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Spécial “Design Sonore”
Acoustique
&
Techniques n° 41
Résultats
Grâce aux échanges avec les fournisseurs, nous avons pu
mieux comprendre comment chacune des technologies produit
le son. Il convient de distinguer deux aspects: la génération du
son à partir de la tension électrique, et l’émission du son.
Lorsque le son est produit par l’électronique du tableau de
bord, l’émetteur sonore peut être soit un buzzer, de type
piézoélectrique ou magnétique, soit un haut-parleur. Alors
que la réponse fréquentielle du buzzer présente des pics
très marqués (sur la fréquence propre fondamentale et ses
harmoniques), la réponse du haut-parleur est plus régulière,
particulièrement dans les hautes fréquences, comme le montre
la Figure 3. Les performances de l’émetteur sonore dépendent
de la rigidité de sa fixation et du volume d’air disponible dans
son voisinage immédiat. Notons que certaines recherches
consistent à accroître l’efficacité des émetteurs sonores
piézoélectriques (cf. [7]).
Nous nous intéressons dorénavant au cas où le générateur
sonore est installé dans le microprocesseur. Un générateur
sonore classiquement utilisé est capable de jouer uniquement
des sons monophoniques, les caractéristiques de chaque
« note » étant les suivantes (illustration en Figure 4) :
• Durée totale : elle est définie par la durée du signal de PWM
(pulse width modulation) ;
• Fréquence : c’est l’inverse de la durée entre deux fronts
montants du signal de PWM;
• Niveau : lorsque l’émetteur utilisé est un buzzer, le niveau
est ajusté en changeant la durée des pics ; lorsqu’il s'agit d'un
haut-parleur, le niveau peut aussi être modifié en changeant
l’amplitude de la tension ;
• Amortissement : il est possible d’ajouter un amortissement à
la fin du son, ce qui donne un rendu dit « effet gong ». Notons
que la durée de la phase d’amortissement dépend de la
fréquence, ce qui ne facilite pas le travail de design sonore.
Il est, par ailleurs, important de souligner que le paramètre
d’attaque de la note ne peut pas être modifié, alors que celui-
ci est très important pour le timbre.
Les différents générateurs sonores proposés par les
fournisseurs ne présentent pas tous la même latitude de
réglage des différentes caractéristiques. Par exemple, le
nombre de fréquences utilisables peut être limité à 100, ce
qui ne permet pas toujours de former une quinte parfaite
entre deux notes.
Ceci étant, en étendant les capacités du générateur sonore
(latitudes de réglage élargies), l’un des fournisseurs a
néanmoins réussi à créer des sons relativement proches de
leurs cibles.
Conclusion
Le premier objectif de cette étape consistait à implémenter
les nouveaux dans le véhicule. Il s’est finalement avéré que
la méthode, qui a consisté à proposer des sons cibles
aux fournisseurs de tableau de bord et à leur demander
de transposer les sons dans leur technologie, a eu deux
conséquences majeures.
Tout d’abord, comme il était prévisible, cela nous a permis
de mieux connaître le fonctionnement du système utilisé sur
véhicule.
De plus, aussi bien les ingénieurs électroniciens que les
fournisseurs, ont eu l’opportunité de découvrir des capacités
jusqu’à présent insoupçonnées des composants électroniques
qu’ils utilisent habituellement. Dans les véhicules actuellement
vendus par Renault, les sons électroniques sont composés
d’une ou deux notes, dont on ajuste uniquement la durée et la
fréquence (le niveau est systématiquement réglé au maximum
et il n’y a pas d’amortissement). Grâce à cette étude, nous
sommes désormais capables de mettre au point les sons
en jouant sur quatre paramètres (durée, fréquence, mais
aussi niveau et amortissement), et en profitant de plus larges
latitudes d’ajustement.
Nous pouvons ainsi espérer améliorer la sonorité du
clignotant, ainsi que des autres interfaces homme machine
sonores, et cela sans surcoût. La prochaine étape consistera
à utiliser le système audio pour restituer les sons, ce qui
offrira des possibilités nouvelles : bande passante plus large,
étendue plus particulièrement vers les basses fréquences,
possibilité de changer l’attaque et de créer des sons
polyphoniques.
Fig. 3 : Réponse fréquentielle de deux versions
de buzzers (courbes rouge et bleue) et
d’un haut-parleur (courbe noire)
Fig. 4 : Caractéristiques sonores (en italique)
produites par le signal de PWM
Interfaces Homme Machine dans l’Automobile : Impact Technologique du Design Sonore