Zoom sur l’acoustique

L’acoustique est la science du son. Elle étudie les propriétés des vibrations des particules d’un milieu susceptible d’engendrer des sons, infrasons, ultrasons, de les propager et de les faire percevoir*.  Elle fait appel à des notions de mécanique des fluides, de mécanique vibratoire, de mécanique des solides, etc.

« Un niveau de bruit s’apprécie par rapport à une norme alors que la qualité sonore – aiguë et grave – reste une notion subjective » précise Christian Clerc, Directeur scientifique de la SRC Vibratec. Le métier de la SRC Vibratec consiste à réduire les émissions sonores en agissant avant tout sur la source, puis sur les voies de transfert. Par exemple, réduire la propagation des vibrations entre le moteur d’un véhicule et sa carrosserie.

Il existe deux mécanismes dans le transfert du bruit d’une machine :

• le transfert aérien : le bruit rayonné directement par la machine
• le transfert solidien : les vibrations de la machines sont transmises à sa structure support qui se met à rayonner du bruit.

Ce dernier est souvent prédominant du fait d’une surface émettrice plus importante que celle de la source. L’objectif est donc de réduire les vibrations.

Pour Bernard Béguet, Coordinateur R&D de la SRC Avnir Engineering, « le bruit sert à identifier un défaut. En effet, nous utilisons l’acoustique pour faire du contrôle. Par exemple, dans le BTP nous contrôlons la résistance des planches qui servent à la construction de maisons en bois. L’acoustique nous permet de réduire les incertitudes et, par exemple, de repérer des pièces non conformes pour les écarter du flux de production. Plus que le niveau global, l’oreille est sensible à des émergences dans le domaine fréquentiel – on parle de sifflement – ou dans le domaine temporel. Un son continu de 50dB ne sera pas gênant alors qu’un bruit de 40dB avec une variation de +/- 10% sera gênant. Le défi technologique de l’acoustique est de trouver le bon paramètre lié à l’écoute. Chez Avnir Engineering, la réduction des bruits est essentielle en particulier pour le secteur aéronautique, cœur d’activité de la SRC. En effet, les aéroports vont bientôt mettre en place des taxes en fonction des bruits émis par les appareils ».

Une science pluridisciplinaire

La finalité est le confort ou la santé des usagers – et l’impact sur les riverains – mais dans des applications de défense, il peut s’agir de furtivité ou de discrétion acoustique.

« Quelquefois on s’intéresse non seulement au niveau de bruit mais également à sa coloration. Certains constructeurs utilisent les haut-parleurs de l’autoradio pour modifier la perception acoustique du moteur » explique Christian Clerc.

L’acoustique est devenue un enjeu particulièrement important pour les industriels qui souhaitent réduire leur impact environnemental. Mais, la performance acoustique ne doit pas dégrader les performances mécaniques, thermiques, de résistance, etc. L’acoustique doit donc être positionnée dans son environnement et demande de maitriser suffisamment les autres sciences impliquées comme la mécanique des fluides ou l’électromagnétisme pour être capable de prendre en compte leurs interactions.

Dans le cadre du projet ASCOOT, Vibratec, IFSTTAR et Peugeot Scooters se sont intéressés au bruit généré par les véhicules deux roues, généralement moins bien acceptés par les riverains. Ils ont développé des méthodologies permettant de réduire le niveau de bruit global et la perception sonore des deux roues en milieu urbain sans altérer les performances moteurs.

« C’est la première fois que le lien est fait entre les paramètres de conception du véhicule, sa performance objective, et sa perception – psycho-acoustique – par les riverains » précise Christian Clerc.

Cette recherche a permis à IFFSTAR de développer un modèle de 2 roues dans son logiciel de prédiction de bruit de trafic et de mener des études de perception sur un large panel de riverains, à Peugeot Scooters d’établir un guide de conception et à la SRC Vibratec d’améliorer sa connaissance des 2 roues et ses méthodes – Imagerie acoustique, dimensionnement de silencieux, analyse des voies de transfert – de conception silencieuse.

Vers une certification virtuelle

Pour répondre à la demande des industriels de réduire les coûts et délais liés aux essais de certification, notamment dans le domaine ferroviaire, la SRC Vibratec contribue au développement d’outils de certification virtuelle. L’enjeu est de développer des logiciels de prédiction permettant un calcul suffisamment robuste du bruit rayonné pour se passer d’essais en roulage.

MicrodB, filiale du groupe Vibratec, a développé une solution d’antenne acoustique autonome couplant l’audio et la vidéo : le Noise Scanner. Ce système portatif permet par l’écoute du son et sa localisation en temps réel sur la vidéo de l’objet scanné de localiser très rapidement les points chauds acoustiques. Cet appareil s’est vu décerné un Décibel d’Or du CIDB en 2014.

Fort de l’expérience du NoiseScanner, MicrodB a effectué un virage technologique dans le design d’antenne acoustique. Dans ce cadre, et en partenariat avec la SRC Adeneo, une nouvelle génération d’antenne totalement numérique est en cours de finalisation. Ce nouveau produit sortira courant 2016.

* Encyclopédie Larousse en ligne