Bonjour à tous,
Je voulais savoir pourquoi les différentes technologies de casques anti-bruit n'étaient efficaces que sur certaines plages de fréquences:
Les casque à réduction active sont efficaces pour les basses fréquences mais pas les hautes et c'est le contraire pour les casques à réduction passive.
Quelqu'un pourrait-il m'éclairer là-dessus?
Merci
Bonjour, beau sujet de TIPE
Les casques anti-bruit actifs ne tentent d'atténuer le bruit que des basses fréquences* car c'est plus facile: le but étant d'amoindrir le mouvement des molécule d'air du au bruit ambiant au niveau du tympan par l'émission locale du même bruit mais en opposition de phase, on comprend bien que les erreurs de phase sont d'autant moins impactantes pour l'obtention du résultat souhaité que la longueur d'onde est large.
(*) "basse freq." c'est relatif car actif de 30Hz à 500 Hz disons, mais à 500 Hz on est déjà au milieu du clavier d'un orgue, donc on est déjà dans le médium pour la fondamentale de la note, c'est vraiment pas mal, mais pas assez pour annuler des cris d'enfants hyperactifs
A noter que les casques anti-bruit actifs sont aussi dotés d'un filtrage passif (rembourrage par de la mousse dans le casque déjà d'architecture fermée) qui complète la protection pour les bruits ambiants à hautes fréquences.
Les casques anti-bruit purement passifs sont limités par l'encombrement nécessaire, ils atténueraient davantage les basses fréquences si le rembourrage était beaucoup plus épais, ce qui limiterait leur utilité pratique (= importable sur la tête, autant se mettre entièrement dans une cabine passive, ce qui d'ailleurs existe pour les musiciens, même si le but est surtout de limiter les fuites du son dans le sens in->out, ça fait les deux).
cdlt,
GBo
Dernière modification par GBo ; 04/06/2021 à 07h54.
Bonjour,
La réduction ''active'' est réalisée en additionnant au bruit extérieur sa valeur électrique en opposition de phase.
Sur la gamme de fréquence inférieure à quelques KHz, c'est assez facile, au delà, l'opposition de phase est plus délicate à assurer.
Il a fallu quand même des années de R&D pour arriver à un produit grand public efficace et relativement abordable comme le premier Bose Quiet Comfort (dépassé aujourd'hui de peu par Sony), ça n'a pas été facile, et cela ne l'est certainement pas pour un TIPE : ne pas faire accroire qu'un lycéen va arriver à construire un tel casque en tout cas, il pourra tout au plus mettre en oeuvre des manips (à base de HPs par exemple) qui en montrera les principes.
Dernière modification par GBo ; 04/06/2021 à 10h54.
Envoyé par GBo
Bonjour, beau sujet de TIPE
cdlt,
GBo
Vous vous répondez à vous même ou il y a quelque chose qui m'échappe
On peut se tutoyer tu sais: oui, tu as du louper que ce message est un restart d'un autre sujet sur lequel le PP s'était greffé (il a bien fait de restarter vu les soupçons de volonté de tricherie que l'on peut avoir sur les premiers participants
Dernière modification par GBo ; 04/06/2021 à 12h54.
Bonjour,
Merci pour ces précisions sur les basses fréquences avec la réduction active.
En revanche, je ne saisis pas bien pourquoi les casques à réduction passive réduisent surtout les HF et pas les BF (s'ils ne sont pas trop épais comme vous le précisez).
Comment cela se fait-il physiquement??
Merci
Je ne comprends pas bien...On peut se tutoyer tu sais: oui, tu as du louper que ce message est un restart d'un autre sujet sur lequel le PP s'était greffé (il a bien fait de restarter vu les soupçons de volonté de tricherie que l'on peut avoir sur les premiers participants
Je répondais au message de BAlbu qui me vouvoie
Ta question n'est-elle pas dans le cadre d'un TIPE ?
Pur amortissement, comme un simple vitrage vs un double vitrage, un cloison placo vs. deux etc... Je reconnais que c'est intuitif, pour la théorie physique rigoureuse, je laisse la place aux physiciens qui vont te montrer des équations, mais pas sûr que cela permette de comprendre le "pourquoi".
Dernière modification par GBo ; 05/06/2021 à 15h06.
Merci beaucoup, j'avais bien compris l'effet intuitif mais je dois être capable d'expliquer au moins dans l'idée pourquoi les basses fréquences ne sont pas atténuées.
Si d'autres ont une idée je suis preneur...
Merci à tous!
Salut,
C'est une question de vitesse de l'électronique. Il faut capter le signal sonore et le réémettre en opposition de phase.... avant que le signal entrant n'ait changé. Il faut une électronique très rapide, ce qui est sans problème à fréquence basse mais plus difficile à haute fréquence.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Oui pour les casques à réduction de bruit active je comprends bien.
Ce que j'ai du mal à saisir c'est pourquoi la réduction PASSIVE attenue essentiellement les HF et pas les BF
Bonjour Deedee81,
Je ne suis pas d'accord avec cette remarque. Les hautes fréquences audio sont de 20000 Hz, et en électronique, elles sont considérées comme des fréquences basses. Aujourd'hui, les électroniques de traitement vidéo sont des milliers de fois plus rapides que cela (enfin... du temps de la vidéo analogique, c'est dépassé, maintenant, tout ça).
