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Technique du son : Problèmes fréquents

  • 25 réponses
  • 7 participants
  • 3 610 vues
  • 6 followers
Sujet de la discussion Technique du son : Problèmes fréquents
Bonjour,

Suite à une recherche, destinée à mon TIPE, je voulais savoir quel était le problème le plus fréquent lors d'une sonorisation ? (Comme par exemple les problèmes de thermodynamique, le choix des composants, les problèmes de réverbérations, ... ect)

Cordialement, chipset67.
2
Le batteur.

La musique c'est nul.

3
A cause des problèmes d'attaques ? Les enceintes et et la chaîne de composants tel qu'un limiteur ne sont pas censé résoudre le problème ? (j'étudie les techniques de sonorisation pour des espaces très grands, qui implique forcément l'utilisation d'enceintes et des chaines, et donc d'étudier les signaux)
4
Je peux certainement me tromper, je n'ai pas de formation, je m'y intéresse et essaie de comprendre, malgré la complexité
5
Mon souci est en faite de trouver une application pour mon étude, étant donné que l'étude de la sonorisation implique trop de notions différentes à présenter et que mon TIPE deviendrait trop long. J'essaie donc d'affiner mes recherches (quitte à changer le sujet, j'avais pensé à l'étude d'un générateur de son en fonction des paramètres d'ADSR et autres)
6
Quelle est le thème de ton TIPE exactement ?
Tu veux l'orienter plutôt vers les math ou plutôt vers la physique ?
7
Je voudrais plutôt l'orienter vers l'élec et la physique. Le thème de cette année est la prévision.

[ Dernière édition du message le 01/02/2012 à 17:09:03 ]

8
Alors renseigne toi sur le line array, et plus précisément le line source, et aux logiciels de previsions qui vont avec.Sur des très grand lieux un des facteur primordiaux c'est la directivité de ton système : Si 50% de l'energie que tu émets part dans les murs et dans le plafond, t'as tout perdu, et en plus t'as un son pourris, du fait des reflexions de la salle...

Ces logiciel dédiés aux systèmes line source permette de calculer précisément le positionnement et le parametrage des clusters d'enceintes, ainsi que l'angulations entre les enceintes; pour pouvoir resserrer la directivité au maximum, pour arroser l'audience, et pas le reste...


Bon courage :bravo: ...
9

A quoi tu penses quand tu suggères : "problèmes de thermodynamique" ?

 

Sinon, c'est très difficile de t'aider, il faut que tu sois plus précis. La suggestion de MicrowAves me paraît bonne, et il y a de bons modèles physiques derrière. De façon générale, les problèmes d'acoustique d'un lieu t'envoient vers une modélisation délicate de systèmes résonnants. Même en restant sur des volumes simples (sphères, pavé), il y a déjà de quoi te faire mal en équations différentielles, et une modélisation approchée sur ordinateur pourrait épater un jury.

 

Si tu y ajoutes les effets de larsen (qui sont encore une histoire de résonnance, mais avec amplification), ça devient bien délicat.

 

Attention, ne perds pas de vue le sujet : "Prévision"

10
Citation :
A quoi tu penses quand tu suggères : "problèmes de thermodynamique" ?

A la modélisation de la propagation d'une onde sonore dans un milieu gazeux comme l'air, j'imagine.

Un jury de TIPE ce sont des enseignants/chercheur du supérieur et des ingé dans l'industrie, la plupart issus d'écoles de ParisTech (SupElec, ENSTA, les Mînes, Polythechnique, ...). Alors pour les "impressionner" la barre est assez haute...


Ce qui est important c'est de montrer que tu maîtrises ce que tu leur exposes. Il vaut mieux partir de quelque chose de relativement simple (en tout cas, dans tes cordes) et montrer que tu comprends comment ceci est déployé dans une solution technique pour résoudre un problème donné (le but c'est de montrer que tu sauras être un ingé).

