Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé...

104

Transcript of Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé...

Page 1: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle actif de champs acoustiquesNotions générales et applications

Philippe Herzog

C.N.R.S. UPR 7051 - Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique

21 janvier 2010

Polycopié par Emmanuel Friot

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 2: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Présentation

Philippe HERZOG [email protected]

2001 A�ectation au LMA - Reproduction sonore

1997-2000 R&D (EPFL) - industrialisation ANC (ABB)

1994-1997 Ingénieur (CTTM) - Ingénierie acoustique

1988 Chercheur CNRS - Trandsducteurs électroacoustiques

1987 GAUS - Propagation extérieure

1987 Docteur en Acoustique - LAUM

1983-1986 Ingénieur (Badin-Crouzet) - Gyromètre

1982 Ingénieur ENSEA - électronique

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 3: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Présentation

Philippe HERZOG [email protected]

2001 A�ectation au LMA - Reproduction sonore

1997-2000 R&D (EPFL) - industrialisation ANC (ABB)

1994-1997 Ingénieur (CTTM) - Ingénierie acoustique

1988 Chercheur CNRS - Trandsducteurs électroacoustiques

1987 GAUS - Propagation extérieure

1987 Docteur en Acoustique - LAUM

1983-1986 Ingénieur (Badin-Crouzet) - Gyromètre

1982 Ingénieur ENSEA - électronique

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 4: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Sommaire

1 Introduction

2 Contrôle acoustique

3 Contrôle localisé

4 Champ propagatif

5 Cas industriels

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 5: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle du bruit

1 Introduction

2 Contrôle acoustique

3 Contrôle localisé

4 Champ propagatif

5 Cas industriels

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 6: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Sources sonores

.

.

Niveau sonore

Contenu spectral

Durée, dynamique

"Qualité" (culturel)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 7: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Sources sonores

.

.

Niveau sonore

Contenu spectral

Durée, dynamique

"Qualité" (culturel)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 8: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Sources sonores

.

.

Niveau sonore

Contenu spectral

Durée, dynamique

"Qualité" (culturel)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 9: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Sources sonores

.

.

Niveau sonore

Contenu spectral

Durée, dynamique

"Qualité" (culturel)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 10: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Sources sonores

.

.

Niveau sonore

Contenu spectral

Durée, dynamique

"Qualité" (culturel)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 11: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Bruit ou Son

Pression acoustique [Pa]

Ecart par rapport à P0

Valeur moyenne nulle

Lien mesure - perception

Mesures normalisées

Pondérations (A,B,C, ...)

Réglementations (NRA)

Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 12: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Bruit ou Son

Niveau SPL [dB] → sonie

Masquage (physiologie) → timbre

Direction (binauraal) → séparation

Lien mesure - perception

Mesures normalisées

Pondérations (A,B,C, ...)

Réglementations (NRA)

Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 13: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Bruit ou Son

Flux auditifs

Identi�cation

Agrément, gêne

Lien mesure - perception

Mesures normalisées

Pondérations (A,B,C, ...)

Réglementations (NRA)

Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 14: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Bruit ou Son

Lien mesure - perception

Mesures normalisées

Pondérations (A,B,C, ...)

Réglementations (NRA)

Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 15: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Bruit ou Son

Lien mesure - perception

Mesures normalisées

Pondérations (A,B,C, ...)

Réglementations (NRA)

Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 16: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Réduction de la gêne acoustique

Stratégie de réduction

Conception silencieuse (coût, di�culté)

Eloignement (décroissance en 1/R)

Traitement acoustique (capot, paroi, écran, ...)

Absorption/transmission

Volume partagé (Ac. des salles) : absorption

Entre deux volumes (Ac. du bâtiment) : transmission

Enco�rement/capotage : absorption+transmission

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 17: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Réduction de la gêne acoustique

Stratégie de réduction

Conception silencieuse (coût, di�culté)

Eloignement (décroissance en 1/R)

Traitement acoustique (capot, paroi, écran, ...)

Absorption/transmission

Volume partagé (Ac. des salles) : absorption

Entre deux volumes (Ac. du bâtiment) : transmission

Enco�rement/capotage : absorption+transmission

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 18: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Matériaux absorbants

.

Principe

Propagation avec contact "proche" air/solide

Frottement (viscosité) + c/c thermique (conduction)

Pénétration facile de l'onde acoustique

Contraste de propriétés : compromis ré�exion / absorption

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 19: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Matériaux absorbants

.

