Bonjour,
Mon TPE porte sur les nuisances sonores.
On a réalisé une expérience avec un oscilloscope, mais je n'arrive pas à exploiter les oscillogrammes de mes photos qui me semblent vraiment bizarres..
Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider svp?
Merci beaucoup!
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Bonjour julayy0103,
cela va être difficile de t'expliquer correctement ce que tu vois sur ton oscillo. Pour faire court : je pense tu as une suite de réponses indicielles de ton transducteur, et une dérive due à un problème de masse. Pour être sûr de mon diagnostic, quelques détails supplémentaires ne seraient pas du luxe : nature des transducteurs utilisés ? Quel signal pour les alimenter ? Quelle base de temps sur l'oscillo ?
Dis-moi si je me trompe :
- tu utilises des émetteurs / récepteurs piézo
- tu envoies un signal carré de fréquence 100Hz
- le générateur du signal carré et le récepteur sont branchés sur l'oscillo
- tu n'as pas vérifié si tu étais pollué par une boucle de masse quelconque
Je continuerai mes explications en fonction de tes réponses. histoire de préparer le terrain : as-tu déjà joué à faire vibrer une règle sur le bord d'une table ?
... ah si, tout de même une petite question : quel est le lien entre ta manip et les nuisances sonores ??
Déjà merci beaucoup de vous occuper de mon cas!
Alors je suppose que je vais avoir l'air bête vu que ma manip est là dessus, mais qu'est ce qu'un transducteur?
Ensuite ma sensibilité verticale était branchée sur 2 volt, la sensibilité horizontale sur 5 ms.
J'utilise effectivement des émetteurs/récepteurs pézio, la fréquence était de 100Hz, le générateur et récepteur étaient effectivement branchés à l'oscillo, et je n'ai rien vérifié du tout.. mais une prof était avec ns et elle n'a pas réagi quand l'oscillogramme s'est affiché comme ca..
Alors oui j'ai déjà frappé une règle contre une table
Et dans ma manip, par la suite on a placé divers isolants entre émetteurs et récepteurs, le but étant de comparer leur efficacité face aux nuisances, mais avec un oscillogramme comme ca je ne m'en sors pas.
Un tout grand merci!
La dernière fois, j'avais obtenu cet oscillogramme, lui est exploitable ou je me trompe?
Bonsoir,
l'oscillogramme que tu viens de poster est exactement le même que les autres, c'est juste que comme les transducteurs sont plus éloignés tu tombes plus rapidement dans l'épaisseur du trait du 50Hz.
De manière générale, n'importe quel appareil qui transforme une grandeur physique en une autre. Ton émetteur piézo est un tranducteur tension électrique / pression acoustique. Ton récepteur piézo est un transducteur pression acoustique / tension électrique.Envoyé par julayy0103
C'est à dire ? Considérait-elle que ce qu'elle voyait était normal ? Ou bien avait-elle conscience que le signal affiché n'était pas propre, mais après tout vous feriez avec ? Ou bien encore était-elle un peu dépassée ? (je penche pour la dernière option)
On voit bien sur les oscillogrammes que le signal capté par ton récepteur piézo se superpose avec un sinus à 50Hz. Tu as certainement dans ton montage une boucle de masse : les différentes liaisons à la masse forment une boucle électrique qui capte le 50Hz du réseau EDF. Essaye en mettant l'oscillo en masse flottante, ou bien en branchant l'oscillo ou le générateur de tension sur une prise électrique sans prise de terre (attention tout de même à la sécurité, vois cela avec ta prof).
Au moment où tu frappes la règle, tu lui communiques un peu d'énergie par un choc. A partir de là, elle se met à vibrer toute seule comme une grande à un fréquence appelée "fréquence propre", en s'atténuant progressivement. Ton émetteur piézo est ici dans le même cas. Un petit transducteur piézo comme tu as là est fait pour reproduire des fréquences de plusieurs kHz, donc en le nourrissant avec du 100Hz il est incapable de "suivre" (c'est trop lent pour lui). Par contre, il est parfaitement capable de répondre aux fronts de montée et de descente du signal carré. Lorsque le piézo voit un front raide (donc le changement brusque de pallier du signal carré, 200 fois par seconde), c'est comme lorsque tu tapes sur ta règle : pour lui, c'est un "choc électrique". Donc comme la règle, il va répondre sur sa (ses) fréquence(s) propre(s), et vibrer avec une atténuation progressive. Tu peux le voir sur tes signaux : à chaque front du signal carré, l'enveloppe du signal délivré par la piézo augmente brusquement, pour ensuite s'atténuer avec une belle enveloppe logarithmique. Si tu diminues ta base de temps, tu verras que la grosse tâche verte pseudo-triangulaire qui apparaît toutes les 5ms est en fait composée d'oscillations presque sinusoïdales qui s'atténuent : ce sont les vibrations du piézo.