Par exemple :
- Établir les équations de la propagation d'une onde sonore dans l'air (de mémoire c'est au programme de certaines filières de prépa) issue d'une source ponctuelle.
- Montrer qu'il y a une atténuation "géométrique" pour toutes les fréquences (l'énergie totale est répartie sur la surface d'une sphère qui croit avec le rayon de la sphère i.e. en fonction de la distance entre le récepteur et la source).
- Montrer qu'il y a une atténuation supplémentaire plus forte pour les aigus que pour les graves (à cause de dispersions d'énergie sous forme de chaleur plus importantes dans les fréquences élevées).
- Montrer que ceci pose des problèmes pour la sonorisation d'un stade ou d'une grande salle : les gens qui sont aux fonds n'auront que des basses (sans parler des réflexions et des interférences qui complexifient énormément le problème).
- Expliciter une solution : disposer régulièrement des haut-parleurs qui rajoutent les composantes hautes-fréquences manquantes en phase avec la source.

Tu trouveras des modèles prédictifs à plusieurs niveaux :
- Déjà, la modélisation du phénomène est un moyen de faire des prévisions des atténuations.
- Les solutions techniques modernes utilisent des modèles prédictifs pour "corriger" (ou "rattraper" ) l'émission.


Sinon, autre sujet dans l'audio : le codage de la parole qui utilise des modèles autorégressifs (comme c'est le cas dans les téléphones portables).
En anglais ça s'appelle "Linear Predictive Coding" https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_predictive_coding

Pourquoi prédictif ? Parce que le modèle autorégressif est un modèle prédictif :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Processus_autor%C3%A9gressif
https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_prediction
(avec N échantillons du signal et N coefficients / paramètres du modèle, on prédit ce que sera le N+1 ème échantillon suivant)

A priori tu as le niveau en math pour comprendre comment et pourquoi ces modèles fonctionnent (il y a une petite dose de calcul matriciel et d'algèbre linéaire).

Ils sont utilisées pour l'encodage et la compression de la parole dans les GSM, sur TeamSpeak (si tu joues à des jeux vidéo en ligne tu dois connaître).

Les modèles autorégressifs sont efficaces pour la modélisation de la parole parce qu'ils sont proches de la formation physique de la parole, très grossièrement :
- Le modèle autorégressif est constitué d'une source de bruit (blanc, où toutes les fréquences sont présente) qui passe dans un filtre (les coefficients) qui décrit l'enveloppe du spectre fréquentiel du son.
- Physiquement, pour la parole, le son créé par les cordes vocales + friction de l'air est modulé par les organes de la parole (cou, bouche, nez, etc. forment un "gros filtre" ).


Tu retrouves aussi ces modèles dans des algo de débruitage de la parole (pour retirer ou atténuer le bruit de fond et rendre le signal d’intérêt plus intelligible), mis en œuvre dans des filtres de Kalman (là ça devient peut-être un peu compliqué).

Tu les retrouves aussi dans des algo de suppression de la réverbération, un peu sur le même principe que le débruitage, en complément ou en remplacement des techniques dites de "déconvolution".

[ Dernière édition du message le 01/02/2012 à 19:51:18 ]

11

 Pour compléter ce qui a été dit et pour apporter mon expérience en la matière ,il ne faut pas omettre la grande différence entre une salle vide et une salle pleine de personnes :c'est le jour et la nuit.C'est systématique ,à chaque fois que la salle est remplie ,on reprend quelques réglages loin de la téhorie ,car il faut vite agir et on a pas le temps de mesurer ni la réverbération de la salle,ni rien du tout puisqu'on est en direct.Cela dépend de plein de chose comme :est-ce que la salle est amortie,non amortie,un peu amortie ...

A chaque concert ou je vais,le son change environ 15 minutes après le début quelque soit le sonorisateur ou l'ingénieur :ce schéma revient à chaque fois...Je crois que tout le monde est d'accord pour dire :"c'est l'expérience qui compte dans ces cas là".

Car ,il ne faut pas omettre que si les personnes amortissent les résonnances par leur présence ,elles peuvent aussi à tel ou tel moment générer un bruit relativement fort...Il faut donc revoir les réglages en fonction de l'ambiance :c'est ce que je faisais quand je sonorisais ;mais bien d'autres font comme ça parcequ'on n'a pas le choix dans la réalité des choses...icon_wink.gif

Pardon,j'oubliais la norme des 105dB moyen en milieu public et le système de surveillance qui va avec :limiteurs,etc...On avait le droit à 3 pointes à 115dB à l'époque puis le son se coupait;mais aujourd'hui il y a des limiteurs qui agissent en fonction de certaines zones de fréquences :"ouf!"...Ceci découle d'un décret vers les années 1996 -98 de mémoire .Mais maintenant nous sommes aussi sous la "coupe" des normes européènnes et de plus en plus à ce point de vue et ailleurs ...

