TIPE sur l'optimisation de l'usage "ondes acoustique" selon différents usages

[invitec0a8faa2]

Bonjour à tous !

Actuellement en 2e année de CPGE PT (Physique - Technologie) j'ai décidé d'orienter mon TIPE sur l'optimisation de l'usage des "ondes acoustiques" (tout ce qui concerne en fait principalement les phénomènes de résonance acoustique (à la fois au sein même de l'enceinte du haut-parleur (HP), mais également la résonance du HP en interaction avec l'environnement extérieur), de réflexion, de réverbération... au profit d'utilisations différentes, telles que les salles de concert, de cinéma (avec une étude particulière prévue pour les HOME cinema), studio d'enregistrement...

Notre thème national 2016-2017 est "choix, contraintes, hasard, optimalité".

Différentes recherches ont déjà été faite avec une étude assez complète sur le RESONATEUR DE HELMHOLTZ (certains connaissent ? si oui, quelle est son utilité dans un moteur de voiture ?), tous les différents types et technologies de haut parleur ainsi que les différents matériaux utilisés, les figures de Chladni, et enfin différentes notions abordées sur tout ce qui concerne fréquence selon volume forme etc..

Mon problème est que j'ai du mal d'une part à comprendre ce que représente concrètement chaque phénomène, et d'autre part à tisser des liens entre ces différentes choses. Quelques questions subsistent, comme :

>> quelle est la différence entre fréquence de RESONANCE et fréquence FONDAMENTALE ?

>> le phénomène de résonance dans l'enceinte est-il bénéfique ou non pour le fonctionnement du HP ? (je n'ai pas tout compris mais il semblerait que non car il apporte une amplitude plus conséquente de la membrane, et cela "déformerait" le son produit...)

>> en clair, j'ai du mal à saisir en quoi les phénomènes de résonance peuvent-ils apporter une quelconque optimisation du rendu sonore ?

Merci d'avance et bonne journée à tous !
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[albanxiii]

Bonjour,

Comme indiqué dans http://forums.futura-sciences.com/tp...-tpe-tipe.html

- Les sujets traités

Seuls les sujets relatifs aux questions administratives, pédagogiques et méthodologiques seront traités dans la section TPE/TIPE. Exemple : comment trouver une problématique ? Comment organiser mon plan de rapport ? Comment se déroule l’évaluation ? Comment préparer mon exposé ? Quoi mettre dans l’introduction ?
Par contre, les questions scientifiques ou techniques devront être posées sur les forums scientifiques ou techniques concernés.
Par exemple, dans le cas d’un TPE sur les Bobines, si la question concerne le fonctionnement d’une bobine ou les différents types de bobines, alors posez cette question sur le forum électronique : vous aurez davantage de réponses, et ça permettra d’éclaircir la section TPE.

votre sujet sera plus à sa place dans la rubrique Physique, où je le déplace.

L'équipe de modération.

[albanxiii]

Vous ne lisez donc pas les réponses qu'on vous fait ?

http://forums.futura-sciences.com/ph...nce-event.html

[invitec0a8faa2]

Bonjour albanxiii,

je vous explique plus en détail la situation : notre professeur de l'an passé (lorsque moi et mon binôme étions en PTSI (Physique - Technologie - Sciences Industrielles) nous avait certifié que le TIPE se faisait en binôme, mais il se trouve que cette année nous avons appris que nous devions travailler individuellement sur des sujets individuels. Heureusement pour nous, le sujet haut-parleur/caisson de basse étant suffisamment large, nous n'avons pas besoin de trouver un tout nouveau sujet mais pouvons l'orienter sur deux problématiques différentes. Ainsi mon binôme a choisi de partir sur toute l'étude de la partie électronique (les filtres, grossomodo) et de mon côté il s'agit de toute la mécanique acoustique. J'ai donc préféré créer un nouveau forum, était-ce vraiment utile je ne sais pas... Mais je vous rassure les réponses du précédent forum ont été lues et les liens utilisés dans nos recherches !

Bonne soirée à vous !

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour Aerospace59,

Je vous réponds ici, bien que vous m'ayez envoyé ce message en privé aussi.

Merci pour votre explication. Dans la mesure où vous avez deux sujets à traiter pour deux étudiants, il est logique de ne pas tout mélanger sur un même fil, vous avez raison. Pour ma défense, je ne pouvais pas le savoir avant votre message.

Par contre, vote prof de physique de sup.... même moi qui étais en prépa au siècle dernier, quand les MPSI/PCSI/PTSI MP/PC/PSI n'existaient pas encore, pas plus que le TIPE, je savais qu'au concours vous êtes évalué de façon individuelle sur un travail personnel.

Bonne chance pour la suite

[invite6dffde4c]

...

>> quelle est la différence entre fréquence de RESONANCE et fréquence FONDAMENTALE ?

>> le phénomène de résonance dans l'enceinte est-il bénéfique ou non pour le fonctionnement du HP ? (je n'ai pas tout compris mais il semblerait que non car il apporte une amplitude plus conséquente de la membrane, et cela "déformerait" le son produit...)

>> en clair, j'ai du mal à saisir en quoi les phénomènes de résonance peuvent-ils apporter une quelconque optimisation du rendu sonore ?
...

Bonjour.
- La fondamentale est la fréquence la plus basse à laquelle peut se produire une oscillation propre (non forcée). Alors que le même système peut résonner à cette fréquence et à toutes celles des autres modes. Ainsi, une corde de guitare résonne à la fréquence propre et à tous ses harmoniques.
- Non. Car il rend la réponse à cette fréquence plus importante qu’aux fréquences voisines. Les fabricants de haut-parleurs et d’enceintes s’efforcent à obtenir la réponse la plus plate possible, (indépendante de la fréquence). De plus, une résonance modifie l’impédance électrique du haut-parleur ce qui modifie le transfert de puissance entre l’ampli et l’enceinte.
- Voir les réponses précédentes.
Au revoir.

[phuphus]

Bonjour,

Actuellement en 2e année de CPGE PT (Physique - Technologie) j'ai décidé d'orienter mon TIPE sur l'optimisation de l'usage des "ondes acoustiques" (tout ce qui concerne en fait principalement les phénomènes de résonance acoustique (à la fois au sein même de l'enceinte du haut-parleur (HP), mais également la résonance du HP en interaction avec l'environnement extérieur), de réflexion, de réverbération... au profit d'utilisations différentes, telles que les salles de concert, de cinéma (avec une étude particulière prévue pour les HOME cinema), studio d'enregistrement...

Connais-tu la salle à acoustique variable de l'IRCAM ? Le temps de réverbération est en effet un paramètres primordial en fonction de l'utilisation de la salle (concert, nature de la musique du concert, conférence, etc.)

