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Spécial “Design Sonore”
17
Acoustique
&
Techniques n° 41
Design de l’ambiance sonore d’un véhicule automobile
Méthode et outil pour le contrôle de la coloration moteur
Mesure et analyse : déconstruction du signal
original
La première étape de la démarche de design sonore consiste
à comprendre la composition du son mesuré dans l’habitacle
en roulage. Dans un premier temps, on enregistre le bruit
habitacle dans différentes situations de vie à l’aide d’une
tête artificielle. Une représentation temps – fréquence nous
permet de poser l’hypothèse que la partie harmonique du
signal (les harmoniques moteur) jouent un rôle important dans
la perception du bruit véhicule.
Pour analyser finement les contributions des harmoniques
moteur au typage sonore, il est nécessaire de décomposer le
son de façon à en isoler la partie harmonique. Nous utilisons
pour cela le programme ADDITIVE développé par l’IRCAM
qui extrait les caractéristiques des harmoniques (fréquence,
amplitude et phase) en fonction du régime moteur. ADDITIVE
extrait également un “bruit résiduel” correspondant au signal
original auquel on à soustrait les composantes harmoniques
détectées. Cette analyse est détaillée à la Fig. 2.
Une fois le son décomposé, l’étape suivante consiste le rejouer
et à contrôler en temps réel ses principaux paramètres.
Resynthèse – Etape 1 : rejeu paramétrique d’un
son enregistré
Principe
Nous souhaitons construire un outil qui rejoue le son enregistré
et permet le contrôle en temps réel de paramètres tels que
les niveau des harmoniques moteur, le niveau de bruit ou
encore des filtrage simples. Pour cela, la plateforme JMAX
de l’IRCAM (environnement de programmation modulaire pour
traitement du signal audio en temps réel) nous apporte une
solution idéale. Ainsi, nous avons construit HARTIS (HArmonic
Real TIme Synthesis) qui permet de resynthétiser n’importe
quel son préalablement analysé.
La resynthèse de la partie harmonique est
réalisée par synthèse additive (algorithme
FMO de JMAX) [3]. Pour la partie bruitée,
on utilise l’algorithme Smooth Overlap
Granular Synthesis [4]. Avec HARTIS
nous pouvons simuler différents profils
harmoniques et différents équilibrages de
sources (Fig. 3).
Application
L’intérêt de HARTIS est de
pouvoir étudier l’influence de
paramètres du signal sur la
perception de l’identité sonore.
Des bases de sons entièrement
paramétrées peuvent être
construites pour la mise en
place de tests perceptifs sur
un attribut auditif particulier.
[ E x e m p l e ] D a n s u n e
approche purement signal
(en s’af f ranchissant des
contraintes techniques), on
peut atténuer très fortement
l’harmonique 2 du régime
moteur (due au processus de
combustion) et amplifier les
harmoniques d’ordre plus élevé
pour transformer un son “lisse” et “bourdonnant” en un son
plus “métallique “et “rugueux “correspondant à un typage
sportif identifié dans les études précédentes [1] (Fig. 4).
Fig. 1 : Représentation temps – fréquence (voie gauche)
d’un signal par un un algorithme FFT glissant. Le
signal a été mesuré dans une voiture en accélération
avec un mannequin acoustique en position
passager avant. On observe que les fréquences des
harmoniques augmentent avec le régime moteur.
Fig. 2 : Analyse. Le son enregistré est décomposé
en une partie harmonique (son wav et fichier
texte) et une partie bruitée (son wav) avec le
programme ADDITIVE. Ces deux parties sont
utilisées pour resynthétiser le bruit du véhicule.
Fig. 3 : Interface utilisateur de HARTIS. Après initialisation,
plusieurs véhicules peuvent être chargés et rejoués
automatiquement ou manuellement. Le niveau
global du moteur et du bruit (aérodynamique +
roulement) peuvent être contrôlés indépendamment