Bruit d'aspirateur : perception et caractérisation de l'effort du moto-ventilateur

par Jérémie Brocard

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Etienne Parizet.


  • Résumé

    Ce document rapporte une étude qui s'inscrit dans une démarche visant à diminuer les nuisances sonores produites par l'aspirateur électroménager. La première partie est une étude perceptive du son de neuf aspirateurs commercialisés. Des enregistrements binauraux ont été proposés à une population d'auditeurs constituée selon des critères commerciaux définis par le constructeur. Lors d'une comparaison par paires, chaque auditeur jugeait de l'agrément et de l'impression d'efficacité ressentie. Les résultats obtenus mettent en avant la difficulté de juger par l'écoute de cette dernière et permettent de définir les points sur lequel l'industriel doit travailler pour améliorer l'agrément du produit. Une deuxième étape applique la méthode des plans d'expériences aux tests d'écoutes perceptives. Un enregistrement binaural a été réalisé sur un aspirateur prototype du constructeur. Le son de celui-ci a été modifié selon trois paramètres identifiés comme important dans l'agrément. Ces modifications suivent une table de plan d'expérience fractionnaire. Les réponses d'agrément des auditeurs ont permis de quantifier les contributions relatives de ces différents paramètres. La seconde partie de la thèse concerne la mise au point d'un banc d'essai pour la comparaison et la caractérisation de moteurs d'aspirateur qui constituent une source solidienne importante à travers une liaison linéique à la structure. En règle générale, pour faire une caractérisation complète d'une source vibratoire, il faut connaître, en chaque point de couplage, une quantité passive de la source (une mobilité découplée du moteur par exemple) et une quantité active qui peut être l'effort appliqué sur une struture de réception de mobilité connue. Dans le contexte de moteurs d'aspirateur, la géométrie et les matériaux de la source ne permettent pas de réaliser des mesures directes. Il est alors proposé de développer une identification indirecte des efforts sur une structure réceptrice connue analytiquement et de donner une approche permettant d'identifier à posteriori le comportement du moteur dans son montage final. La structure réceptrice étudiée est une coque cylindrique modélisée par un opérateur différentiel de Donnell. Celui-ci est alors réduit en fonction de la nature de l'excitation. Par exemple, dans le cas d'un effort radial tournant, cet opérateur se projette naturellement sur l'ordre circonférentiel 1 qui simplifie grandement l'étude puisque le problème devient mono-dimensionnel. Ensuite, l'équation du mouvement est discrétisée par des schémas aux différences finies qui conduisent à la possibilité d'identifier la force tournante appliquée à partir des déplacements vibratoires uniquement radiaux. Après avoir formulé ces différentes étapes, des simulations numériques ont été réalisées pour étudier, notamment, les effets d'instabilités induits par ce type de problème inverse. Comme pour la plupart des problèmes "mal posés", une régularisation a été développée, elle est basée sur un filtrage en nombre d'onde et de règlages des paramètres de régularisation ont été ajustés pour garder une précision suffisante dans la quantification des efforts tout en limitant l'instabilité lorsque les données (déplacmeents vibratoires) sont entachées d'incertitudes de mesure. Enfin, des expérimentations ont été menées, elles ont permis de mettre en avant des difficultés de réalisation du banc et de définir comment les données mesurées doivent être traitées. Accompagnées de mesures de vitesses vibratoires libres d'un moteur, une identification complète de la source à son régime de rotation a été réalisée.

  • Titre traduit

    = Vacuum cleaner noise : sound perception and characterization of the suction unit force


  • Résumé

    This document presents a study which intends to reduce the sound annoyance produced by vacuum cleaners. The first part is a study of sound perception of nine commercial vacuum cleaners. Binaural recordings were presented to listeners who fitted the client profile defined by the manufacturer. For each paired comparison the listener had to judge the agreement and felt efficiency impression. The method of experimental designs was then used to evaluate the results of the listening test. The sound of a vacuum cleaner was modified according to the method of the experimental designs was used to quantify the relative contributions of the various parameters identified as important in acceptance (sound pressure level, high/low frequency balance, emergence). The second part of the thesis relates to the development of a test bench for the comparison and characterization of vacuum cleaner motors which are an important vibration source of the structure. The study consisted in the development of a method for indirect identification of the forces applied to an analytical known structure. This structure is cylindrical, given by the geometry of the motor; its vibration is represented by the differential operator of Donnell. The nature of the excitation allows a simplification of it and led to the identification of the rotating force applied by the engine assuming radial vibratory displacements.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (206 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 161-164

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(4392)
  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc’INSA. Bibliothèque numérique.
  • Non disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.