Notre thème national 2016-2017 est "choix, contraintes, hasard, optimalité".

Vivement le thème "égyptologie, essence, rillettes et macramé".

Différentes recherches ont déjà été faite avec une étude assez complète sur le RESONATEUR DE HELMHOLTZ (certains connaissent ? si oui, quelle est son utilité dans un moteur de voiture ?)

Pourquoi cette question sur les moteurs, ton thème ne tourne pas autour des enceintes ? Les applications classiques du résonateur de Hemholtz sont les suivantes :
. Dans les théâtres antiques, placés sous les "sièges" pour améliorer l'intelligibilité
. Dans les églises, remplis d'étoupe pour diminuer la réverbération (mais malheureusement nettoyés pendant les restaurations ultérieures car le savoir-faire s'est perdu : voilà pourquoi nous croyons maintenant qu'une église est par nature réverbérante)
. Dans les enceintes, l'évent bass-reflex
. Dans l'automobile, amorti (par exemple grâce à un col étroit pour faire des pertes de charge) pour calmer certaines résonances. Le résonateur est accordé sur une résonance à amortir, il présente donc une impédance très faible sur sa fréquence d'accord, et si on le place correctement le long d'un conduit d'admission par exemple, on contrôle la résonance de ce conduit
. L’ocarina
. Imiter le cri de la chouette avec ses mains

>> le phénomène de résonance dans l'enceinte est-il bénéfique ou non pour le fonctionnement du HP ? (je n'ai pas tout compris mais il semblerait que non car il apporte une amplitude plus conséquente de la membrane, et cela "déformerait" le son produit...)

Ni bénéfique ni un problème. Déjà, il faut savoir de quelle(s) résonance(s) tu parles.
Connais-tu la courbe d'impédance d'un HP ? Que représente le pic le plus bas en fréquence sur cette courbe ?
Connais-tu l'allure d'une courbe de réponse en fréquence d'un HP ? Que représentent les pics locaux, surtout en bout de bande ?

>> en clair, j'ai du mal à saisir en quoi les phénomènes de résonance peuvent-ils apporter une quelconque optimisation du rendu sonore ?

Pour quelle application ? Enceinte Hi-Fi ou ampli guitare ?
En Hi-Fi, on cherche à être neutre : les résonances des éléments mécaniques sont combattues, mais LA fréquence de résonance du HP (le paramètre de Thiele & Small appellé "Fs") est une caractéristique dont on doit se contenter. Il existe des circuits permettant de compenser l'impédance motionnelle du HP, que l'on met surtout pour aider l'ampli ; le HP seul vit très bien avec sa Fs.
Pour un ampli guitare, l'ampli en lui-même est vu comme une partie de l'instrument, et on joue aussi bien de la guitare que "de l'ampli". Dans ce cas, les résonances et les non-linéarités font partie de la signature sonore de l'ampli et vont faire qu'il va plus ou moins plaire.

D'où a été dégagée cette problématique d'utilisation de la résonance en tant qu'élément soi-disant bénéfique ?

[invitec0a8faa2]

Ravi d'avoir eu autant de réponses aussi pertinentes et aussi rapidement ! Merci à vous ! phuphus je n'avais pas entendu parler de cette salle, j'ai cherché sur internet et sur le site même de l'IRCAM mais je ne suis pas sûr si ce que j'ai trouvé correspond à cela (un auditorium conçu à la fois pour servir de cinéma mais aussi de salle d'opéra, soit deux environnements aux propriétés acoustiques différentes)... En revanche j'ai entendu parler de la chambre sourde (avec un niveau sonore inférieur à 9,4 dB) où l'être humain ne peut tenir plus d'une heure. La propriété de cette chambre est en fait (si j'ai bien compris) qu'elle ANNULE la réflexion des ondes sonores vers l'auditeur ? Toujours pour vous phuphus, la question était purement curieuse ça m'avait beaucoup surpris d'apprendre l'utilité d'un résonateur dans un moteur de voiture (dans mon esprit étriqué je ne le jugeais digne que pour l'acoustique ). Vos réponses et celle par email d'un de mes anciens professeurs m'ont aidé pour répondre à ta question "D'où a été dégagée cette problématique d'utilisation de la résonance en tant qu'élément soi-disant bénéfique ? ". Au-travers de ce lien http://www.lafontaudio.com/criteres.htm très bien expliqué j'ai compris que la réflexion cause la résonance dans un environnement extérieur au haut-parleur (par ex dans une salle de concert). En fait des ondes stationnaires apparaissent lorsque la longueur de l'onde est proportionnelle à une dimension de la pièce (si la pièce est close avec un temps de décroissance (=temps que met l'onde sonore à perdre 60dB une fois la source émettrice coupée) non nul). Je sais que pour une onde stationnaire il y a des noeuds et des ventres. L'onde sonore faisant varier la pression de l'air, le noeud correspond à un minima de pression (situé au milieu de la pièce) et le ventre à un maxima de pression (situé sur les parois). On ne veut pas placer le point d'écoute à un maxima de pression (il faudra que j'étudie le pourquoi, mais le maxima de pression correspond à un lieu où le son est déformé, où les fréquences basses sont exagérées et prédominent), donc aux bouts de pièce et aux angles (surtout angles trièdraux : mur-mur-plafond etc). Il y a donc bien là une question d'optimalité, ne serait-ce que pour la géométrie de la pièce (par exemple, une pièce cubique est à proscrire totalement, les modes étant identiques dans les 3 axes, les fréquences de résonance (y compris harmoniques) se superposent...). Un rapport de proportions idéales permettant d'obtenir une réponse parfaite n'existant pas, différentes solutions sont présentes, différant selon les cas d'utilisation (d'où une étude que je devrais apporter sur différents cas tels que la salle de concert, le home-cinema, l'auditorium, etc...). Toujours pour vous phuphus, en regardant les courbes d'impédance de hauts-parleurs j'ai remarqué que la valeur résistive de l'impédance d'un haut-parleur variait en fonction de la fréquence.
PS : imiter le cri de la chouette avec les mains, en fait nos mains sont transformées en résonateur de Helmholtz ???

albanxiii >>> aucun problème merci beaucoup à vous ! je vous tiendrai informé de l'avancée du projet

LPFR >>> si j'ai bien compris, l'intérieur du caisson d'un haut-parleur doit être conçu de manière à annuler les réflexions d'ondes (comme une chambre sourde) ??

Encore merci pour vos réponses j'ai déjà appris beaucoup !

