mesure d'une onde acoustique très étrange

[enilrahc]

Bonjour !

Je m'adresse à vous car j'aurais besoin d'un avis, d'un conseil ou d'une explication pour m'éclairer sur cet étrange phénomène.

Nous mesurons actuellement , à l'aide de microphones, la pression acoustique engendrée par l'explosion d'un pétard (trouvé dans les grandes surfaces). Nous nous attendions à avoir un pic de pression positif suivi d'un pic de pression négatif étant donné que c'est une onde acoustique qui est créée.
Mais, à notre grande surprise, c'est un grand pic de pression négative suivi d'un pic positif plus faible que les microphones enregistrent.

Nous avons placé des microphones à différentes distances du pétard, nous obtenons le même signal décalé de d*c (avec d la distance entre les capteurs et c la vitesse du son) avec une amplitude qui diminue en 1/d (caractéristique d'une onde acoustique).

Nous avons aussi pris les mesures à 1 mètre du sol, pensant que le pic pouvait venir d'une interaction avec le sol : nous obtenons le même résultat (avec un second pic de pression correspondant à la réflexion au sol).

cela nous intrigue beaucoup. Avez-vous vu des cas similaires ? Auriez-vous une explication ?

Merci

enilrahc
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[LPFR]

Bonjour.
Ce n'est pas parce que c'est une onde qu'elle doit être sinusoïdale. Ni même qu'elle doive osciller autour d'une valeur moyenne.
Le pétard produit une augmentation du volume de gaz. Cette augmentation se propage à la vitesse du son, tout en diminuant d'amplitude. C'est ce que l'on appelle, en électronique, une "impulsion".
Au revoir.

[enilrahc]

Bonjour,
Merci de votre réponse. J'ai dû mal m'exprimer. Je sais tout cela.
Cependant, l'explosion du pétard devrait produire une surpression locale qui se propage dans le milieu, suivie par une dépression (c'est la théorie des ondes de surpression crées par une explosion ! )
Que ce soit une onde acoustique ou une onde de choc dans le cas d'une explosion plus forte, il devrait y avoir d'abord une surpression du milieu et non pas une dépression comme nous l'enregistrons !

Cordialement,

[phuphus]

Bonjour,

je pense que c'est juste un problème de polarité de la chaîne de mesure (au hasard : au niveau du branchement du microphone sur l'appareil d'acquisition / visualisation. Carte son ? Oscillo ?). Avez-vous tout vérifié ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[enilrahc]

Bonjour phuphus,
Nous avons effectivement pensé à cela. Cependant, les branchements disponibles ne permettent pas beaucoup d'erreurs et l'expérience a été réalisée 2 fois, par deux personnes différentes, avec des outils différents.
Vous pensez que le problème viendrait des capteurs et non d'un phénomène physique dans le pétard ?

[LPFR]

Re.
Au temps pour moi. Je n'avais pas compris que c'était un problème de signe.
Phuphus a raison. Vous avez mal repéré les signes dans votre chaine de mesure.

Vous pouvez le vérifier an prenant un gros haut-parleur. Branchez une pile de 1,5 sur le haut parler et repérez la polarité à appliquer pour el le cône avance.
Faites la mesure avec le haut-parleur en branchant la pile dans le bon sens.
A+

[Bluedeep]

Bonjour phuphus,
Nous avons effectivement pensé à cela. Cependant, les branchements disponibles ne permettent pas beaucoup d'erreurs et l'expérience a été réalisée 2 fois, par deux personnes différentes, avec des outils différents.
Vous pensez que le problème viendrait des capteurs et non d'un phénomène physique dans le pétard ?

Il y a peut être une façon simple de lever le doute : utiliser une autre source d'onde que vous pouvez brancher pour un pic de pression positif ou négatif.

Par exemple (j'imagine) : mettre le micro dans une enceinte quasi close avec dedans une enceinte close équipée d'un HP de grande taille relié à un générateur BF en vous assurant de la polarité avant (de telle sorte que la première monntée d'onde soit positive).

[enilrahc]

Nous avons calibré les microphones à l'aide d'une source acoustique connue. Cela doit normalement enlever le doute si je ne me trompe pas ?

[LPFR]

Nous avons calibré les microphones à l'aide d'une source acoustique connue. Cela doit normalement enlever le doute si je ne me trompe pas ?

Re.
Oui. Si vous ne vous êtes pas trompés. Mais vous vous êtes, évidement, trompés.
Quelles étaient vos sources connues et comment avez-vous fait l'étalonnage ?