 Sinon pour répondre à la question ,comme l'ont dit certains ,bien sur le problème le plus fréquent est la réverbération qui dégrade le son d'autant plus si on a déjà mis de la réverbe' dans la musique...En second plan ,je mettrais "illico" le bruit ambiant lié aussi à l'amortissement .En fait il y a bien un lien entre ces paramètres quand on y réfléchi bien...Bon courage !

 

Mon soundcloud  Good times !   

                      

[ Dernière édition du message le 01/02/2012 à 21:06:53 ]

12

Citation de Eratom :

 

Citation :
A quoi tu penses quand tu suggères : "problèmes de thermodynamique" ?

A la modélisation de la propagation d'une onde sonore dans un milieu gazeux comme l'air, j'imagine.

Bah, pour moi, la thermodynamique décrit le comportement d'un système fluide et son évolution, particulièrement sur le plan thermique. Ici, la propagation d'une onde sonore est plutôt du domaine de la mécanique ondulatoire, non ?

 

Citation de EraTom :

Un jury de TIPE ce sont des enseignants/chercheur du supérieur et des ingé dans l'industrie, la plupart issus d'écoles de ParisTech (SupElec, ENSTA, les Mînes, Polythechnique, ...). Alors pour les "impressionner" la barre est assez haute...

 

Évidemment, ne compte pas leur apprendre quelque chose. Mais on peut être impressionné par un étudiant qui maîtrise son sujet et qui fait preuve d'originalité, s'il passe après une flopée de candidats médiocres qui récitent un exposé qu'ils ne maîtrisent qu'à moitié.

 

Sur le reste, je suis assez d'accord avec EraTom, et je me permets de te donner quelques conseils simples :

- Il faut une vraie partie physique ou mathématique (si possible, les deux, selon ta section), où tu maîtrises parfaitement ce dont tu parles. Pars du principe que le jury te demandera de préciser tout ce qui lui paraît un peu foireux.

- Évite à tout prix le hors sujet. Il faut que tu sois capables d'expliquer de façon convaincante pourquoi ton exposé cadre avec le thème.

- Si tu fais appel à des modèles ou à des programmes que tu ne maîtrises pas parfaitement, ne le fais que de façon anecdotique, et précise honnêtement au jury que cela te dépasse. De toutes façons, ils s'en rendront compte.

-Apprends à respecter les consignes données par tes professeurs. Crois-moi, un exposé simple, propre, qui respecte le timing et où le candidat est resté modeste dans ses objectifs fait beaucoup plus d'effet qu'un gros truc merdique où le candidat vomit par cœur du verbiage qu'il ne maîtrise pas.

- Aies confiance en les qualités des membres du jury, et n'essaie pas de les embobiner. Ils sont (beaucoup) plus fort que toi.

13
Citation :
Bah, pour moi, la thermodynamique décrit le comportement d'un système fluide et son évolution, particulièrement sur le plan thermique. Ici, la propagation d'une onde sonore est plutôt du domaine de la mécanique ondulatoire, non ?

Oula :D:

Ce que l'on appelle "mécanique ondulatoire" en physique ce sont les prémisses de la mécanique quantique.
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9canique_ondulatoire

J'imagine que ce n'est pas ce que tu veux évoquer ;)

D'une manière générale, une onde est une perturbation locale de grandeurs physiques d'un système qui se propage de proche en proche. On parle aussi de perturbations locales dans l'espace de phase d'un système.

C'est justement en appliquant les équations de la thermo que tu montres que l'évolution de la perturbation locale des grandeurs d'états qui caractérisent un gaz à l'échelle macroscopique (pression, température et nombre de moles par unité de volume dans le cas d'un gaz qui n'est pas confiné) est décrit par un Laplacien (ou d'Alembertien)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Laplacien
En clair : tu montres avec la thermodynamique qu'une onde de variation de la pression peut se propager dans un gaz.