Cordialement,

Aerospace59

[invite6dffde4c]

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LPFR >>> si j'ai bien compris, l'intérieur du caisson d'un haut-parleur doit être conçu de manière à annuler les réflexions d'ondes (comme une chambre sourde) ??
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Re.
Oui. Une enceinte qui absorbe tout côté intérieur c’est une solution. Mais ce n’est pas simple, car les matériaux absorbants ne sont pas très efficaces pour des basses fréquences.
Dan le temps il y eut une mode d’enceintes « bass reflex ». L’idée est que la réflexion du son venant de l’arrière du haut-parleur est en opposition de phase. Si on fait rebondir cette onde, la phase s’inverse et elle devient en phase avec le son qui sort par la face avant (uniquement pour des grandes longueurs d’onde).
Mais je ne suis plus dans le coup sur les enceintes.
A+

[invitec0a8faa2]

Re ! je comprend ce que vous dites et pense pouvoir le démontrer par le fait que plus la fréquence est basse et plus le panneau absorbant doit être épais.



Par rapport à l'enceinte BASS-REFLEX, ne s'agit-il pas ici d'un cas où le phénomène de résonance est utilisé de manière bénéfique ? La résonance de l'évent compense une partie de la bande passante où l'efficacité du haut-parleur diminue.

[invite6dffde4c]

...
Par rapport à l'enceinte BASS-REFLEX, ne s'agit-il pas ici d'un cas où le phénomène de résonance est utilisé de manière bénéfique ? La résonance de l'évent compense une partie de la bande passante où l'efficacité du haut-parleur diminue.

Re.
Non. Il n'y a pas de résonance dans un bass reflex. Il y a de la réflexion... comme son nom l'indique.
A+

[phuphus]

Bonsoir,

le bass-reflex n'est pas une réflexion d'onde (reflex = réflexe). Pour deux raisons :
. aux fréquences considérées, il n'y a aucune propagation dans le coffret (tout le volume est en compression ou en détente) : si l'évent laissait "passer" la compression ou la détente, il y aurait juste court-circuit acoustique et annulation du rayonnement (ce qui se passe loin en dessous de la fréquence d'accord, c'est la raison pour laquelle une enceinte bass-reflex coupe à l'ordre 4 contre un ordre 2 pour un volume clos)
. l'évent + le volume de charge forment un résonateur de Hemholtz

On joue donc bien sur l'excitation d'un degré de liberté (air dans l'évent = masse et volume dans le coffret = raideur), donc une résonance. On cherche en général à avoir un coefficient de qualité inférieur ou égal à 0.707, mais je m'autorise à utiliser "résonance" par analogie avec la fréquence de résonance du HP, qui possède bien souvent un Qts inférieur à 0.5.

Au niveau vocabulaire, on ne cherche pas à "absorber" dans une enceinte, mais à dissiper. La page de JP Laffont donnée en lien plus haut est globalement décevante, et le vocabulaire du paragraphe "propagation du son à travers un mur" est ambigu. Il faudrait lire :
. En bleu : énergie réfléchie, OK
. En rouge : énergie dissipée
. En vert : énergie transmise OK

Par définition, énergie absorbée = énergie dissipée + énergie transmise. En acoustique des salles, on parle d'absorption pour ce qui ne revient pas : il s'agit donc bien de ce qui se perd dans la paroi + ce qui passe au travers (en optique, le vocabulaire est différent). Conclusion : l'air est un absorbant acoustique parfait puisqu'il transmet tout.
(Remarque : je viens de consulter pas mal de documents sur le net, et tous parlent d'absorption pour ce que j'appelle la dissipation. Il y a 20 ans, cela n'était pas le cas... Justification rapide : si l'absorption était ce qui est dissipé dans le matériau, alors un excellent absorbant serait aussi un excellent isolant, ce qui n'est pas le cas).

Dans une enceinte, on commence à être embêtés par les "ondes arrières" lorsqu'elles peuvent exister, c'est à dire lorsque la longueur d'onde est plus petite que les dimensions du coffret. Donc sur une bande de fréquences en général assez restreinte. Les principales raisons du remplissage des enceintes avec des matériaux dissipants, c'est d'une part de tendre localement vers une transformation isotherme plutôt qu'adiabatique (on gagne donc en "volume apparent"), et d'autre part de calmer les modes propres (cela rejoint donc la notion d'onde arrière, mais pas pour l'absorber).

phuphus je n'avais pas entendu parler de cette salle, j'ai cherché sur internet et sur le site même de l'IRCAM mais je ne suis pas sûr si ce que j'ai trouvé correspond à cela (un auditorium conçu à la fois pour servir de cinéma mais aussi de salle d'opéra, soit deux environnements aux propriétés acoustiques différentes)... En revanche j'ai entendu parler de la chambre sourde (avec un niveau sonore inférieur à 9,4 dB) où l'être humain ne peut tenir plus d'une heure. La propriété de cette chambre est en fait (si j'ai bien compris) qu'elle ANNULE la réflexion des ondes sonores vers l'auditeur ?

Lorsque les ondes acoustiques ne se réfléchissent pas sur les parois, on parle de salle anéchoïque (le mot est parlant : sans écho). Une chambre sourde est plutôt une salle qui n'est pas perturbée par les sons extérieurs. En général, on fait l'amalgame car une salle anéchoïque a peu de raisons d'être polluée par les sons extérieurs : elle est donc sourde de base.

Lorsque j'ai visité la salle anéchoïque de l'IRCAM, le discours de la personne me conduisant était plutôt de dire que c'était le tangage du treillis, suspendu au dessus des dièdres au sol, qui empêchait le travail long dedans (mal de mer). Au niveau anéchoïcité, certaines personnes ressortent de suite d'une salle anéchoïque car elles se sentent mal, d'autres peuvent y travailler plusieurs heures sans souci.

Toujours pour vous phuphus, la question était purement curieuse ça m'avait beaucoup surpris d'apprendre l'utilité d'un résonateur dans un moteur de voiture (dans mon esprit étriqué je ne le jugeais digne que pour l'acoustique ). Vos réponses et celle par email d'un de mes anciens professeurs m'ont aidé pour répondre à ta question "D'où a été dégagée cette problématique d'utilisation de la résonance en tant qu'élément soi-disant bénéfique ? ". Au-travers de ce lien http://www.lafontaudio.com/criteres.htm très bien expliqué j'ai compris que la réflexion cause la résonance dans un environnement extérieur au haut-parleur (par ex dans une salle de concert). En fait des ondes stationnaires apparaissent lorsque la longueur de l'onde est proportionnelle à une dimension de la pièce (si la pièce est close avec un temps de décroissance (=temps que met l'onde sonore à perdre 60dB une fois la source émettrice coupée) non nul)

OK, je vois d'où vient la problématique : surtout d'une confusion entre champ diffus et résonances d'une pièce.

