Ondes et vibrations
Matériaux actifs pour l'électroacoustique
Collaborateurs:
LMI: Olivier Doaré, Corinne Rouby
LMPS (EPFL)
MSSMAT (UPSay)
LSI (Ecole Polytechnique)
PMMH (ESPCI)
CEDRAT
L'électroacoustique est un thème central de la mécanique développée à l'ENSTA depuis de nombreuses années. Le recherches abordées ont concerné par le passé la modélisation des haut-parleurs et réverbérateurs à plaques, en particulier dans le régime des vibrations non-linéaires, mais aussi des questions liées à l'acoustique musicale (modélisation de la dynamique des cordes et plaques). Plus récemment, nous avons introduit la question des matériaux actifs (autre thème central en mécanique à l'ENSTA) pour le développement de nouveaux transducteurs en électroacoustique. L'utilisation de matériaux actifs comme les matériaux piézoélectriques ou les élastomères diélectriques peuvent présenter plusieurs avantages en fonction des applications, comme le fait de ne plus dépendre d'aimants puissants, et donc de terres rares, ou bien encore de permettre de proposer des géométries optimisées différentes, et moins encombrantes (haut-parleurs plans, miniaturisés...)
Lien vers un article sur Polytechnique Insight
Dans ce contexte nous proposons la modélisation complète de systèmes couplant l'acoustique externe et interne aux enceintes, la vibration, et le comportement électromagnétique des matériaux actifs en jeu dans différents systèmes proposés:
- haut-parleurs en élastomères diélectriques,
- contrôle vibratoire de haut-parleurs plans à l'aide d'éléments piézoélectriques
- transducteurs miniaturisés en PVDF (polymères piézo) pour l'intégration dans des casques audio
- membranes élastomères utilisées comme haut-parleurs passifs.
En collaboration avec des partenaire de laboratoires plus focalisés sur la physique des matériaux nous travaillons aussi sur l'optimisation de la structure fine et ls composants intervenant dans ces structures actives.
Métrologie en acoustique et vibrations
Ce projet a pour but de développer des outils théoriques, numériques et expérimentaux pour la métrologie en acoustique et vibrations. Dans ce contexte, nous avons mis en place des techniques de mesures robotisées visant à acquérir un champ de pression engendré par une source acoustique, sur une surface fermée englobant la source acoustique. Il est alors possible de tirer profit de l'équation de Helmholtz gouvernant le champ de pression pour reconstruire le champ acoustique dans l'ensemble du domaine. Nous faisons usage de techniques de résolution des équations par éléments de frontière dans le domaine fréquentiel.
Collaborateurs
Olivier Doaré
U2IS, ENSTA (Alexandre Chapoutot)
UMA, ENSTA (Pierre Marchand)
INRIA Bordeaux
Modèles physiques pour la synthèse sonore
Ce thème de recherche vise à développer des outils de synthèse sonore efficaces pour la prédiction de bruits urbains, de sons pour la réalité virtuelle et les jeux vidéos, ou la musique, basés sur des modèles physiques. Nous avons en particulier travaillé sur la modélisation des chocs survenant lors de la vibration de certians instruments à corde, qui imposent la résolution en temps de phénomènes de chocs très raides, à l'aide d'algorithmes à pas de temps adaptatifs qui conservent l'énergie. Un activité importante sur ce thème concerne aussi la production de synthèses sonores des parcs éoliens. Le but est de produire des signaux non seulement réalistes, mais aussi quantitativement justes et performants, afin de pouvoir proposer un outil prédictif utilisable en réalité virtuelle. Nous disposons alors d'un outil pédagogique qui pourrait aider à la prise de décisions politiques.
Collaborateurs
LMI: Olivier Doaré
IMSIA: Benjamin Cotté, Cyril Touzé
UMRAE
Illustrations et synthèses sonores d'une éolienne dans deux configurations typiques. Le récepteur est indiqué par un point orange.
Lorsque le récepteur se situe perpendiculairement à l'axe du vent
Lorsque le récepteur est en aval de l'éolienne dans l'axe du vent.