J'imagine que par "mécanique ondulatoire" tu voulais évoquer cette équation, le Laplacien, que l'on retrouve pour chaque phénomène ondulatoire ?
Oui tu le retrouves un peu partout, mais ça se démontre :)


Dans le cas d'une onde électromagnétique, ce sont les équations de Maxwell qui te permettent de montrer qu'une variation locale des champs électrique et magnétique peut se propager dans l'espace.

Dans le cas d'une corde vibrante (ou d'une plaque vibrante), ce sont les formules de la résistance des matériaux qui te permettent d'établir les équations d'ondes pour des perturbation dans le "domaine élastique" du matériaux (avec une petit bilan des forces sur un bout élémentaire de la corde ou de surface)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Onde_sur_une_corde_vibrante#.C3.89quation_d.27onde_pour_une_corde_tendue

Dans le cas d'un solide, tu montres ainsi que la vitesse de propagation d'une onde sonore (et mécanique) c = √(E/ρ) où :
- E est le module de Young du matériaux.
- ρ la masse volumique du matériaux.


Dans le cas d'un son dans un gaz, tu montres que la perturbation locale est une succession de compressions supposées adiabatiques. C'est déjà une approche "macroscopique" : tu ne considères pas les chocs des particules du gaz à coup de mécanique statistique (ça se fait quand-même en théorie du chaos, mais là c'est vraiment costaud) ; tu travailles plutôt sur des volumes élémentaires de gaz qui contiennent suffisamment de particules pour leur appliquer les transformations de thermodynamiques classiques, caractérisées par les variables d'états pression, température, masse volumique.

Un peu de la même façon que pour un solide, tu établis que dans un gaz la vitesse de l'onde vaut c = √(γP/ρ) où :
- γ est le même coeff que le "P.V^γ = Cste" des transformations adiabatiques (que tu as du voir en thermo si tu as eu la "chance" d'en faire :D: )
- ρ la masse volumique du gaz.

Pour la démo complète, tu peux regarder ici :
http://www-lemm.univ-lille1.fr/physique/ondes_enligne/chapitre6/ch6_1_2.htm
(pour info, parce qu'ils en parlent sans vraiment l'expliquer, l'équation de Helmholtz est une équation qui apparaît lorsque l'on cherche des solutions à l'équation de propagation des ondes à partir du d'Alembertien)

Tu peux aller plus loin, i.e. vers des grandeurs que tu peux mesurer plus simplement :

ρ = n*M / V avec :
- M est la masse molaire du gaz
- n / V est le nombre de moles volumique.

Et toujours pour un gaz parfait : p.V = n.R.T et donc n / V = p / (R.T) où :
- p est la pression du gaz
- R la constante des gaz parfaits
- T est la température du gaz

Ce qui te donne :
ρ = M * p / (R.T)
c = √(γ.R.T/M)

Ce n'est pas rien comme résultat : déjà tu montres que la vitesse du son ne dépend pas de la pression du gaz, seulement de sa température et de sa masse molaire.


En allant plus loin, i.e. en supposant que la compression n'est pas parfaitement adiabatique, tu peux montrer que les dispersions d'énergie (sous forme d'échange de chaleur puisque plus d'adiabatique) sont plus importantes si la fréquence de l'onde est élevée.
Tu montres ainsi que les aigus sont atténuées plus rapidement que les graves.


Edit :
J'ai trouvé un autre lien plus complet : http://alainrobichon.free.fr/cours/Physique/Ondes/Ondes_sonores_fluides_1.pdf

[ Dernière édition du message le 02/02/2012 à 18:25:37 ]

14

Citation de EraTom :

Ce que l'on appelle "mécanique ondulatoire" en physique ce sont les prémisses de la mécanique quantique.

Oups... Je voulais dire "mécanique vibratoire".


Pour le reste, je ne dis rien, EraTom m'a séché sur place. Je ne maîtrise pas la moitié des concepts qu'il évoque.

15
Ah, pardon. :|

Mais c'est clair quand-même ou c'est du charabia ?
16
En fin de compte, il y a de nombreux sujets. Mais certains sont trop complexes comme la mécaniques ondulatoire et vibratoire qu'on voit seulement en fin de seconde année, et qui serait pour l'instant trop compliqué pour moi, sachant que j'ai un certain retard en physique et en math. Cependant pouvoir trouver des solutions techniques modernes utilisant des modèles prédictifs pour "corriger" (ou "rattraper" ) l'émission serait intéressant. Je suppose qu'il y a certainement de l'elec, de la physique et des maths moins complexes abordable en première année ??? Je me trompe peut être ?