Principe

Propagation avec contact "proche" air/solide

Frottement (viscosité) + c/c thermique (conduction)

Pénétration facile de l'onde acoustique

Contraste de propriétés : compromis ré�exion / absorption

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 20: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Parois isolantes

.

Principe

Obstacle inerte ⇒ pas de propagation

Rigide aux TBF, et lourde aux MF/HF

Résonances propres : fréquences de coïncidence

Spectre large : "loi de masse" ou multiples couches

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 21: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Parois isolantes

.

Principe

Obstacle inerte ⇒ pas de propagation

Rigide aux TBF, et lourde aux MF/HF

Résonances propres : fréquences de coïncidence

Spectre large : "loi de masse" ou multiples couches

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 22: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Optimisation du traitement

Volume du problème

Traitement "à la source"

Paroi / écran intermédiaire

Traitement d'une zone

Protection individuelle

Actions multiples

Découplage de machines

Ajout d'absorption

Capotage / cloisons

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 23: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Optimisation du traitement

Volume du problème

Traitement "à la source"

Paroi / écran intermédiaire

Traitement d'une zone

Protection individuelle

Actions multiples

Découplage de machines

Ajout d'absorption

Capotage / cloisons

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 24: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Limitations

.

Compromis technique et économique

Epaisseur des absorbants

Epaisseur et poids des parois

Coût de conception / réalisation

Performances insu�santes aux basses fréquences

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 25: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Limitations

.

Compromis technique et économique

Epaisseur des absorbants

Epaisseur et poids des parois

Coût de conception / réalisation

Performances insu�santes aux basses fréquences

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 26: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle actif

Principe

Système électro-acoustique dédié

Modi�cation temps-réel du champ acoustique

Approximation discrète du problème

Absorption/isolation "arti�cielle(s)"

Approche a priori complémentaire

ANC seul : domaine très limité

Ajout ANC à une solution passive

Conception hybride active/passive

Etendre les performances aux basses fréquences

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 27: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle actif

Principe

Système électro-acoustique dédié

Modi�cation temps-réel du champ acoustique

Approximation discrète du problème

Absorption/isolation "arti�cielle(s)"

Approche a priori complémentaire

ANC seul : domaine très limité

Ajout ANC à une solution passive

Conception hybride active/passive

Etendre les performances aux basses fréquences

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 28: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle actif

Principe

Système électro-acoustique dédié

Modi�cation temps-réel du champ acoustique

Approximation discrète du problème

Absorption/isolation "arti�cielle(s)"

Approche a priori complémentaire

ANC seul : domaine très limité

Ajout ANC à une solution passive

Conception hybride active/passive

Etendre les performances aux basses fréquences

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 29: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème à 1 ddl

1 Introduction

2 Contrôle acoustique

3 Contrôle localisé

4 Champ propagatif

5 Cas industriels

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 30: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Correction d'erreur "feedback"

.

Signal d'erreur : écart pression/consigne

Compensation via actuateur électroacoustique

Mesure via capteur électroacoustique

Performances des transducteurs électroacoustiques

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 31: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Correction d'erreur "feedback"

.

Signal d'erreur : écart pression/consigne

Compensation via actuateur électroacoustique

Mesure via capteur électroacoustique

Performances des transducteurs électroacoustiques

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 32: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Capteurs électroacoustique

.

Accéléromètre, microphone, patch, etc

Mesure locale (voire ponctuelle)

Signal très faible (OdG acoustique)

Electronique de conditionnement

Réponse fréquentielle limitée (BF)

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 33: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Capteurs électroacoustique

.

Accéléromètre, microphone, patch, etc

Mesure locale (voire ponctuelle)

Signal très faible (OdG acoustique)

Electronique de conditionnement

Réponse fréquentielle limitée (BF)

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 34: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Actuateurs électroacoustiques

.

Haut-parleur, Shaker, patch, etc

Excitation localisée (champ proche)

Dynamique limitée (non-linéarités)

Puissance électrique élevée

Réponse fréquentielle limitée et irrégulière

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 35: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Actuateurs électroacoustiques

.

Haut-parleur, Shaker, patch, etc

Excitation localisée (champ proche)

Dynamique limitée (non-linéarités)

Puissance électrique élevée

Réponse fréquentielle limitée et irrégulière

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 36: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Technologies / acoustique

.

.

Pôles amortis d'ordre 1 ou 2 aux BF et HF

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 37: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Technologies / acoustique

.

.

