De l’étude du confort sonore de l’habitacle du véhicule électrique à son amélioration par l’acoustique augmentée

From the study of noise comfort in the cabin of the electric vehicle to improving it through augmented acoustics

• Auteur / Autrice : Matthieu Duroyon
• Direction : Nicolas Dauchez, Nicolas Misdariis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique et Vibrations : Unité de recherche en Mécanique - Laboratoire Roberval (FRE UTC - CNRS 2012)
• Date : Soutenance le 14/03/2025
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche en mécanique acoustique et matériaux / Laboratoire Roberval

Mots clés

Mots clés contrôlés

Son -- Absorption

Lutte contre le bruit

Effets sonores

Isolation acoustique

Habitacles

Véhicules électriques

Vibrations

Génie acoustique

Acoustique

Design sonore

Mots clés libres

Acoustique augmentée

Confort sonore

Lexiques

Environnement sonore

Best–worst scaling (BWS)

Sound design

Vibrations

Augmented acoustics

Electric vehicles

Sound comfort

Glossaries

Best–worst scaling (BWS)

Soundproofing

Acoustical engineering

Absorption of sound

Résumé

Les progrès récents de l’insonorisation des habitacles dans l’automobile ainsi que l’avènement de la motorisation électrique, silencieuse, ont durablement transformé l’expérience sonore de l’utilisateur et remettent en question les acquis du confort, et notamment du confort sonore. Cette thèse a pour objectif d’explorer le confort sonore dans cet environnement. Pour cela un travail de littérature scientifique permet de clarifier et définir cette notion de confort sonore, et de mettre en évidence les outils adaptés pour traiter et identifier l’émergence de sources sonores, auparavant masquées ou inexistantes tout en prenant en compte la place particulière du son dans un milieu comme l’automobile. Cette thèse se structure en trois parties distinctes et complémentaires. La première aborde le point de la description de l’environnement sonore à travers un travail d’interviews avec des spécialistes automobiles du son, sur les descripteurs du son. Ce travail aboutit à la construction d’un lexique en suivant un paradigme élaboré au sein de l’équipe PDS (Perception et Design Sonores), le paradigme SpeaK [1, 2]. La deuxième partie de la thèse s’attelle à améliorer le confort sonore d’une situation sonore précise, comportant un son décrit comme désagréable ou gênant. La solution explorée consiste à ajouter des sons conçus suivant différentes typologies de masquage, appelées masquage énergétique, masquage par habillage et masquage attentionnel. Parmi ces différentes typologies, des masques sont alors créés grâce à un synthétiseur paramétrique développé spécifiquement pour cette tâche. Une étude perceptive en atmosphère contrôlée, utilisant une méthodologie Best-Worst Scaling est alors menée. Cette étude, menée avec 50 participants, permet de quantifier les différences entre ces typologies sur deux dimensions évaluées : la détectabilité du défaut et l’agréabilité de l’environnement sonore [3]. À l’issue de cette étude, une perspective d’expérience in-situ pour confronter les résultats, ainsi que la mise en lumière de limites et d’améliorations possibles de la méthode expérimentale sont proposées.

Recent advances in cabin soundproofing in automobiles, along with the generalization of electric motors, silent, have profoundly transformed the user’s auditory experience and challenged established notions of comfort, particularly sonic comfort. This thesis aims to explore the concept of sonic comfort in this context. To achieve this, a review of the scientific literature is conducted to clarify and define this notion of sonic comfort. This also enables to identify the tools suited to analyze and detect the emergence of sound sources that were previously masked or nonexistent, while considering the unique role of sound in the automotive environment. This thesis is structured into three distinct and complementary parts. The first part addresses the description of the sound environment through a series of interviews with sound automotive specialists, focusing on sound descriptors. This work results in the development of a lexicon based on a paradigm designed within the PDS (Perception et Design Sonores) team, known as the SpeaK paradigm [1, 2]. The second part of the thesis focuses on improving the sonic comfort of a specific situation characterized by a sound described as unpleasant or bothersome. The proposed solution involves adding sounds designed according to different masking typologies, referred to as Energetic, Habillage, and Attentional masking. Among these typologies, masks are created using a parametric synthesizer developed specifically for this purpose. A perceptual study in a controlled environment, employing a Best-Worst Scaling methodology, is then conducted. This study, carried out with 50 participants, quantifies the differences between these methodologies across two evaluated dimensions : defect detectability and scene pleasantness [3]. Following this study, a perspective for in situ experiments to validate the results, as well as insights into the limitations and possible improvements of the experimental method, are proposed.