Je vous remercie encore de l'attention, ceci me permets de trouver un axe et une application pour mon TIPE.
17
Cependant, et à ce sujet, quels sont les modèles prédictifs les plus fréquents ? A quoi sont-ils liés ? Est-ce possible qu'il faille prendre en compte la réverbération, problème majeur du "sonorisateur" ?

Existe-il des solutions techniques électronique ?

J'étais parti dans l'idée chercher les solutions techniques pour corriger l'émission du son d'un système line array à partir des modèles prédictif du son.



18
Bonjour,

Finalement après maintes et maintes réflexions, je me suis résolu à faire une étude sur l'absorption sonore en faisant des mesures à travers plusieurs matériaux. Jusqu'à maintenant j'ai utilisé de la laine de chanvre, de l'aluminium et du bois à différentes fréquences (80 Hz, 2kHz, 5kHz) puis définir des coefficients d'absorption et les comparer aux valeurs théoriques.
http://db.tt/jfhIPmWF
Voici un lien dirigeant vers l'ébauche de mon TIPE en PDF.
Je cherche de nombreux conseils sur les protocoles de mesures, ayant demandé à une connaissances de me prêter un sonomètre, mais aussi sur l'utilisation des matériaux (lesquels choisir).

Cordialement, chipset67.
19
Bonjour,
Il y a peut-être des infos : http://www.avt-sa.com/education/Measurements%20in%20Building%20Acoustics%20-%20br017813.pdf
Peut-être regarder également du côté du CSTB et d'Acoubat s'il y a des infos à glaner.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

20
Merci
21

Fais quand même attention au hors sujet.

Le thème est "prévision". Il faut que tu t'y raccroches.

Perso, même si ton pdf est encore très court, voilà les questions que je te pose direct lors de la présentation :

 

1) Qu'appelez-vous signal pur ?

2) Comment se fait-il que sur votre signal de 80 Hz, le spectre sonore soit aussi chargé en dehors de cette fréquence ?

3) Êtes-vous sûr que votre schéma haut-parleur/matériau/micro ne prête pas à confusion ?

4) Que mesurez-vous exactement ?

5) Vous titrez 'la propagation du son dans les matériaux'. Est-ce vraiment ce que vous avez mesuré ?

6) Pouvez-vous décrire le protocole expérimental. Quels sont ses éventuels défauts ? Comment pourrait-on l'améliorer ?

7) Vous avez placé votre microphone dans un verre, sur un carton, et à côté d'un tissu. Etes-vous sûr que c'est sans conséquence sur vos mesures ?

8) Qu'est-ce qu'un bruit blanc.

9) Qu'est-ce qu'un décibel ? (question vache)

10) Où lisez vous l'atténuation en dB sur le bruit blanc ? Sur le pic ? Pourquoi ce choix ?

 

Un dernier conseil. Ne pars surtout pas du principe que ton jury n'y connaît rien en acoustique et que tu vas l'enfumer. Je te garantis qu'un prof de physique en prépa est très à l'aise avec tout ça.

 

 

[ Dernière édition du message le 10/04/2012 à 15:30:23 ]

22
8-bis) Est-ce que le son émis par le haut-parleur est réellement blanc ?
23
Bonjour trazom.

Pour répondre à vos questions :

1) Un signal pur est un signal dont on génère une seule fréquence, sans harmonique (du moins le moins possible). Seulement on parle de son, donc le bruit, bien qu'il soit faible, existe. Néanmoins les conditions de la pièce dans laquelle je fais les mesures ne me permettent pas d'optimiser la suppression du bruit et les problèmes de réverbération et délai causés par la pièce.

2) Ce qui répond donc à la 2ème question à propos du spectre chargé en dehors des 80 Hz, sachant que j'utilise un micro Akai grand public qui génére énormément de bruit et non idéal à une utilisation professionnelle. La chaîne d'acquisition ne me permet donc pas d'optimiser le signal

3) Dans le principe le schéma est pour moi, cohérent. Je comprends qu'il faut faire les mesures dans un "boîtier" fermé, de manière à rendre optimale le signal acquis, mais le manque financier fait barrière.