Pôles amortis d'ordre 1 ou 2 aux BF et HF

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 38: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Technologies / acoustique

.

.

Pôles amortis d'ordre 1 ou 2 aux BF et HF

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 39: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Réponse de la boucle

Réponse asymptotique

Passe-bande du 6e ordre

Allure dominée par le haut-parleur

Zone centrale du 3e ordre

Réponse électroacoustique très irrégulière

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 40: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Réponse de la boucle

Réponse anéchoïque mesurée

Réponse limitée (passe-bande)

Amortissement mal contrôlé

Multiples accidents (vibrations)

Réponse électroacoustique très irrégulière

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 41: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Réponse de la boucle

Réponse simulée en salle

Transfert proportionnel à p = Zsq

In�uence des modes de la salle

Multiples interférences

Réponse électroacoustique très irrégulière

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 42: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Réponse de la boucle

Réponse anéchoïque mesurée

Réponse limitée (passe-bande)

Amortissement mal contrôlé

Multiples accidents (vibrations)

Réponse électroacoustique très irrégulière

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 43: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Stabilité du contrôle feedback

Gain rapidement variable

Fluctuations (temp., NL)

Marge de phase nécessaire

Contrôle "juste" e�cace

Limité par le retard électroacoustique

Choix transducteurs

Filtre de compensation

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 44: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Stabilité du contrôle feedback

Gain rapidement variable

Fluctuations (temp., NL)

Marge de phase nécessaire

Contrôle "juste" e�cace

Limité par le retard électroacoustique

Choix transducteurs

Filtre de compensation

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 45: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Exemple

Casque anti-bruit "actif"

Contrôle feedback analogique

Brevet CNRS + spin-o� du LMA

Premier produit "ANC" sur le marché

.

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 46: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Exemple

Casque anti-bruit "actif"

Contrôle feedback analogique

Brevet CNRS + spin-o� du LMA

Premier produit "ANC" sur le marché

.

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 47: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Etat de l'art

.

Marché en pleine croissance

Pilotes d'avion, etc

Travailleurs exposés

Grand public (avion, train)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 48: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Etat de l'art

.

Marché en pleine croissance

Pilotes d'avion, etc

Travailleurs exposés

Grand public (avion, train)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 49: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Evolutions

Bouchon d'oreille

conduit auditifbouchond'oreille

tympan Extra- puis intra-canal

Transducteurs miniature

Niveaux sonores élevés

Bande passante étendue

Moulages individuels

Isolation+di�usion

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 50: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Evolutions

Bouchon d'oreille

conduit auditifbouchond'oreille

tympan Extra- puis intra-canal

Transducteurs miniature

Niveaux sonores élevés

Bande passante étendue

Moulages individuels

Isolation+di�usion

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 51: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Version "numérique"

.

Retards supplémentaires

Filtres anti-repliement + convertisseurs A/D/A

Temps de calcul ⇒ Fs élevée

Optimisation

Filtres individualisés (algorithmes spéci�ques)

Circuits rapides optimisés (ASIC dédié)

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 52: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Version "numérique"

.

Retards supplémentaires

Filtres anti-repliement + convertisseurs A/D/A

Temps de calcul ⇒ Fs élevée

Optimisation

Filtres individualisés (algorithmes spéci�ques)

Circuits rapides optimisés (ASIC dédié)

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 53: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Version "numérique"

.

Retards supplémentaires

Filtres anti-repliement + convertisseurs A/D/A

Temps de calcul ⇒ Fs élevée

Optimisation

Filtres individualisés (algorithmes spéci�ques)

Circuits rapides optimisés (ASIC dédié)

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 54: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Guides à 1 ddl

1 Introduction

2 Contrôle acoustique

3 Contrôle localisé

4 Champ propagatif

5 Cas industriels

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 55: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème de taille ...

Hypothèses implicites

Microphone représentatif d'un volume

Haut-parleur à couverture uniforme

Variations simultanées dans l'espace

Uniformité de la pression

Limitée à une échelle de temps et d'espace

Con�guration géométrique favorable

Pas généralisable aux problèmes usuels

Tenir compte de la propagation acoustique

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 56: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème de taille ...

Hypothèses implicites

Microphone représentatif d'un volume

Haut-parleur à couverture uniforme

Variations simultanées dans l'espace

Uniformité de la pression

Limitée à une échelle de temps et d'espace

Con�guration géométrique favorable

Pas généralisable aux problèmes usuels

Tenir compte de la propagation acoustique

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 57: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème de taille ...