Question intéressante !
On peut répondre que c'est lié au coefficient d'absorption acoustique en fonction de la fréquence, au fait qu'une barrière solide se comporte comme un passe-bas... mais cela ne fait que répéter la question sans donner d'explication.
L'explication physique ne me paraît pas évidente. Manifestement, l'effet a lieu lors du transfert du mouvement des molécules d'air vers un mouvement correspondant de la part du matérieu solide en contact avec l'air.
Est-ce une question d'énergie cinétique des molécules d'air par rapport à l'énergie cinétique du matériau ? Une question de force appliquée par les molécules d'air, qui diminuerait avec la fréquence ? Une question de résistance à une accélération rapide de la part du matériau ?
Comme ça, je suis incapable de le dire. Mais il doit y avoir une explication à cette tendance générale, car c'est vrai, c'est toujours les hautes fréquences qui sont les plus absorbées par un mur ou une barrière solide (ou un coussin, ou un bouchon d'oreille...), et de loin.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Bonjour,
De manière générale, une onde va interagir beaucoup plus fortement avec les objets matériels de dimensions du même ordre de grandeur (ou supérieur) à la longueur d'onde dans le matériau considéré. Dans l'air, les longueurs d'onde audibles les plus graves sont de l'ordre de 10 m, les longueurs d'ondes les plus aigues sont centimétriques
C'est en partie ce qui explique que ce sont majoritairement les graves qui traversent les murs des boites de nuit
Aaah ! En effet, les hautes fréquences vont frapper les surfaces solides avec une phase aléatoire : alors que certaines parties du matériau sont frappées par une surpression, d'autres parties sont frappées, au même moment, par une dépression.
Tandis que les basses fréquences, lorsque la longueur d'onde dépasse d'un ordre de grandeur la taille de l'objet bloquant le son, vont frapper l'ensemble de sa surface avec une même phase. Conduisant ainsi la paroi solide à se mettre en mouvement et à transmettre la vibration.
Bien, mais cela explique, dans le cas d'un casque anti-bruit, seulement le blocage des très hautes fréquences. En-dessous de 1000 Hz, cet effet n'agit plus, et le casque anti-bruit n'a pas de raison de mieux atténuer une fréquence, disons, de 800 Hz qu'une fréquence de 80 Hz.
D'ailleurs, est-ce le cas ? Les casques anti-bruit bloquent-ils si mal des basses fréquences ?
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Concernant l'absorption de l'onde pendant la traversée du matériau, je ne pense pas qu'il y ait besoin de faire intervenir la phase. C'est uniquement dû au fait que s'il y a plus de longueurs d'ondes qui s'établissent dans le matériau, l'onde perd de l'énergie à cause de la "viscosité" du matériau. S'il y a moins de longueurs d'ondes (toutes choses égales par ailleurs), l'onde perd moins d'énergie pendant la traversée.
Bonne question, à vous de juger:
Source: https://www.ostermann.eu/fr_FR/produ...ete-snr-33-dba
D'expérience, puisque je possède les deux types de casques (j'ai horreur du bruit quand je travaille ou je lis), les perfs de mon casque anti-bruit actif comme le Sony XM3 atténue bien mieux les graves que le passif pourtant bien plus lourd et serre-tête. Il y a des bruits très grave qui sobt tellement atténués avec l'actif que je ne les sens qu'avec les mains sur mon bureau (table qui vibre quand les ados au-dessus font la course dans le couloir). J'en ai rêvé..., ça m'a sauvé le télétravail.
Dernière modification par GBo ; 06/06/2021 à 18h03.
La vitesse du son étant beaucoup plus élevée dans les solides que dans l'air, à aucune fréquence sonore une alternance entière ne peut s'établir dans l'épaisseur d'une paroi.
Whoa ! Pile l'inverse de ce que j'avais prévu !
Pas de décroissance avec la fréquence après 1000 Hz, et une atténuation qui croît de façon monotone avec la fréquence sous les 1000 Hz.
Bon, ben pour l'explication, je donne ma langue au chat.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Je parlais dans le cas général (c'est la même raison qui fait qu'à grande distance d'un concert, par ex > 1 km, on entend majoritairement les graves)
quoi qu'il en soit c'est le même principe avec des fractions de longueurs d'onde : à "viscosité" et épaisseur constante, une longueur d'onde courte perdra plus d'énergie qu'une longueur d'onde longue
Pour ceux qui veulent tâter l'approche modélisée par des maths:
Propagation of Sound in Porous Media: Modelling Sound Absorbing Materials
https://download.e-bookshelf.de/down...0015290011.pdf
Ou approche plus pragmatique:
ACOUSTICAL PROPERTIES OF FIBROUS ABSORBENT MATERIALS
https://www.math2market.com/Publicat...any-Bazley.pdf
Ou encore:
https://www.researchgate.net/publica...rberation_room
Dernière modification par GBo ; 06/06/2021 à 20h52.
