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Spécial “ CFM 2007 ”
29
Acoustique
&
Techniques n° 50
Une étude expérimentale du pompage énergétique en acoustique
Réduction du niveau sonore grâce au pompage
Afin d’observer clairement la réduction du niveau sonore
obtenue dans le tube grâce au pompage, nous avons
enregistré les signaux dans deux configurations : la première
juste avant l’apparition du pompage et la seconde juste après,
si bien que, dans les deux cas, le niveau de la source est
sensiblement le même. Nous observons sur la figure 6 une
diminution d’un facteur deux de l’amplitude sonore dans le
tube associée à une nette augmentation des vibrations de la
membrane lorsque le pompage est actif.
Comportements impulsionnels
Pour exciter le système, nous utilisons un générateur et un
haut-parleur relié au tube par l’intermédiaire d’une boîte de
couplage. Expérimentalement, nous ne pouvons pas utiliser
une simple impulsion pour initier le pompage et observer
une réponse impulsionnelle. À la place, nous utilisons une
excitation harmonique à la fréquence naturelle de l’oscillateur
linéaire que nous coupons soudainement pour observer
ensuite les oscillations libres du système. Dans le cas de la
figure 7 A, nous sommes sous le seuil de pompage et nous
pouvons observer une décroissance exponentielle classique
de la pression dans le tube. Pour une valeur plus importante
de l’énergie initiale fournie au système, nous obtenons le
phénomène de pompage (figure 7 B) et nous pouvons voir
une décroissance quasi linéaire de la pression dans le tube,
alors que la membrane continue d’osciller avec une amplitude
quasi constante. Le fait inhabituel à noter est que l’impulsion
la plus importante (au-dessus du seuil de pompage) est
plus rapidement dissipée que celle d’intensité plus faible
(sous le seuil). Ajoutons que le pompage énergétique agit
Fig. 5 : Capture de résonance : zoom de la figure 4 pour observer les phases des signaux sans
pompage (à gauche) et avec pompage (à droite). Le trait plein correspond à la voie 2 (pression
au milieu du tube) et le trait pointillé correspond à la voie 3 (vitesse du centre de la membrane).
Fig. 6 : Observation de la réduction du niveau sonore dans le tube due au pompage énergétique. Pour un même niveau
d’entrée, nous avons à gauche le régime sans pompage et à droite le régime avec pompage. Les voies 1, 2 et 3
correspondent toujours respectivement au signal d’entrée, à la mesure de la pression au milieu du tube et à la
mesure de la vitesse du centre de la membrane. Le temps (s) est en abscisse et l’amplitude (V) en ordonnée.