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Spécial « Congrès Acoustics 2012 »
Étude expérimentale d’égalisation modale d’une salle aux basses fréquences à l’aide d’absorbeurs électroacoustiques actifs
Ces différents phénomènes physiques vont alors contri-
buer à détériorer la reproduction sonore dans les domai-
nes fréquentiel, spatial et temporel [2].
Les dispositifs techniques de l’état de l’art destinés à l’ab-
sorption d’énergie sonore, comme des matériaux poreux
ou des résonateurs acoustiques, ne permettent malheu-
reusement pas de dissiper l’énergie acoustique de manière
efficace dans la plage de fréquences susmentionnée. Des
panneaux fléchissant ou des résonateurs de Helmholtz
peuvent parfois être utilisés pour traiter les basses fréquen-
ces [3]. Toutefois ils sont généralement trop encombrants,
ce qui rend cette option inexploitable dans la plupart des
situations. Une alternative est l’utilisation de bass-traps,
qui sont des résonateurs à membrane accordés à une
fréquence relativement basse pour laquelle ils peuvent
être totalement absorbants. Néanmoins, leurs perfor-
mances sont limitées en termes de sélectivité fréquen-
tielle, en raison du facteur de qualité de la résonance qui
ne peut être contrôlé de manière passive. Par ailleurs,
ces dispositifs restent généralement relativement volu-
mineux et par conséquent, ils sont peu utilisés dans les
petites salles.
Les «absorbeurs électroacoustiques» sont alors présen-
tés comme solution alternative pour l’égalisation modale
d’une salle [4,5]. L’idée générale de ce concept est de
contrôler l’impédance acoustique d’une membrane, à des
emplacements stratégiques dans la salle, où les ventres
de pression acoustique sont particulièrement prononcés
(généralement les coins d’une salle). Ces absorbeurs
électroacoustiques sont simplement des haut-parleurs en
enceinte close, dont la dynamique mécanique peut être
altérée en leur connectant une charge électrique appro-
priée. Cette charge peut soit être un simple dipôle élec-
trique passif, ou bien un dispositif de contrôle actif d’im-
pédance acoustique utilisant des contre-réactions sur des
grandeurs acoustiques mesurées devant la membrane [6].
La nature résonante de la membrane du haut-parleur est
alors artificiellement modifiée pour devenir un résonateur
acoustique actif, où ses propriétés d’absorption acous-
tique sont contrôlées. Ainsi, la faculté du haut-parleur à
absorber l’énergie acoustique peut être significativement
améliorée en modifiant le facteur de qualité de sa réso-
nance naturelle autour de sa résonance mécanique, où
la membrane est essentiellement résistive.
Le contrôle consiste donc principalement à ajouter des
pertes électriques par le biais de techniques passives
(shunt résistif) ou semi-actives (contrôle direct d’impé-
dance acoustique). En outre, le choix du transducteur se
porte naturellement vers des haut-parleurs électrodyna-
miques à bobine mobile pour plusieurs raisons : sa dispo-
nibilité immédiate, son coût relativement faible, et ses
propriétés électromécaniques qui favorisent le contrôle
par des résistances autour de la résonance mécanique,
permettant de modifier la dynamique du transducteur de
manière relativement simple.
Absorbeurs électroacoustiques
Description générale du concept d’absorbeur
électroacoustique
Comme il a été mentionné préalablement, un absor-
beur électroacoustique est un haut-parleur, ici en
enceinte close, auquel est connectée une charge élec-
trique, comme illustré sur la figure 2. Cette charge
peut être un simple dipôle électrique, par exemple
une résistance, ou un dispositif de contrôle actif d’im-
pédance acoustique, incluant des capteurs de pres-
sion et de vitesse et des circuits d’amplification.
Avec un tel dispositif électrique, la dynamique de la
membrane peut être modifiée de manière semi-active
ou active, permettant ainsi de la rendre absorbante
vis-à-vis des ondes de pression acoustique exogènes.
Fig. 1: a) Niveaux de pression acoustique produits par un même haut-parleur excité par une source de bruit blanc dans différents locaux
dans la salle anéchoïque de l’EPFL (1), et dans la salle réverbérante de l’EPFL, en 2 positions (2) et (3)) (source [4]) ;
b) Distribution du niveau de pression acoustique dans la salle réverbérante de l’EPFL excitée sur son mode propre (1,1,0) à 34,9 Hz
(simulation réalisée à l’aide du logiciel Comsol Multiphysics)
a) Sound pressure levels produced by the same speaker excited by a white noise source in different rooms in the EPFL anechoïc
chamber (1), and in the EPFL reverberation room, on 2 positions (2) & (3) (source [4]); b) Distribution of the sound pressure levels in
the reverberation room excited on his own mode (1,1,0) at 39.4 Hz (simulation preformed using the Comsol Multiphysics software)