Les ondes stationnaires apparaissent lorsque les dimensions de la pièce sont proportionnelles à la longueur d'onde, et pas le contraire (ça se conçoit assez bien : si la longueur d'onde est 10x plus grande que la pièce, cas que tu décris, alors tout le volume est en compression ou en détente, et il n'y a aucune onde stationnaire puisqu'il n'y a aucune onde tout court)

Le coup des 60 dB, c'est bien sur le champ diffus, et non sur "une onde". Tu as une source qui émet, et l'onde se réfléchit de multiples fois sur les parois. Au bout d'un moment, on ne peut plus identifier une source unique avec une propagation bien définie, on a plutôt un champ acoustique global, dit diffus, qui va décroître au cours du temps. Le "TR60" (temps de réverbération à -60dB) est une manière de quantifier l'acoustique d'une salle. Si ce TR60 est trop court, le son sera très sec et cela nuira à l'intelligibilité pour une conférence, par exemple. S'il est trop grand, le discours sera brouillé et cela nuira aussi à l'intelligibilité : pour une salle de conférence, il y a une plage restreinte de TR60 optimal (je simplifie car on peut aussi faire intervenir des bandes de fréquences dans l'histoire, mais cela dépasse mes compétences et irait trop loin pour le cas qui nous intéresse).

[Aerospace59]la réflexion cause la résonance dans un environnement extérieur au haut-parleur (par ex dans une salle de concert). En fait des ondes stationnaires apparaissent lorsque la longueur de l'onde est proportionnelle à une dimension de la pièce (si la pièce est close avec un temps de décroissance (=temps que met l'onde sonore à perdre 60dB une fois la source émettrice coupée) non nul). Je sais que pour une onde stationnaire il y a des noeuds et des ventres. L'onde sonore faisant varier la pression de l'air, le noeud correspond à un minima de pression (situé au milieu de la pièce) et le ventre à un maxima de pression (situé sur les parois)[/QUOTE]
La réflexion peut causer une résonance, si elle est d'amplitude suffisante. Sinon, le problème est plus complexe.
Dans ta phrase, j'ai peur de comprendre que tu prends les 0 de l'onde de pression comme les noeuds : un noeud est bien un 0 permanent, et pas un zéro localisé dans le temps. Il faut bien faire la distinction entre onde progressive et onde stationnaire.

Il peut y avoir des ventres de pression loin des parois lorsque la longueur d'onde est bien plus petite que la dimension de la pièce considérée : cela se conçoit assez bien intuitivement si on fait une analogie avec la corde de guitare.

On ne veut pas placer le point d'écoute à un maxima de pression (il faudra que j'étudie le pourquoi, mais le maxima de pression correspond à un lieu où le son est déformé, où les fréquences basses sont exagérées et prédominent)

Au ventre, la fréquence considérée domine. On parle en général des BF car elles sont difficiles à absorber, mais si tu te situes au ventre d'un mode à 300 Hz, c'est le médium qui sera affecté.

en regardant les courbes d'impédance de hauts-parleurs j'ai remarqué que la valeur résistive de l'impédance d'un haut-parleur variait en fonction de la fréquence.

On présente en général le module de l'impédance complexe, et pas la partie réelle (qui est la partie résistive). L'impédance d'un HP est tantôt résistive, tantôt capacitive, tantôt inductive.

Sur la courbe d'impédance, tu as un gros pic en BF : par définition, ce pic est à la fréquence de résonance du HP, qui se trouve être (à des pouillèmes près) la fréquence propre du système masse-ressort constitué par l'équipage mobile. Mais cette fréquence de résonance ne présente strictement aucune résonance (= amplitude qui dépasse l'asymptote) sur la réponse en fréquence du haut-parleur (c'est même le contraire : il y a une atténuation de plusieurs dB à cette fréquence), car un HP est en général très amorti. L'amortissement principal à cette fréquence de résonance est l'amortissement "électro-magnétique" dû à l'induction créée par le mouvement de la bobine dans l'entrefer : ce que l'on appelle "Qes" ou "facteur de qualité électrique". Ce facteur électrique se couple au facteur de qualité mécanique "Qms" (amortissement mécanique dans les suspensions et amortissement flluide dû au mouvement dans l'air) pour former le facteur de qualité total du HP noté "Qts". Et si Qts = 0.707, je te laisse deviner l'atténuation à la résonance...

PS : imiter le cri de la chouette avec les mains, en fait nos mains sont transformées en résonateur de Helmholtz ???

Comme ici par exemple :
https://www.youtube.com/watch?v=OL1Rflpt3oY

Si tu dois traiter de l'évent bass-reflex lors de ta présentation orale de TIPE, je te conseille vivement soit d'apprendre à le faire, soit de souffler dans le goulot d'une bouteille vide le jour de la soutenance : cela rendra la présentation plus vivante.

Si je comprends bien, tu n'as pas encore resserré ton sujet : réverbération dans une salle, résonance(s) d'un HP, etc.

[invitec0a8faa2]

l'évent + le volume de charge forment un résonateur de Hemholtz

C'est ça, de ce que j'ai compris à une certaine fréquence (fixée selon le constructeur) l'évent entre en résonance et le son est alors produit principalement, non plus de la membrane, mais de l'évent lui-même ! Je tiendrai compte de votre conseil lors de ma représentation

Si je comprends bien, tu n'as pas encore resserré ton sujet : réverbération dans une salle, résonance(s) d'un HP, etc.

Je compte me fixer sur l'exploitation du phénomène de résonance dans l'enceinte du haut-parleur, et dans l'environnement extérieur.

par définition, ce pic est à la fréquence de résonance du HP

Bon à savoir...

La réflexion peut causer une résonance, si elle est d'amplitude suffisante. Sinon, le problème est plus complexe.
Dans ta phrase, j'ai peur de comprendre que tu prends les 0 de l'onde de pression comme les noeuds : un noeud est bien un 0 permanent, et pas un zéro localisé dans le temps. Il faut bien faire la distinction entre onde progressive et onde stationnaire. Au ventre, la fréquence considérée domine. On parle en général des BF car elles sont difficiles à absorber, mais si tu te situes au ventre d'un mode à 300 Hz, c'est le médium qui sera affecté.

Si j'ai bien compris, c'est comme les figures de Chladni : le sable n'a pas envie d'être secoué donc il se place aux noeuds (loi dans la nature, comme l'eau qui coulera toujours par le chemin le plus simple).

Il peut y avoir des ventres de pression loin des parois lorsque la longueur d'onde est bien plus petite que la dimension de la pièce considérée : cela se conçoit assez bien intuitivement si on fait une analogie avec la corde de guitare.