As-tu regardé du côté des normes de mesure d'isolation acoustique dans le bâtiment ? Tu ne pourras pas mettre en oeuvre tous les moyens nécessaires pour respecter ces normes, mais au moins tu auras une idée de ce qu'il faudrait faire.
Si tu veux quelque chose d'exploitable avec le matériel que je vois sur les photos, il faut :
- alimenter ton émetteur piézo avec une tension sinusoïdale. C'est capital ! La seule chose que tu puisses faire avec un oscillo, c'est mesurer le niveau crête de ton signal. Si tu alimentes l'émetteur avec un signal carré, sa réponse sera constituée de multiples fréquences et ce niveau crête ne voudra plus rien dire. Il te faut donc travailler à une seule fréquence à la fois, et donc alimenter l'émetteur en signal sinusoïdal
- il faut que tu te situes dans la bande passante de ton émetteur piézo. Cela doit pouvoir se trouver dans la doc du bidule, sinon en te mettant entre 1 kHz et 10 kHz tu ne dois pas faire beaucoup d'erreurs.
- tu dois choisir plusieurs fréquences et faire plusieurs mesures. Tu pourras ainsi tracer un graphe isolation = f(fréquence). Faire la mesure à une seule fréquence n'a pas de sens. Classiquement, entre 1 kHz et 10 kHz, les fréquences choisies sont : 1000 - 1250 - 1600 - 2000 - 2500 - 3150 - 4000 - 5000 - 6300 - 8000 - 10000
- faire la mesure si possible en extérieur avec le banc suspendu en l'air ou posé sur une pelouse. L'influence de la salle de classe sur les résultats de mesure risque d'être prépondérant devant celle du matériau isolant (le son va se réfléchir sur les murs et sur la paillasse, faussant tes mesures). Tu peux t'affranchir de cela en étant certaine d'être en dessous de la distance critique pour chaque mesure (distance à laquelle le champ sonore diffus, issu des réflexions sur les murs, devient prépondérant devant le son direct). Ce sera à mon avis difficile, car avec le matériau isolant entre l'émetteur et le récepteur cette distance critique devient extrêmement faible. Sinon, il te faut construire une petite boîte encapsulant tes deux transducteurs, avec la possibilité de glisser au milieu une planchette faite avec le matériau à tester. Tu te rapprocheras de conditions de mesure réelles, ta boîte faisant office de deux pièces d'habitation contiguës et la planchette simulant une cloison.
Ensuite, le protocole est simple : fréquence par fréquence, tu relèves le niveau crête de la tension captée par le récepteur piézo, sans matériau isolant entre l'émetteur et le récepteur. Tu refais de même avec chaque isolant envisagé. Pour une fréquence donnée, l'isolation acoustique en décibels est donnée par :
R = 20*log(U/U0)
où U est le niveau crête avec matériau isolant, et U0 le niveau crête sans isolant.
Il y aurait plein de choses à dire pour améliorer ta manip, mais je garde en tête que c'est un TPE, et que cela doit rester faisable et accessible à ton niveau et avec les moyens que l'on te donne. Quelques petits détails tout de même, fais-en ce que tu veux :
- il est possible de faire toutes les mesures avec un PC et une carte son. L'oscillo sera certainement plus pédagogique et peut-être plus facile d'accès
- avec un PC, tu pourras du coup faire toutes les fréquences d'un coup (refaire un analyseur de spectre). C'est compliqué à ton niveau
- si tu restes sur l'idée de juste intercaler une plaque de matériau isolant entre l'émetteur et le récepteur, garde à l'esprit qu'il y a diffraction sur les arêtes de la plaque : une partie de l'onde sonore contourne la plaque, et ta mesure n'est donc plus une mesure d'isolation
Dernière modification par phuphus ; 27/02/2012 à 00h50.
Ok merci beaucoup, je vais essayer de modifier tout ca, et de faire l'expérience dans une boite!
Un grand merci pour tout, j'espère que je vais maintenant m'en sortir!
Bonjour,
si tu t'orientes sur la boîte, il faut bien avoir en tête que cette méthode n'est pas idéale, mais qu'elle représente une sorte de maquette d'un bâtiment. Cette boîte n'empêche pas les réflexions des ondes sonores (au lieu de se réfléchir sur les murs de la salle de classe, elles se réfléchiront sur les parois de la boîte), et tu peux améliorer les choses en tapissant l'intérieur de la partie de la boîte contenant le récepteur d'une bonne dizaine de cm de matériau absorbant (type laine de roche).
En fait, ce que tu vas mesurer, ce ne sont pas les performances d'un matériau mais plutôt l'efficacité d'une solution dans une certaine situation. Même si c'est inexact, je pense que c'est en phase avec les prétentions d'un TPE.