Hypothèses implicites

Microphone représentatif d'un volume

Haut-parleur à couverture uniforme

Variations simultanées dans l'espace

Uniformité de la pression

Limitée à une échelle de temps et d'espace

Con�guration géométrique favorable

Pas généralisable aux problèmes usuels

Tenir compte de la propagation acoustique

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 58: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Onde de compression 1D

Volume in�nitésimal

.

Dynamique dans un milieu élastique

Forces "externes" : P1∆S − P2∆S = M ∂tx

Forces "internes" : P1∆S + P2∆S = K (x2 − x1)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 59: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Comportement limite (1D)

Propriétés "locales" du volume de matière{ρ0 = lim(∆S,∆x→0) m/V [kg.m−3]χs = lim(∆S,∆x→0)

−1V

(∂PV )s [m2.N−1]

Expression locale : système de deux EDL1 en (p, v)χs ∂tp + ∂xv = 0 [s−1]

ρ0 ∂tv + ∂xp = 0 [kg.m−2.s−2]

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 60: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Comportement limite (1D)

Propriétés "locales" du volume de matière{ρ0 = lim(∆S,∆x→0) m/V [kg.m−3]χs = lim(∆S,∆x→0)

−1V

(∂PV )s [m2.N−1]

Expression locale : système de deux EDL1 en (p, v)χs ∂tp + ∂xv = 0 [s−1]

ρ0 ∂tv + ∂xp = 0 [kg.m−2.s−2]

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 61: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Formulation "équation d'onde" (1D)

EDL2 en p + EDL1 en (p, v){(c−20 ∂2tt − ∂2xx)p = 0 [kg.m−3.s−2]χs ∂tp + ∂xv = 0 [s−1]

Propagation

EDL2 = Décalage simultanément en espace et en temps

Célérité : c0 = 1/√ρ0χs [m/s]

EDL1 = Phénomènes physiques associés à ce "signal"

Compressibilité : G.P. (χs ≈ 1/γP0)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 62: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Formulation "équation d'onde" (1D)

EDL2 en p + EDL1 en (p, v){(c−20 ∂2tt − ∂2xx)p = 0 [kg.m−3.s−2]χs ∂tp + ∂xv = 0 [s−1]

Propagation

EDL2 = Décalage simultanément en espace et en temps

Célérité : c0 = 1/√ρ0χs [m/s]

EDL1 = Phénomènes physiques associés à ce "signal"

Compressibilité : G.P. (χs ≈ 1/γP0)

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 63: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Grandeurs énergétiques

Intensité acoustique−→I = p−→v [W/m2]

Densité surfacique de puissance / onde acoustique

Deux formes d'énergie{ec = 1

2ρ0 |−→v |2

ep = 12χs p

2 [J.m−3]

Impédance caractéristique

ec = ep ⇒ p/v = ρ0c0 = Zc [kg.m−2.s−1]

Equilibre entre les 2 formes : onde plane

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 64: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Grandeurs énergétiques

Intensité acoustique−→I = p−→v [W/m2]

Densité surfacique de puissance / onde acoustique

Deux formes d'énergie{ec = 1

2ρ0 |−→v |2

ep = 12χs p

2 [J.m−3]

Impédance caractéristique

ec = ep ⇒ p/v = ρ0c0 = Zc [kg.m−2.s−1]

Equilibre entre les 2 formes : onde plane

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 65: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Grandeurs énergétiques

Intensité acoustique−→I = p−→v [W/m2]

Densité surfacique de puissance / onde acoustique

Deux formes d'énergie{ec = 1

2ρ0 |−→v |2

ep = 12χs p

2 [J.m−3]

Impédance caractéristique

ec = ep ⇒ p/v = ρ0c0 = Zc [kg.m−2.s−1]

Equilibre entre les 2 formes : onde plane

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 66: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Onde Plane sinusoïdale (1)

Onde propagative

compression ⇒ ∆ ep car I > 0

mouvement / aval ⇒ ep → ec

détente ⇒ ∆ ep car I > 0

mouvement / amont ⇒ ep → ec

Déphasage ⇒ I < 0 par instants

Concentrations locales ec ou ep

Pa = 〈P(t)〉T : puissance "active"

〈Pr (t)〉T = 0 : puissance "réactive"

.Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 67: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Onde Plane sinusoïdale (1)