La manip que Bluedeep et moi vous proposons est simple et n'a pas de sources d'erreur.
A+

[enilrahc]

Oui, je pense que vous avez raison pour la manipulation, nous allons la réaliser.
Pour la calibration, nous avons utilisé un pistonphone et un code MatLab. Ce procédé a été couramment utilisé pour calibrer les microphones pour d'autres expériences.
Ce qui m'intrigue beaucoup, c'est qu'il ne semble pas que la calibration des microphones ait posé problème pour les autres expériences et que l'expérience du pétard a été réalisée deux fois par deux personnes différentes (installation, calibration, mesures) sans aucun mode d'emploi. Nous avons obtenu exactement les mêmes signaux !
Est-il vraiment impossible d'envisager un éventuel phénomène physique ? Une interaction des ondes avec le sol ou la membrane du micro ?

[LPFR]

...
Est-il vraiment impossible d'envisager un éventuel phénomène physique ? Une interaction des ondes avec le sol ou la membrane du micro ?

Re.
Oui.
Si c'était possible, au moins l'un de nous l'aurait soulevé (et plutôt les trois).
A+

[enilrahc]

Bon, très bien.
Merci de votre aide.

[Bluedeep]

Un dernier point : la mesure a été faite en champ libre ou dans un local ?

Si dans un local, distance du pétard aux murs et distance du microphone aux murs ? (un petit crobard serait pas mal).

[phuphus]

Bonjour,

Pour la calibration, nous avons utilisé un pistonphone et un code MatLab. Ce procédé a été couramment utilisé pour calibrer les microphones pour d'autres expériences.

Le pistonphone permet de calibre le niveau, mais pas de s'assurer de la polarité.

Ce qui m'intrigue beaucoup, c'est qu'il ne semble pas que la calibration des microphones ait posé problème pour les autres expériences et que l'expérience du pétard a été réalisée deux fois par deux personnes différentes (installation, calibration, mesures) sans aucun mode d'emploi. Nous avons obtenu exactement les mêmes signaux !
Est-il vraiment impossible d'envisager un éventuel phénomène physique ? Une interaction des ondes avec le sol ou la membrane du micro ?

Deux personnes qui se trompent de la même manière ont forcément raison ?

Plus sérieusement, si les manips ont été faites par des personnes différentes mais sur le même matériel, et que le problème vient juste du câblage du micro et de la carte son qui ne sont pas en accord, alors il est normal d'obtenir la même erreur.

Le manuel de la carte son (est-ce bien cela qui a été utilisé ??) contient peut-être une section "câblage", avec des schémas indiquant précisément la polarité du jack (tip / ring / sleeve) pour que tout se passer bien. Je sais d'expérience que la continuité de polarité entre différents appareils de différentes marques n'est pas assurée, et que du coup de nombreux matériels d'acquisition ont un switch inverseur de polarité sur leurs entrées. C'est parfois même configuré en logiciel. Pire, si c'est une carte son avec une entrée configurée en symétrique, ça peut aussi fausser les choses.

Donc plein de raisons de se planter, je plussoie donc sur le pragmatisme des manips proposées par LPFR (pile + HP) et Bluedeep (dans ce cas, une enceinte close avec une membrane souple sur une paroi peut suffire : on tape sur la membrane pour mettre en surpression le volume).

[enilrahc]

Bonjour,


Le pistonphone permet de calibre le niveau, mais pas de s'assurer de la polarité.


Deux personnes qui se trompent de la même manière ont forcément raison ?

Plus sérieusement, si les manips ont été faites par des personnes différentes mais sur le même matériel, et que le problème vient juste du câblage du micro et de la carte son qui ne sont pas en accord, alors il est normal d'obtenir la même erreur.

Le hic c'est que c'était sur des instruments différents .


Je suis d'accord avec la logique de l'expérience pour vérifier la polarité... Nous allons les réaliser. Mais j'ai bien peur d'obtenir quelque chose de juste et non d'inversé
Soyons optimiste et espérons qu'il suffira simplement de mettre un - devant les mesures pour avoir le bon signal

[enilrahc]

Un dernier point : la mesure a été faite en champ libre ou dans un local ?

Si dans un local, distance du pétard aux murs et distance du microphone aux murs ? (un petit crobard serait pas mal).

C'était en champ libre

[Bluedeep]

Accessoirement : c'est quel type de micro ?

[enilrahc]

Accessoirement : c'est quel type de micro ?

c'est un microphone de pression 1/4"