En fait, l'onde émise et l'onde réfléchie étant quasiment égales, l'amplitude est à la puissance 2 s'il y a deux ondes (une émise, une réfléchie), puissance 3 si une émise et 2 réfléchies (cas du mur-mur) et puissance 4 si une émise et 3 réfléchies (cas du mur-mur-plafond). Les fréquences basses y sont exagérées car l'amplitude de leurs ondes est plus importante que pour les fréquences hautes, et selon la puissance le phénomène prend de l'exagération.


D'accord pour l'énergie dissipée et non absorbée j'en tiendrai compte

Ce que tu appelles champ diffus, c'est en fait un champ de l'espace où plusieurs ondes sont présentes (ondes émises et réfléchies) ?

Dans une enceinte, on commence à être embêtés par les "ondes arrières" lorsqu'elles peuvent exister, c'est à dire lorsque la longueur d'onde est plus petite que les dimensions du coffret. Donc sur une bande de fréquences en général assez restreinte. Les principales raisons du remplissage des enceintes avec des matériaux dissipants, c'est d'une part de tendre localement vers une transformation isotherme plutôt qu'adiabatique (on gagne donc en "volume apparent"), et d'autre part de calmer les modes propres (cela rejoint donc la notion d'onde arrière, mais pas pour l'absorber).

Nous sommes donc d'accord qu'un caisson de haut-parleur de type "salle anéchoïque" est une solution ?

[invitec0a8faa2]

Un dernier point juste, je ne comprend pas du tout l'intérêt d'une transformation spécialement "isotherme" dans le cas d'un haut-parleur...

[invitec0a8faa2]

J'ai bien avancé dans mon état de l'art, je peux déjà vous montrer l'avancée (il n'est pas encore terminé). Merci à tous !

TIPE(1).pdf

[phuphus]

Bonsoir,

Si j'ai bien compris, c'est comme les figures de Chladni : le sable n'a pas envie d'être secoué donc il se place aux noeuds (loi dans la nature, comme l'eau qui coulera toujours par le chemin le plus simple).

Le sable n'a ni envie ni pas envie, il est naturellement secoué sur la plaque et finit pas se concentrer là où ça ne bouge pas. Ta remarque est assez homogène à ton état de l'art : plutôt "mystique", ou en tous cas très qualitative et floue. Je t'invite vivement, si le reste de ton travail le permet, de te plonger un peu plus dans ton TIPE et d'avoir une assise de connaissances plus robuste. Universalis ou Wikipédia, c'est un début pas si mal.

En fait, l'onde émise et l'onde réfléchie étant quasiment égales, l'amplitude est à la puissance 2 s'il y a deux ondes (une émise, une réfléchie), puissance 3 si une émise et 2 réfléchies (cas du mur-mur) et puissance 4 si une émise et 3 réfléchies (cas du mur-mur-plafond). Les fréquences basses y sont exagérées car l'amplitude de leurs ondes est plus importante que pour les fréquences hautes, et selon la puissance le phénomène prend de l'exagération.

Pourquoi "à la puissance" ?

Ce que tu appelles champ diffus, c'est en fait un champ de l'espace où plusieurs ondes sont présentes (ondes émises et réfléchies) ?

Il n'y a pas d'onde non réfléchie dans le champ diffus : on distingue bien le champ direct du champ diffus. Il est facile de les différencier :
. En champ direct, le niveau décroit avec la distance
. Le champ diffus est homogène en niveau quelle que soit la position de la mesure par rapport à la source

Dans un cas réel, les deux sont présents : lorsque le champ direct domine on voit en effet le niveau décroître avec la distance, puis à partir d'une certaine distance nommée "distance critique" le niveau reste constant. Bien entendu, la transition entre les deux est progressive et il faut en plus rajouter les résonances par dessus tout cela.

Nous sommes donc d'accord qu'un caisson de haut-parleur de type "salle anéchoïque" est une solution ?

Dans une enceinte, on cherche en général à ce que seuls les haut-parleurs rayonnent. Interpréter le coffret comme un espace "anéchoïque" est selon moi une mauvaise vision des choses : il ne faut pas empêcher les réflexions et isoler l'intérieur du coffret des ondes parasites extérieures, mais éviter les résonances audibles et les mouvements de parois parasites. Le résultat sera (éventuellement) le même, mais pas pour les mêmes raisons.

J'ai bien avancé dans mon état de l'art, je peux déjà vous montrer l'avancée (il n'est pas encore terminé). Merci à tous !

Pièce jointe 326482

Je vais être poli (et c'est pour ton bien ) : c'est un torchon.

Je te fais juste quelques remarques, parce qu'il y a beaucoup à dire, mais cela te mettra sur la voie pour corriger ce document :
"la vibration (qui représente une énergie)" : es-tu sûr de cela ? Définition de l'énergie ?

Il n'y a pas de molécules dans l'acier...

Je passe sur la définition du son, cela nous emmènerait trop loin et t'embrouillerait. Mais fais au moins la distinction entre les vibrations mécaniques d'un objet (mécanique vibratoire) et la propagation d'ondes de pression dans l'air (acoustique).

Sur ta figure 1, que représente la "hauteur" des vagues ? Il faut le mentionner : là, seule une personne sachant déjà ce qu'est une onde acoustique comprendra la figure.

Page 2 : tu présentes une équation de calcul de niveau de pression, en expliquant que la dynamique de l'oreille humaine est de 120 dB. Es-tu sûr que le "1 pour mille milliards" est en accord avec ton équation ? (je sais, ce "1 pour mille milliards" est donné par JP Lafont, mais il s'est planté).

J'arrête là, à toi de voir pourquoi tu as fais autant d'erreurs dans ce document et de reprendre les choses correctement depuis le début.

[invitec0a8faa2]

Bonsoir phuphus,

merci pour votre réponse il est vrai que les éléments qui constituaient actuellement mon état de l'art provenaient des pages Internet, n'ayant pas encore pratiqué d'expérimentations je ne peux hélas pas encore introduire de calculs personnels, les éléments que je me suis permis d'y inscrire sont ceux que je pense avoir compris et pense savoir expliquer.

Définition de l'énergie ?

: L'énergie caractérise la capacité à modifier un état, à produire un travail entraînant du mouvement, de la lumière, ou de la chaleur. Je pense que la vibration est donc bien causé par une énergie, puisqu'il y a mouvement ?

Et si j'ai bien compris, de manière théorique :
champ direct >>> ondes émises
champ diffus >>> ondes réfléchies

Il n'y a pas de molécules dans l'acier...

Je ne comprend pas ? La vitesse de propagation du son dans l'acier est bien de 5000 m/s ?

Mais fais au moins la distinction entre les vibrations mécaniques d'un objet (mécanique vibratoire) et la propagation d'ondes de pression dans l'air (acoustique).