Onde propagative

compression ⇒ ∆ ep car I > 0

mouvement / aval ⇒ ep → ec

détente ⇒ ∆ ep car I > 0

mouvement / amont ⇒ ep → ec

Déphasage ⇒ I < 0 par instants

Concentrations locales ec ou ep

Pa = 〈P(t)〉T : puissance "active"

〈Pr (t)〉T = 0 : puissance "réactive"

.Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 68: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Onde Plane sinusoïdale (2)

Propagation acoustique

Signaux à moyenne temporelle nulle

Faibles écarts par rapport à "quasi-statique" (DL1)

Transfert d'énergie sans déplacement moyen du milieu

Echelles acoustique

(∆ + k2)p = 0 : équation de Helmholtz

k = ω/c : nombre d'onde

λ = c/f ⇔ kD = 2πD/λ

Echelle géométrique : longueur d'onde λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 69: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Onde Plane sinusoïdale (2)

Propagation acoustique

Signaux à moyenne temporelle nulle

Faibles écarts par rapport à "quasi-statique" (DL1)

Transfert d'énergie sans déplacement moyen du milieu

Echelles acoustique

(∆ + k2)p = 0 : équation de Helmholtz

k = ω/c : nombre d'onde

λ = c/f ⇔ kD = 2πD/λ

Echelle géométrique : longueur d'onde λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 70: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Onde Plane sinusoïdale (2)

Propagation acoustique

Signaux à moyenne temporelle nulle

Faibles écarts par rapport à "quasi-statique" (DL1)

Transfert d'énergie sans déplacement moyen du milieu

Echelles acoustique

(∆ + k2)p = 0 : équation de Helmholtz

k = ω/c : nombre d'onde

λ = c/f ⇔ kD = 2πD/λ

Echelle géométrique : longueur d'onde λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 71: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle d'un champ propagatif

+--

Correction

c

Transfert

délai

Délai de propagation

Capteurs référence + Erreur

Filtrage adaptatif (eg LMS)

Paramétrage

Causalité : délai contrôle < délai propagation

τg analogique � délai propagation

Signal "périodique" : non causal

Feedback : référence = erreur

. Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 72: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle d'un champ propagatif

+--

Correction

c

Transfert

délai

Délai de propagation

Capteurs référence + Erreur

Filtrage adaptatif (eg LMS)

Paramétrage

Causalité : délai contrôle < délai propagation

τg analogique � délai propagation

Signal "périodique" : non causal

Feedback : référence = erreur

. Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 73: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Exemple : gaine de ventilation

.

Hypothèses

Onde plane ("petite" section)

Ecoulement "lent" (laminaire)

Feedback (tonal) ou feedforward (aléatoire)

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 74: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Exemple : gaine de ventilation

.

Hypothèses

Onde plane ("petite" section)

Ecoulement "lent" (laminaire)

Feedback (tonal) ou feedforward (aléatoire)

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 75: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Rétro-propagation

+--

Correction

c

Transfert Référence perturbée

Ré�exion onde / amont

Stabilité + e�et de charge

Algorithme (correction référence)

Capteur sélectif

Source directionnelle

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 76: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Rétro-propagation

+--

Correction

c

Transfert Référence perturbée

Ré�exion onde / amont

Stabilité + e�et de charge

Algorithme (correction référence)

Capteur sélectif

Source directionnelle

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 77: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Courbure des fronts d'onde

.

p = p0Re−jkR

vR =[jk+ 1

R]

jωρ0p0Re−jkR

Z = ZcS

[ 1

1+ 1

(kR)2+ jkR‖1+jkR‖2 ]

Champ réactif : ec 6= ep

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 78: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Courbure des fronts d'onde

.

p = p0Re−jkR

vR =[jk+ 1

R]

jωρ0p0Re−jkR

Z = ZcS

[ 1

1+ 1

(kR)2+ jkR‖1+jkR‖2 ]

Champ réactif : ec 6= ep

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 79: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème 3D aux BF

Source primaire

Champ sphérique

Décalage espace/temps

Décroissance en 1/R

Contrôle "optimal"

Courbures très di�érentes

Décroissances di�érentes

Contrôle très localisé

Répartitions spatiales "primaire" et "secondaire" di�érentes

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 80: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème 3D aux BF

Simple opposition de phase

Symétrie plane

Annulation dans un plan

Contrôle peu e�cace

Contrôle "optimal"

Courbures très di�érentes

Décroissances di�érentes

Contrôle très localisé

Répartitions spatiales "primaire" et "secondaire" di�érentes

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 81: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème 3D aux BF

