Détection de signaux émergents au sein d'habitacles : mesures et modélisation

• Auteur / Autrice : Françoise Dubois
• Direction : Philippe Herzog, Sabine Meunier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance le 19/07/2011
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Herzog, Sabine Meunier, Wolfgang Ellermeier, Reinhard Weber, Etienne Parizet, Frédéric Lebon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Wolfgang Ellermeier, Reinhard Weber

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détection du signal

Psychoacoustique

Simulation, Méthodes de

Mots clés libres

Psychoacoustique

Masquage simultané

Modèles de détection

Qualité sonore

Psychoacoustics

Auditory masking

Audibility models

Sound quality

Résumé

La caractérisation du ressenti global du bruit intérieur d’habitacle passe par la définition des conditions conduisant à l’audibilité de ces composantes fréquentielles, émergeant du bruit de fond. Mon travail de thèse s’est attaché à décomposer les situations de masquage pouvant apparaître au sein d’automobile ou de train, en complexifiant progressivement les stimuli au cours des mesures de masquage, en laboratoire. Un certain nombre de choix méthodologiques ont dû être effectués, limitant l’étude aux sons stationnaires, sans modulation d’amplitude, sans déphasage entre les oreilles.Nous nous sommes confrontés tout d’abord à la question du mode de reproduction. Nous avons souligné les difficultés rencontrées lors de la mesure de l’étalonnage des casques d’écoute. Nous avons validé l’écoute au casque étalonné au tympan, en comparant les mesures de seuils masqués de sons purs dans un bruit large bande, à une écoute en chambre sourde, face à une enceinte monophonique.Ensuite, nous avons complexifié le contenu spectral du masque en présentant des bruits comportant des tonalités marquées. Plusieurs modèles perceptifs ont été testés de façon à prédire l’élévation des seuils mesurés.Enfin, nous avons étudié l’amélioration à la détection d’un signal multifréquentiel et développé un modèle, issu de la théorie de la détection du signal, applicable aux signaux présentant des différences en niveau entre les composantes. L’influence du bruit masquant a également été révélé par la mesure de seuils de signaux multifréquentiels dans un bruit d’habitacle automobile. Un unique modèle de détection de signaux émergents, applicable aux signaux stationnaires, a été proposé. Ces travaux ouvrent de nombreuses perspectives, comme la poursuite du travail sur les émergences multifréquentielles, la prise en compte de la relation de phase entre les oreilles, l'étude des sons non stationnaires ou les phénomènes attentionels.

Emergences like tonal components take part in automobile and railroad acoustic comfort. These signals are totally or partially masked by the background noise, of automobile or train coaches. Determining the audibility of spectrally complex signals in a complex broadband noise masker, with tonalities or not, is yet an unanswered question and an industry expectation to characterize the overall sound quality of train/car cabins. The purpose of my PhD thesis was to measure detection thresholds for tones or complex tones, masked by a broadband noise, with pronounced tonal components or not. Several choices must have been performed, restricting study to stationary sounds, without modulation of amplitude, without inter-aural phase differences.First, different methods of sound reproduction are compared measuring detection thresholds. We underlined difficulties met during the measure of the calibration of headphones We validated the eardrum calibration, by comparing detection thresholds of pure sounds in a broad band noise, in a anechoic room, in front of a monophonic loudspeaker.Then, the masking thresholds of pure tones in the presence of maskers with pronounced tonal components are measured. Several perceptual models were tested in order to predict the elevation of the measured thresholds.Finally, we studied the improvement in detection of a multitone complex and developed a model to predict masking thresholds, based on the statistical summation model, applicable to multicomponent signals with differences in level between components. The influence of tonalities have been revealed with the car cabin noise.A threshold model, applicable to the stationary sounds, is proposed. Several perspectives are discussed, from time-variant signals to inter-aural differences or attention phenomena for example.