Les ondes acoustiques ne peuvent pas se représenter comme stationnaires au même titre qu'une corde ??

Sur ta figure 1, que représente la "hauteur" des vagues ? Il faut le mentionner : là, seule une personne sachant déjà ce qu'est une onde acoustique comprendra la figure.

très bien j'en tiens compte !

Je corrige de suite le 1/1milliard !

Interpréter le coffret comme un espace "anéchoïque" est selon moi une mauvaise vision des choses : il ne faut pas empêcher les réflexions et isoler l'intérieur du coffret des ondes parasites extérieures, mais éviter les résonances audibles et les mouvements de parois parasites. Le résultat sera (éventuellement) le même, mais pas pour les mêmes raisons.

Eviter les résonances audibles est justement inclus dans le sujet de mon TIPE. Excusez moi mais je ne parviens pas à faire la différence dans ce que vous venez de dire, je sais qu'on utilise des matériaux absorbants (tels que feutre de laine par exemple) pour avoir un amortissement interne à l'enceinte. L'objectif n'est-il pas d'annuler au maximum la réflexion d'ondes acoustiques à l'intérieur de l'enceinte ?

Quant au terme "puissance", je vous accorde qu'il est très maladroit d'un point de vue mathématique. Je voulais dire par là que l'amplitude est doublée.

Encore merci !

[phuphus]

Bonsoir,

L'énergie caractérise la capacité à modifier un état, à produire un travail entraînant du mouvement, de la lumière, ou de la chaleur. Je pense que la vibration est donc bien causé par une énergie, puisqu'il y a mouvement ?

OK pour ta définition. L'énergie est surtout une grandeur qui se conserve et l'on peut, pour de nombreux phénomènes physiques, définir différents types d'énergie. On ne peut pas vraiment dire que "l'énergie est à l'origine de", mais juste "on peut mesurer / évaluer / calculer tel type d'énergie pour tel phénomène". Donc pas besoin de faire appel à cette notion pour justifier la présence d'ondes acoustiques : le mode d'émission de la source (par exemple paroi vibrante) suffit. Pour ton état de l'art, je te conseillerais de simplement enlever cette référence à l'énergie. Mets ce qui est nécessaire à la compréhension de ta problématique, mais ne t'étends pas : tu auras déjà beaucoup de matière dans tous les cas, et écrire des choses non utiles va surtout t'exposer à des risques d'erreur.

Enfin bon, je ne suis ni tes profs, ni examinateur pour TIPE. Ce ne sont là que des conseils vus de ma chapelle.

Et si j'ai bien compris, de manière théorique :
champ direct >>> ondes émises
champ diffus >>> ondes réfléchies

En étant même un peu plus précis : le champ direct se trouve là où ce que tu notes "ondes émises" domine.
Pour le champ diffus, elles sont plus que réfléchies : elles n'ont pas de direction privilégiée. Pour avoir un champ diffus homogène, on fera attention à ne pas simplement les réfléchir, mais à les diffuser.

Le schéma donné par JP Lafont sur le champ direct / champ diffus est bien : tu le trouveras dans le paragraphe "Position du point d'écoute" de la page que tu as mentionnées plus haut
http://www.lafontaudio.com/criteres.htm
Par contre, dire que la distance critique est le bon point d'écoute est un parti pris de sa part ; contente-toi du schéma !

Je ne comprend pas ? La vitesse de propagation du son dans l'acier est bien de 5000 m/s ?

La célérité des ondes longitudinales de pression est de... Mais tes profs ne relèveront pas : tu peux garder "vitesse du son".
Donc OK, mais l'acier est à ma connaissance composé d'atomes, et non de molécules.

Les ondes acoustiques ne peuvent pas se représenter comme stationnaires au même titre qu'une corde ??

Pour toi, que représente la figure 1 de ton état de l'art ?

Eviter les résonances audibles est justement inclus dans le sujet de mon TIPE. Excusez moi mais je ne parviens pas à faire la différence dans ce que vous venez de dire, je sais qu'on utilise des matériaux absorbants (tels que feutre de laine par exemple) pour avoir un amortissement interne à l'enceinte. L'objectif n'est-il pas d'annuler au maximum la réflexion d'ondes acoustiques à l'intérieur de l'enceinte ?

Le but est de calmer les résonances. On peut le faire par de la dissipation, par exemple en mettant un matériaux dissipant, à un ventre de vitesse il me semble (à vérifier : cela me paraît logique, mais je n'ai pas l'info explicite). Donc on laisse les réflexions se faire, mais on traite l'onde stationnaire.

Je pense qu'ici nous sommes sur du détail qui va au delà des besoins de ton TIPE : tu peux t'en tenir à dire que l'on remplit les enceintes pour éviter les résonances, quel que soit le mode d'action du matériau de remplissage (éviter les réflexions, traiter aux ventres, etc.)

Un dernier point juste, je ne comprend pas du tout l'intérêt d'une transformation spécialement "isotherme" dans le cas d'un haut-parleur...

L'air à l'intérieur de l'enceinte va agir comme une raideur : donc un lien entre déplacement de la membrane et force exercée sur la membrane.
Si je suis en adiabatique, pour un déplacement x de la membrane, j'ai une certaine variation de pression dans l'enceinte.
Si je suis en isotherme, la variation de pression est plus grande ou plus faible que le cas adiabatique ?
Conclusion sur la raideur du volume d'air dans les cas adiabatique et isotherme ?
Sachant :
. qu'en filtrage passif, la fréquence de résonance conditionne largement l'extension dans les basses fréquences d'une enceinte
. que le WAF contraint à des enceintes compactes
que cherchera-t-on à privilégier ? L'adiabatique ou l'isotherme ?

[invitec0a8faa2]

Bonsoir à tous !

Donc on laisse les réflexions se faire, mais on traite l'onde stationnaire

Ce que je ne comprend pas phuphus, c'est qu'une forme cubique est, d'un point de vue acoustique, le pire cas possible puisque longueur largeur hauteur sont de la même dimension, donc superposition des ondes stationnaires et augmentation du phénomène de résonance... or les enceintes de haut-parleur sont absolument toutes de forme cubique ! (parallélépipédique dans le meilleur des cas) Le meilleur moyen de traiter l'onde stationnaire n'est-il pas de privilégier une géométrie excluant les angles triédraux et les superpositions d'ondes stationnaires ? et seulement ensuite utiliser les matériaux absorbants ? Toutefois cette superposition dépend de la fréquence et position de la source émettrice, mais malgré cela...

que cherchera-t-on à privilégier ? L'adiabatique ou l'isotherme ?