Adaptation du contrôle

Optimisation en un point

Réduction dans un cône

Contrôle directionnel

Contrôle "optimal"

Courbures très di�érentes

Décroissances di�érentes

Contrôle très localisé

Répartitions spatiales "primaire" et "secondaire" di�érentes

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 82: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème 3D aux BF

Source primaire éloignée

Champ quasi-plan

Décalage espace/temps

Décroissance en 1/R

Contrôle "optimal"

Courbures très di�érentes

Décroissances di�érentes

Contrôle très localisé

Répartitions spatiales "primaire" et "secondaire" di�érentes

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 83: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème 3D aux BF

Contrôle "optimal"

Courbures très di�érentes

Décroissances di�érentes

Contrôle très localisé

Répartitions spatiales "primaire" et "secondaire" di�érentes

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 84: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problème 3D aux BF

Contrôle "optimal"

Courbures très di�érentes

Décroissances di�érentes

Contrôle très localisé

Répartitions spatiales "primaire" et "secondaire" di�érentes

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 85: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Repliement spatial

Source primaire BF

Champ sphérique

Décroissance en 1/R

Echelle spatiale = λ

Contrôle avec les mêmes 8 sources

Champ très interférentiel

Quelques directionscontrôlées

Contrôle peu e�cace

Densité de sources de contrôle directement liée à λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 86: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Repliement spatial

Cercle de 8 sources de contrôle

Con�nement

Contrôle dans un plan

Bonne approximationspatiale

Contrôle avec les mêmes 8 sources

Champ très interférentiel

Quelques directionscontrôlées

Contrôle peu e�cace

Densité de sources de contrôle directement liée à λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 87: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Repliement spatial

Source primaire MF

Champ sphérique

Décroissance en 1/R

Echelle spatiale plus petite

Contrôle avec les mêmes 8 sources

Champ très interférentiel

Quelques directionscontrôlées

Contrôle peu e�cace

Densité de sources de contrôle directement liée à λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 88: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Repliement spatial

Contrôle avec les mêmes 8 sources

Champ très interférentiel

Quelques directionscontrôlées

Contrôle peu e�cace

Densité de sources de contrôle directement liée à λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 89: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Repliement spatial

Contrôle avec les mêmes 8 sources

Champ très interférentiel

Quelques directionscontrôlées

Contrôle peu e�cace

Densité de sources de contrôle directement liée à λ

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 90: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Problèmes 3D à multiples DDL

1 Introduction

2 Contrôle acoustique

3 Contrôle localisé

4 Champ propagatif

5 Cas industriels

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 91: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Bruit de sou�ante

.

.

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 92: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Bruit de sou�ante

.

.

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 93: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Cabine d'hélicoptère

.

Rotor (TBF), transmission (MF)

Analyse perceptive : importance BF

Contrôle multimodal

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 94: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Cabine d'hélicoptère

.

Rotor (TBF), transmission (MF)

Analyse perceptive : importance BF

Contrôle multimodal

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 95: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Transformateurs de transport

.

.

.Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 96: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Transformateurs de transport

.

.

.Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 97: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

ATQ : système "commercial"

.

Abaisser les coûts

Contrôle "à la source", en champ proche

Méthodologie de conception

Transducteurs spéci�ques (RAD's)

Objectif : système modulaire "scalable"

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 98: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Evolution des contrôleurs

.

Contrôleur modulaire

Câblage minimal (Alim/Bus)

Architecture coopérative

Eléments fabriqués en série

Conception très complexe

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 99: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Evolution des contrôleurs

.

Contrôleur modulaire

Câblage minimal (Alim/Bus)

Architecture coopérative

Eléments fabriqués en série

Conception très complexe

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 100: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Evolution des contrôleurs

.

Contrôleur modulaire

Câblage minimal (Alim/Bus)

Architecture coopérative

Eléments fabriqués en série

Conception très complexe

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 101: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle décentralisé

.

.

.Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 102: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Contrôle décentralisé

.

.

.Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 103: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Reproduction sonore

.

.

.

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010

Page 104: Contrôle actif de champs acoustiques - lma.cnrs-mrs.fr · Contrôle acoustique Contrôle localisé ... Réglementations (NRA) Règles "générales" 6= sensations "individuelles"

IntroductionContrôle acoustique

Contrôle localiséChamp propagatif

Cas industriels

Questions ?

Philippe Herzog Contrôle actif - ISEN 2010