Résonateur de Helmholtz dans l'automobile

[ammly]

Bonjour
Je travaille sur le résonateur de Helmholtz comme application je voudrais l'utiliser pour remplacer le silencieux d'une voiture. Je cherche donc à diminuer "le bruit"
Néanmoins, je rencontre un problème je trouve deux définitions caractérisant le comportement de ce résonateur au niveau de la fréquence de résonnace:
-Le son est est amplifié autour de la fréquence de résonance
-Le niveau sonore est atténué autour de la fréquence de résonance

Ces 2 définitions me paraissent absolument contradictoires ! Est ce que vous pourriez m'éclairer à ce sujet ? et dans mon cas est ce cas je dois chercher à me placer à la fréquence de résonance ou plutot l'éviter ?

Merci d'avance
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[LPFR]

Bonjour.
Le son n’est pas amplifié que par des moyens qui augmentent sa puissance. Il faut donc une source additionnelle de puissance. Aucune plomberie n’amplifiera le sont produit par le moteur.
De même si vous n’avez pas dans la tuyauterie une matière qui absorbe le son, il ne sera pas atténué.
Un résonateur peut servir de filtre pour laisser passer ou bloquer une fréquence. Mais il ne fonctionne que pour une fréquence et éventuellement pour ses harmoniques. Il n’est donc pas adapté pour le bruit d’un moteur, a moins que celui tourne à vitesse constante.
Au revoir.

[phuphus]

Bonjour,

comme le dit LPFR, un Helmholtz dans l'automobile ne servira que sur une bande de fréquences étroite, et ne peut pas remplacer un silencieux. Il peut par contre le compléter pour venir combattre un harmonique particulier qui deviendrait envahissant sur une plage de régimes étroite (typiquement le bourdonnement moteur : H2).

Pour le mécanisme d'atténuation d'une fréquence par un Helmholtz, tu peux voir cela de deux manières :

- à sa fréquence, il constitue un court-circuit acoustique (impédance nulle) qui va prendre toute l'énergie acoustique dans le conduit d'échappement. Il faudra ensuite que le résonateur soit amorti pour pouvoir dissiper cette énergie en interne (donc par exemple un col étroit avec pertes de charge importantes, un amortissant dans le volume, etc.). Non amorti, tu auras en effet un niveau sonore supérieur à cette fréquence. Si la fréquence gênante vient de la résonance d'une partie de la tubulure d'échappement, le placement du résonateur aura son importance (de mémoire sur un ventre de pression)
- c'est l'énergie de l'écoulement qui permet d'entretenir le résonateur, qui va se "caler" sur la fréquence d'excitation qui transite dans la ligne d'échappement. Ce calage se fera autour de la fréquence de résonance (et pas seulement exactement sur la fréquence de résonance), et en fonction du dimensionnement le résonateur pourra réémettre en opposition de phase avec l'onde incidente

Les deux visions des choses ne sont pas tout à fait équivalentes, et sont valables (selon mes connaissances) dans des domaines séparés. La première explique bien le fonctionnement d'un Helmholtz dans une admission ou un échappement automobile, la deuxième est plutôt valable pour un réacteur d'avion.

[ammly]

Merci pour votre réponse, mais par contre j'aimerai revenir sur quelques points concernant la première vision que vous avez développé:
-Quand vous parlez d'impédance nulle à la fréquence de résonance : d'après ce que j'ai compris on peut modéliser le résonnateur de helmholtz par un LC série entre Pression incidente et pression à l'interieur du volume ce qui correspond plutot (theoriquement) si on néglige les pertes à une pression infinie à l'interieur du volume. Pourriez vous m'expliquez comment peut on alors avoir une impedance nulle à la résonnace
-Pour l'amortissement: augmenter les pertes de charges revient à réduire la section du goulot ? sachant que l'onde incidente entre à travers ce goulot meme
Pour le dernier point : " Si la fréquence gênante vient de la résonance d'une partie de la tubulure d'échappement, le placement du résonateur aura son importance (de mémoire sur un ventre de pression" est ce que vous pourriez expliquez d'avantage ce que vous entendez par "mémoire sur un ventre de pression" ?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[phuphus]

Bonsoir,

-Quand vous parlez d'impédance nulle à la fréquence de résonance : d'après ce que j'ai compris on peut modéliser le résonnateur de helmholtz par un LC série entre Pression incidente et pression à l'interieur du volume ce qui correspond plutot (theoriquement) si on néglige les pertes à une pression infinie à l'interieur du volume. Pourriez vous m'expliquez comment peut on alors avoir une impedance nulle à la résonnace

Dans l'analogie électrique, l'inductance représente la masse d'air dans le col (plus une éventuelle correction de col) et la capacité représente la raideur du volume d'air arrière. Je préfère prendre directement le système masse-ressort.

Pour prendre une analogie plus simple (mais aussi moins rigoureuse), on peut dire que la masse d'air dans le goulot est équivalent à la masse d'un gamin sur une balançoire, et la raideur du volume d'air à la longueur des cordes de la balançoire. A la fréquence naturelle de balancement, il faut très très peu d'efforts pour amplifier / maintenir le mouvement : pour une force faible, le résultat est grand, c'est donc une impédance mécanique faible.

De même, il sera très facile d'exciter le Helmholtz à sa fréquence de résonance avec peu de puissance.

-Pour l'amortissement: augmenter les pertes de charges revient à réduire la section du goulot ? sachant que l'onde incidente entre à travers ce goulot meme
Pour le dernier point : " Si la fréquence gênante vient de la résonance d'une partie de la tubulure d'échappement, le placement du résonateur aura son importance (de mémoire sur un ventre de pression" est ce que vous pourriez expliquez d'avantage ce que vous entendez par "mémoire sur un ventre de pression" ?

Pour l'amortissement, ça peut être n'importe quel élément qui dissipe de l'énergie, par exemple de la mousse dans le volume arrière (moins efficace que dans le col, mais plus facile à faire tenir).

Pour maximiser l'excitation du résonateur, et donc maximiser la dissipation par l'élément amortissant, mieux vaut le placer là où la pression acoustique est forte.

[invite07941352]

Bonjour,
Ce type d'échappement revient régulièrement sur le tapis , sans avoir jamais eu beaucoup d'application :
Une demande de brevet Citroen : https://data.epo.org/publication-ser.../document.html
Une demande de brevet Faurécia : http://www.google.com/patents/WO2006048557A1?cl=fr
Une application sur Citroen C6 : http://www.auto-innovations.com/actualite/797.html

[ammly]

Bonjour

Je suis en cours de finalisation de mon projet, mais j'ai un problème avec la formule de la fréquence de résonance quand je l'applique à une bouteille quelconque. Toutes mes expériences, je les ai faites sur des tubes en PVC de section constante et pour le grand volume et pour le goulot: les résultats sont satisfaisants.
Mais quand il s'agit d'une bouteille quelconque ce n'est plus le cas: je voudrais savoir où commence le goulot par exemple pour une bouteille d'eau .Sachant que j'ai déjà essayé de calculer la fréquence de résonance en considerant le goulot la petite partie superieure de la bouteille (là où est fixé le bouchon) mais la frequence obtenue ne concide absolument pas avec la frequence expérimental (un ecart de 35% !!!)

une autre question pratique: est ce que la position du micro placé à l'interieur pourrait influer le resultat et etre la source de l'erreur?

Merci d'avance, j'attends vos réponses et suggestions