Là en revanche j'ai une réponse claire : on cherchera à privilégier L'ISOTHERME. En effet lors du fonctionnement du haut-parleur, le moteur et l'air vont chauffer (plus le volume de l'enceinte sera petit, plus le moteur du haut-parleur sera puissant, plus cette augmentation de la température sera élevée). Cette augmentation de la température de l'air dans le coffret aura des effets néfastes (notamment la baisse de la masse volumique de l'air dans le coffret). Je sais également que bien que l'air ne soit pas un gaz parfait, l'équation PV=nRT est valable car nous sommes dans un domaine de basses pressions, voisines de celles de l'atmosphère). On cherche à éviter (plutôt atténuer) l'échauffement de l'air : on privilégie la transformation ISOTHERME.

[invitec0a8faa2]

Bonjour à tous,

je me demande pourquoi les caissons de haut-parleur sont de forme cubique dans 99% des cas alors qu'il s'agit là du pire cas possible d'un point de vue sonore (les plans étant tous de même dimension, favorisant une superposition des ondes (à divers endroits selon diverses fréquences certes)) ?

Toutefois par rapport aux matériaux absorbants je fus très surpris d'apprendre que bien souvent ils ne sont pas sur les parois mais vers le milieu du caisson, ce qui est en fin de compte logique puisqu'ils ralentissent la célérité du son lorsqu'il le traverse, il est donc judicieux de situer ce matériau à l'endroit où cette célérité est maximale, ce qui n'est pas nécessaire aux parois...

[phuphus]

Bonsoir,

Ce que je ne comprend pas phuphus, c'est qu'une forme cubique est, d'un point de vue acoustique, le pire cas possible puisque longueur largeur hauteur sont de la même dimension, donc superposition des ondes stationnaires et augmentation du phénomène de résonance... or les enceintes de haut-parleur sont absolument toutes de forme cubique ! (parallélépipédique dans le meilleur des cas) Le meilleur moyen de traiter l'onde stationnaire n'est-il pas de privilégier une géométrie excluant les angles triédraux et les superpositions d'ondes stationnaires ? et seulement ensuite utiliser les matériaux absorbants ? Toutefois cette superposition dépend de la fréquence et position de la source émettrice, mais malgré cela...

Les seules performances acoustiques ne sont pas les uniques contraintes de conception d'une enceinte, et si tellement d'enceintes parallélépipédiques existent c'est peut-être que ce n'est pas une forme si mauvaise que cela. C'est un facteur, il y en a d'autres (à performances égales, qu'est-ce qui est le plus simple à fabriquer ? Pavé rempli de dissipant ? Formes bizarres qui imposent d'autres défauts et d'autres contraintes ailleurs ?). Autre élément : le pavé, c'est la forme extérieure. Ce n'est pas pour cela que c'est un pavé à l'intérieur :
http://magico.net/technology/enclosures.php

Sinon, il existe de nombreuses formes d'enceintes :
http://magico.net/product/s_series.php
http://www.vividaudio.com/speakers/g...s/giya-g1.html
http://www.prosodia-audio.com/index....78&Itemid=1840
http://fr.devialet.com/phantom-implosive/decouvrir

(je les ai toutes écoutées : pour moi, les meilleures ne sont pas les plus "tordues" en formes...)

Là en revanche j'ai une réponse claire : on cherchera à privilégier L'ISOTHERME. En effet lors du fonctionnement du haut-parleur, le moteur et l'air vont chauffer (plus le volume de l'enceinte sera petit, plus le moteur du haut-parleur sera puissant, plus cette augmentation de la température sera élevée). Cette augmentation de la température de l'air dans le coffret aura des effets néfastes (notamment la baisse de la masse volumique de l'air dans le coffret). Je sais également que bien que l'air ne soit pas un gaz parfait, l'équation PV=nRT est valable car nous sommes dans un domaine de basses pressions, voisines de celles de l'atmosphère). On cherche à éviter (plutôt atténuer) l'échauffement de l'air : on privilégie la transformation ISOTHERME.

La pression acoustique est toujours positive ? Conclusions sur l'échauffement dû à la "compression acoustique" ?

Dans ma précédente intervention, j'ai posé une question précise liée au caractère isotherme des transformations : raideur du volume d'air. C'est là que se trouve la réponse, et pas dans un éventuel échauffement.

De plus, ordre de grandeur des puissances acoustiques en jeu dans une enceinte Hi-Fi ?

je me demande pourquoi les caissons de haut-parleur sont de forme cubique dans 99% des cas alors qu'il s'agit là du pire cas possible d'un point de vue sonore (les plans étant tous de même dimension, favorisant une superposition des ondes (à divers endroits selon diverses fréquences certes)) ?

Eléments de réponse en #12 :

aux fréquences considérées, il n'y a aucune propagation dans le coffret (tout le volume est en compression ou en détente)
[...]
Dans une enceinte, on commence à être embêtés par les "ondes arrières" lorsqu'elles peuvent exister, c'est à dire lorsque la longueur d'onde est plus petite que les dimensions du coffret.

Toutefois par rapport aux matériaux absorbants je fus très surpris d'apprendre que bien souvent ils ne sont pas sur les parois mais vers le milieu du caisson, ce qui est en fin de compte logique puisqu'ils ralentissent la célérité du son lorsqu'il le traverse, il est donc judicieux de situer ce matériau à l'endroit où cette célérité est maximale, ce qui n'est pas nécessaire aux parois...

Ces matériaux provoquent de la perte de charges, ils sont donc placés là où la vitesse particulaire est la plus grande. La célérité, elle, est la même en tous points de l'enceinte.

[invitec0a8faa2]

Bonjour à tous !

Alors j'ai en main diverses réponses et divers éléments suite aux dernières recherches :

Dans ma précédente intervention, j'ai posé une question précise liée au caractère isotherme des transformations : raideur du volume d'air. C'est là que se trouve la réponse, et pas dans un éventuel échauffement.

Si j'ai bien compris, ADIABATIQUE = aucun échange avec l'extérieur durant la transformation et ISOTHERME = température constance au long de la transformation.
On sait que l'air comprimé rapidement s'échauffe, en s'échauffant sa masse volumique va diminuer, et donc sa raideur va également diminuer. En effet raideur d'air et masse volumique d'air sont liées par la relation K=((s^2)P(c^2))/V avec K la raideur de l'air en N/m, s la surface de l'évent (si évent il y a) en m^2, V le volume de l'enceinte en m^3, c la célérité du son dans l'air en km/s et P la masse volumique de l'air en kg/(m^3). Ainsi si P diminue, K diminue.
On cherche donc dans une enceinte close à éviter que la température intérieure n'augmente, on privilégie donc l'isotherme.

