodynamic transducer, for which a numeric model is elaborated. The study of the electroacoustic behaviour of this transducer underlines several problems, likely to limit its performances as active material with variable acoustic properties, and lead us to develop a numeric tool for sizing the transducer for this application. On the basis of this study, many prototypes are build in order to, in one hand, validate the numeric model, and in the other hand, point out the limitations of the transducer to find practical solutions to improve its performances. The results obtained with such transducers as active materials, obtained for plane waves and normal incidence, help us estimate future works for the achievement of active materials with variable acoustic properties ; the isodynamic principle seems to be the must suitable for this concept, in terms of results as well as in terms of product costs.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (177 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 119-123

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  • Bibliothèque : Université du Maine. Service commun de documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2002LEMA1007
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