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Acoustique et défense
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es pilotes d’aéronefs militaires comme les autres
opérateurs de systèmes complexes gèrent une multitude
d’interfaces pour acquérir l’information nécessaire à une
conduite sûre et efficace de leurs missions. La technolo-
gie son 3D
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vise à faciliter ces interfaces homme/machine
en spatialisant les informations auditives présentées dans
le casque des opérateurs. Cette technologie permet de
recréer un environnement sonore virtuel en reproduisant
les indices acoustiques utilisés par notre cerveau pour loca-
liser une source sonore. Il est dès lors possible de redon-
ner à l’opérateur le plein usage de son audition spatiale
pour l’aider à localiser une cible, interpréter une alarme,
gérer ses communications radio, voir l’aider à s’orienter.
Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de prendre en
compte une somme de contraintes techniques et percep-
tives. Dans une première partie, nous présentons les indi-
ces acoustiques de localisation avant de montrer comment
ils peuvent être capturés puis reproduits pour créer le son
3D. Les principales applications du son 3D en environne-
ment aéronautique sont ensuite exposées. Enfin nous nous
focaliserons sur les récents travaux menés sur le son 3D
dans la recherche de défense en France.
1-Le terme son 3D est quelquefois associé à d’autres technologies (Nicol et al,
2008), par exemple les systèmes multi haut-parleurs du home cinéma. Dans cet
article nous nous limiterons au son 3D sous casque, également appelé technologie
« binaurale » ou « synthèse binaurale ».
2-L’azimut est classiquement défini comme l’angle dans le plan horizontal, variant
de 0 à 360°. Cependant les indices binauraux étant identiques que la source soit
devant ou derrière, l’azimut s’entend comme l’angle de la source avec le plan
sagittal, il varie de -90° (directement à gauche) à +90 (directement à droite. Il est
indépendant de la position
La localisation auditive
La localisation d’une source sonore repose sur l’inté-
gration par notre cerveau de plusieurs types d’indices
acoustiques. On distingue les indices binauraux, utilisés
pour déterminer l’azimut de la source sonore (angle dans
le plan horizontal
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), les indices spectraux pour l’éléva-
tion (angle dans le plan vertical) et la distinction avant/
arrière, et les indices dynamiques pour la distinction
avant/arrière.
Les indices binauraux
Les indices binauraux permettent de déterminer l’azimut
de la source sonore. Ils proviennent de l’interaction entre
l’onde acoustique émise par la source sonore et la tête de
l’auditeur. Pour des sons hautes fréquences, la longueur
d’onde est petite par rapport à la tête qui agit comme
un obstacle absorbant une partie de l’énergie sonore
et produisant un effet «d’ombre acoustique» : l’intensité
sonore est alors plus importante au niveau de l’oreille la
plus proche de la source qu’au niveau de l’oreille la plus
éloignée d’où une différence interaurale d’intensité (DII).
L’effet d’ombre acoustique diminue avec la fréquence :
par exemple, pour une position de la source sur l’axe inte-
raural (droite passant par les 2 oreilles), la DII est d’envi-
ron 35 dB à 10 kHz et de 10 dB à 3 kHz [1]. Aux alentours
de 1,5 kHz, la longueur d’onde est suffisamment grande
par rapport à la tête pour la contourner, et les DII devien-
nent négligeables.
Le son 3D comme interface homme/machine
en milieu aéronautique
Louis-Ferdinand Pardo, Serge Ficheux
Guillaume Andéol, David Sarafian,
Lionel Pellieux, Corinne Roumes
Institut de recherche biomédicale des Armées (IRBA)
Base Aérienne 217
BP 73
91223 Brétigny sur Orge
E-mail :
Anne Guillaume
Laboratoire d’accidentologie et de biomécanique
(LAB)
132, rue des Suisses
92000 Nanterre
Résumé
Le son 3D est une technologie visant à restituer sous casque les indices acoustiques
de localisation pour recréer un espace sonore virtuel. Cette technologie est en cours
d’introduction au sein des interfaces homme/machine en aéronautique civile et
militaire pour faciliter la gestion des alarmes et des communications radios.
Après un rappel sur les indices physiques permettant la localisation auditive,
la technologie son 3D et ses applications sont présentées. Enfin, les aspects liés
aux contraintes perceptives de l’auditeur sont évoqués au travers d’études récentes
menées dans le milieu de la recherche de défense française.
Abstract
3D sound aims to reproduce, in the headset, the acoustic localization cues to re create
a virtual auditory space. This technology is being introduced in the human/system
interfaces in civil and military aeronautics environments to facilitate warning systems
and radio communication management. After reminding the acoustic cues involved
in sound localization, we introduce 3D sound and its applications. Finally, we mention
recent studies in French defense research about listener perception issues.
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