Les seules performances acoustiques ne sont pas les uniques contraintes de conception d'une enceinte, et si tellement d'enceintes parallélépipédiques existent c'est peut-être que ce n'est pas une forme si mauvaise que cela. C'est un facteur, il y en a d'autres (à performances égales, qu'est-ce qui est le plus simple à fabriquer ? Pavé rempli de dissipant ? Formes bizarres qui imposent d'autres défauts et d'autres contraintes ailleurs ?). Autre élément : le pavé, c'est la forme extérieure. Ce n'est pas pour cela que c'est un pavé à l'intérieur :

Pour en avoir discuté par email avec un passionné (Mr Dominique PETOIN) la même réponse est ressortie : forme parallélépipédique beaucoup plus simple à fabriquer, que ce soit en série pour les enceintes classiques ou que ce soit pour une conception amateur. Je persiste dans l'idée que cette forme est l'opposée du cas idéal, mais il est vrai que c'est loin d'être le seul facteur à prendre en compte (les autres facteurs toutefois sortent pour la plupart, je le crains, de mon domaine de connaissance) ce qui peut expliquer pourquoi les enceintes à formes plus complexes ne produisent pas forcément un son de meilleure qualité : c'est parce qu'il y a bien d'autres facteurs. Mais quand même les grands auditoriums et salles de concert sont tous d'architecture très particulière et leurs architectes fuient les "cubes", on en a un exemple (assez extrême je l'avoue) avec cette image de l'auditorium de Matsushima au Japon, que je ne poste que pour la beauté de la chose :



J'ajouterais que cette considération géométrique dans la conception d'enceinte n'est prise en compte que dans le haut de gamme, voire très haut de gamme, avec les liens que toi-même phuphus tu postas.

De plus, ordre de grandeur des puissances acoustiques en jeu dans une enceinte Hi-Fi ?

Dans une enceinte Hi-Fi, l'ordre de grandeur des puissances acoustiques est faible.

La pression acoustique est toujours positive ? Conclusions sur l'échauffement dû à la "compression acoustique" ?

La pression acoustique est une petite variation positive ou négative de la pression atmosphérique, elle n'est donc pas toujours positive et peut parfois être négative. Il semblerait, et comme tu l'avais dit de toute manière, que l'échauffement ne soit pas significatif lors du fonctionnement d'une enceinte. Certains amateurs de conception d'enceinte gardent toujours un petit trou pour équilibrer la pression atmosphérique.

[invitec0a8faa2]

Bonjour à tous !

mon TIPE portant sur l'optimisation des phénomènes acoustiques dans l'environnement extérieur au haut-parleur (électrodynamique) et à l'intérieur de son enceinte, je me permet de résumer une des pistes principales que nous avons vu jusqu'à présent :

- le phénomène de RESONANCE est néfaste : on cherche à l'atténuer au maximum.
-ce phénomène est causé par la REFLEXION.

Ainsi pour atténuer la résonance, il faut atténuer la réflexion.
Optimiser le son en environnement extérieur : limiter les réflexions (matériaux absorbants, géométries évitant les ondes stationnaires, également éviter les réflexions précoces faisant atteindre le son à l'auditeur trop tôt, ces réflexions proviennent principalement latéralement), contrôler la réverbération (homogène pour toutes les fréquences, légèrement décroissants pour les hautes fréquences), et encore d'autres éléments qu'il faudra que je rassemble pour ajouter

Atténuer la résonance dans l'enceinte du haut-parleur : matériaux absorbants (solution possible du principe de la chambre anéchoïque dans l'enceinte du haut-parleur).
En effet la chambre sourde a des parois qui absorbent les ondes (le problème est que dans l'enceinte en basse fréquence c'est peu efficace..). L'idée est de recréer artificiellement des conditions de champ libre : le son se propage sans réflexion.

J'ajouterais que la concept car peugeot fractal est aménagé intérieurement en chambre anéchoïque pour une optimisation du son intérieur (coupé des bruits extérieurs, et une meilleure qualité de son provenant des hauts-parleurs)...

[invitec0a8faa2]

Bonjour à tous !

voilà l'avancée des travaux si le sujet vous semblait encore flou le voilà maintenant mieux orienté et plus précis :

TITRE : Le haut-parleur dans son environnement intérieur (enceinte) et extérieur

MOTIVATION : Curieux de nature et musicien j'ai souhaité me pencher sur le sujet du haut-parleur et de l'acoustique avec une étude sur l'influence de la position et orientation du haut-parleur dans différents environnements tels qu'un auditorium, une salle de cinéma, une salle de concert, une automobile, une cathédrale gothique, correspondant chacun à un cas d'utilisation bien spécifique. Différentes solutions sont à extraire et analyser ce qui est en lien avec le thème annuel de TIPE. Je souhaite y approfondir mes connaissances en poussant l'étude des phénomènes (incluant résonance, absorption, réverbération, réflexion). Ce travail m'amènera également à une analyse sur différentes propriétés de matériaux, ce qui ne peut que m'intéresser en raison de mon goût pour les domaines de mécanique et matériaux.

J’ai eu l’autorisation de faire des mesures à l’auditorium de l’EMAS (Ecole de Musique et Arts du Spectacle) de Grande-Synthe, auditorium qui semble-t-il à la particularité d’avoir un rendu sonore optimal à un endroit très précis de la pièce, et je cherche actuellement un protocole de mesure de rendu sonore d’un haut-parleur (émetteur) et d’un microphone (récepteur) dans un environnement.

Voilà voilà, sur ce, excellentes vacances à vous (si vous en avez) et joyeuses fêtes à tous !

[invitec0a8faa2]

Bonjour/Bonsoir à tous et meilleurs voeux pour 2017 !

En recherche d'un protocole d'expérimentation/mesure pour connaître la position idéale du haut-parleur dans une pièce en fonction de ses dimensions et des fréquences, j'ai trouvé ce lien affichant la Nouvelle revue du son (1997), article très intéressant, si quelqu'un a déjà fait des expérimentations je suis preneur de conseils et d'explications !

Bonne soirée !

[invitec0a8faa2]

Salutations !

J'ai effectué des expérimentations aujourd'hui même avec haut-parleur dans enceinte en carton, micro, 2 générateurs (un basse fréquence pour le HP, un amplificateur pour le signal récepteur du micro), et un oscilloscope. Le signal jaune est l'émetteur (HP), le bleu est le récepteur (micro). En reculant le micro de sa position j'obtiens un déphasage du signal bleu avec le jaune. De cette manière je peux mesurer "en réel" la longueur d'onde selon la fréquence émise (ici 431 Hz).

De cette expérience simple pourra ressortir différentes applications telles que la mesure de la réverbération grâce à l'impulsion électrique au HP pour mesurer les écarts émission/réception, analyser aussi les différents signaux selon la fréquence, l'environnement, la position du micro, etc...

Qu'en pensez-vous ?

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