Perception et confort acoustiques des systèmes de traitement d'air

par Antoine Minard

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Anas Sakout et de Jean-Jacques Embrechts.

Soutenue le 26-03-2013

à La Rochelle en cotutelle avec l'Université de Liege , dans le cadre de Sciences et ingénierie en matériaux mécanique énergétique et aéronautique .

Le président du jury était Jacques G. Verly.

Le jury était composé de Francette Fournier.

Les rapporteurs étaient Sabine Meunier, Etienne Parizet.


  • Résumé

    Cette thèse a pour but d’étudier le confort acoustique ressenti par les usagers de systèmes de traitement d’air (STA), tels que les systèmes de climatisation installés en bureaux de différentes tailles, en prenant en compte les facteurs environnementaux liés au contexte particulier d’usage de ces produits. À l’origine s’est présenté le besoin industriel d’une norme fiable d’évaluation des sons émis par les STA, pour offrir une représentation plus fidèle de la perception que le seul standard existant aujourd’hui : le niveau acoustique émis exprimé en dBA. Ce contexte impose en premier lieu une étude approfondie de la perception des sons de STA tels qu’émis par les appareils. Ainsi, une démarche rigoureuse a été suivie allant du recueil d’un nombre conséquent d’enregistrements de sons de STA jusqu’à l’établissement d’une métrique robuste de prédiction de la qualité sonore perçue. Pour ce faire, ont tout d’abord été établies les différentes familles perceptives qui constituent l’ensemble des enregistrements de sons de STA effectués. De cet ensemble de familles a été extrait un corpus de travail permettant une complète représentativité des différents types de sons émis par les STA. Les attributs auditifs pertinents pour la description perceptive de ce corpus sonore ont ensuite été identifiés en appliquant les principes de l’étude du timbre musical, déjà adoptés avec succès pour la description d’autres types de sons de l’environnement. Ces attributs auditifs ont enfin servi de base descriptive pour expliquer les préférences des auditeurs vis-à-vis des sons de STA afin d’établir un prédicteur efficace de la qualité sonore à l’aide de descripteurs audio. Dans un second temps, afin de prendre en considération le contexte écologique des STA, l’influence de deux facteurs environnementaux sur l’évaluation de la qualité sonore des STA a été étudiée dans le but d’en évaluer l’importance sur le ressenti des usagers. D’une part, comme les STA étudiés sont des appareils exclusivement installés en intérieur (bureaux), l’effet de la réverbération sur l’évaluation de la qualité sonore a été étudié à l’aide d’un système d’auralisation permettant de reproduire virtuellement la réponse acoustique d’une salle. D’autre part, l’influence du contexte attentionnel des auditeurs sur la qualité sonore perçue a été évaluée à l’aide d’une étude comparative de différentes situations d’écoute. En effet, on observe que la perception du son émis par les STA se traduit typiquement par une forme de perturbation de leur occupation quotidienne.. Il est donc apparu pertinent d’évaluer à quel point le degré d’attention portée sur le son influe sur l’évaluation de la qualité sonore par les auditeurs. Ainsi nous avons pu établir dans quelles mesures et selon quelles limites le prédicteur de qualité sonore établi peut représenter fidèlement le confort ressenti par les usagers dans un contexte offrant un meilleur degré de validité écologique que les conditions habituelles de laboratoire.

  • Titre traduit

    Acoustic perception and comfort of air-treatment systems


  • Résumé

    This thesis addresses the perceived acoustic comfort of Air-Treatment Systems (ATS), such as air-conditioners installed in offices, by taking into account the environmental factors related to the specific context of ATS usage. The only existing standard to evaluate the sounds emitted by ATS, which is the emitted sound level in dBA, is only loosely related to perception. Therefore, the need of manufacturers for a more reliable standard arises. This implies a thorough study of the perception of the sound of ATS as it is emitted. A precise methodology was then followed: it includes first collecting a high number of ATS sound recordings, up to finally developing a robust metrics to predict the perceived sound quality. For that purpose, different perceptual categories were first identified to constitute the recording database of ATS sounds. A corpus considered as fully representative of the different types of emitted sounds was then extracted from the recording database. Current principles of musical timbre description have already proved to be adequate to other types of environmental sounds; by applying these principles, the relevant auditive attributes for the corpus perceptual description were identified. In order to develop an efficient sound quality predictor through audio features calculation, prominent features based on these auditive attributes were identified that explain the listeners’ preferences among ATS sounds. The ecological context of ATS was examined in a second step. Two environmental factors were addressed in the context of ATS sound quality evaluation to ponder their importance in the listeners’ perception. As the ATS under study are exclusively indoor systems designed for offices, the effect of reverberation on sound quality evaluation was first studied; for that purpose, an auralization tool was used to simulate room acoustic response. The influence of listeners’ attention context on perceived sound quality was then evaluated through a comparative study of various listening conditions. As a matter of fact, the sound emitted by ATS in real conditions is perceived as a perturbation of current activities. It is therefore relevant to evaluate how deeply the degree of attention related to the sound affects listeners as regards their perception of acoustic quality. Eventually, the relevance of the proposed sound quality predictor to comfort perception was assessed in conditions more ecologically representative than usual laboratory environment.


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