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Spécial “ CFM 2007 ”
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Acoustique
&
Techniques n° 50
Psychomécanique appliquée aux Trains à Grande Vitesse
moins il y a de modes excités, plus le signal a un caractère
tonal. La figure 6-b présente les spectres correspondants aux
points les plus extrêmes de la première dimension. Ces deux
graphiques montrent que la densité modale du son 1 est en
effet plus importante que celle du son 9.
Pour la deuxième dimension, les auditeurs ont discriminé
les stimuli selon la position relative des modes dans le
spectre. Cette caractéristique, relative au timbre et plus
particulièrement à la brillance des stimuli, est reliée au centre
de gravité spectral. Cette analyse montre aussi que pour
un couple de point d’impact/point d’écoute donné, plus le
coefficient de réflexion est élevé, plus le centre de gravité
spectral est bas. L’effet de la cavité est donc perçu par une
élévation du niveau des basses fréquences.
La troisième dimension fut la dimension la plus difficile à
déterminer. Contrairement aux deux dimensions précédentes,
elle est reliée à l’évolution temporelle des signaux
qui est plus ou moins modulée.
Enfin, d’un point de vue numérique, ce type
d’analyse indique aussi le nombre minimal de
sources images nécessaire au calcul de la
fonction de Green à partir duquel la précision
ne devient plus perceptible. Comme on peut s’y
attendre, la discrimination entre stimuli sur le
nombre d’images est d’autant plus grande que
le coefficient de réflexion est élevé. En effet, on
peut voir par exemple sur la figure 6-a que la
distance entre les stimuli 4 et 5 est faible (b =
0,5) contrairement à la distance entre les stimuli
7 et 14 (b = 0,9).
Conclusions
Nous venons de voir les étapes d’une étude
de psychomécanique. La modél isat ion
vibroacoustique des deux structures en question
a été réalisée grâce à une méthode modale
analytique pour le système le plus académique
et une méthode modale expérimentale pour
le système industriel. Chacune de ces deux
modélisations permet une resynthèse de signaux
correspondant à une modification d’un paramètre
physique. Les tests psychoacoustiques montrent
alors quelle est son influence sur la perception.
Actuellement, un test perceptif de dissemblance
est mené sur des sons (entre 0 et 200 Hz)
enregistrés à l’intérieur d’un TGV Duplex (2
niveaux) et d’un TGV Réseau (1 niveau). Les
premiers résultats montrent l’influence de
l’excitation due au contact roue-rail et de la
présence de très basses fréquences. Pour le
système plaque/cavité, les prochains tests
psychoacoustiques détermineront l’influence du
revêtement de la cavité ou du matériau de la
plaque et pour le TGV, l’importance perceptive
des modes identifiés avec l’analyse modale. Pour
la SNCF, la finalité de ces travaux est de quantifier
l’impact des principaux choix de conception
(matériaux, dimensions) des voitures voyageurs
sur le confort acoustique à bord.
Références bibliographiques
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acoustic natural modes and forced response to sinusoidal excitation, including
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Peeters, B., De Roeck, G. Reference-Based stochastic subspace identification for
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Fig. 6 : Les deux premières dimensions de l’espace perceptif obtenu avec le
test de dissemblance. Les stimuli sont notés de 1 à 15. Sur le graphique
a, les stimuli contenus dans la même ellipse correspondent aux sons
avec le même couple (point d’impact/point d’écoute). Les stimuli
avec la même forme géométrique correspondent aux sons produits
avec le même coefficient de réflexion (pas de forme : 0 ; rectangle :
0,1 ; cercle : 0,3 ; carré : 0,5 ; triangle : 0,7 ; pentagone : 0,9). Les
stimuli dans une même ellipse, avec la même forme, correspondent à
différents nombre d’images dans le calcul de la fonction de Green. Sur
le graphique b, le spectre des signaux 1 et 9 est affiché afin de mieux
comprendre le caractère tonal/bruité de la première dimension.