4) Dans le principe, je mesure le niveau de bruit en decibel.

5) Après réflexion, non. Puisque ce que je mesure est le niveau de bruit, le titre doit être différent. C'est l'une des lacunes principales de mon sujet, le titre n'est approprié, et je n'ai pas encore trouvé un titre cohérent.

6) Le protocole expérimental est décrit par le schéma. La chaîne d'écoute sort un bruit à une fréquence donnée, sans harmonique. Le bruit qui en ressort se propage ensuite dans l'espace, selon l'orientation du système d'écoute (ici dirigé au mieux vers le matériau dans lequel le bruit va passer). Puis lorsque le bruit a traversé le matériau, il se dirige vers le chaine d'acquisition. Les défauts sont nombreux : en premier lieu, la pièce n'a pas été étudié pour et je n'ai pas trouvé les moyens pour l'instant d'isoler le protocole dans une "boîte fermé" (cité plus haut). En second lieu le matériel utilisé est loin d'être professionnel, car je l'utilise à la base pour du home studio amateur et les apports financiers ne me permettent pas l'achat du matériel adéquat. Les améliorations sont donc d'avoir soit une pièce bien isolée (impossible financièrement), ou de faire les mesures dans un boîtier fermé (possible, mais réalisation difficile) et d'améliorer les chaines d'acquisition et d'écoute.

7) Il y a d'importante conséquence, ces différents matériau influent sur la propagation et peuvent fausser les mesures, cependant l'apport matériel pour améliorer les conditions de mesures est difficile pour moi.

8) Un bruit blanc est un signal généré contenant toutes les harmoniques à un même niveau de "bruit".

8-bis) La qualité même du haut parleur influe sur le bruit généré. Les systèmes d'écoute utilisés pour l'utilisation de bruit blanc sont très spécifiques et très onéreux. Il est prévu que je supprime l'utilisation du bruit blanc dans mon sujet, car il ne me permet de voir de réelles différences dans chacune des harmoniques.

9) J'ai déjà eu le droit à cette question lors d'une première présentation par l'un des élèves de la classe. Le décibel est un ratio entre, exprimée à travers une échelle logarithmique.

10) Le bruit blanc ne permet pas de lire l'atténuation, car il y a trop d'harmoniques différentes. Je m'en suis servi pour avoir une image concrète montrant que le niveau certaines fréquences est plus enclin à baisser que d'autre en fonction du matériau.

Vu les défauts présentés et mon manque d'expérience, les conseils ne seraient pas de refus pour améliorer aussi bien les conditions de mesures liées au lieu et à l'espace, que l'utilisation du matériel d'écoute et d'acquisition.

Cordialement, chipset67.
24

Aucun prof ne t'en voudra de ne pas avoir pu faire une expérience avec du matériel professionnel. Il faut simplement que tu annonces la couleur et que tu soies conscient des limitations que cela implique sur tes conclusions.

Tes réponses sont bonnes et argumentées.

Je reprends quelques points :

3) Je trouve qu'on ne comprend pas bien sur ton schéma que le son traverse le matériau. Il faudrait qu'on comprenne qu'une partie traverse, que l'autre "reste à l'intérieur", et qu'une dernière partie se réverbère.

4) Je dirais plutôt que tu mesures (ou que tu cherches à mesurer) la modification (en terme d'atténuation de fréquences en db) d'un son lorsqu'il traverse un matériau. Le mot bruit n'est pas approprié ici.


Par contre, ne néglige pas la réverbération dans la chaîne de propagation du son. Une grosse partie du son parvient en fait à aller du hp au micro sans traverser ton matériau test, par rebonds successifs sur les parois de la pièce.

 

Dernière question, la plus importante : Quel est le rapport avec le thème : "Prévision".

Il faut une vraie réponse à cela, pas un truc qui sent le bluff à plein nez.

 

 

25
x
Hors sujet :
Je viens juste de me rendre compte que trazom est à deux lettres d'EraTom


Citation :
8) Un bruit blanc est un signal généré contenant toutes les harmoniques à un même niveau de "bruit".

Je pense que tu as compris l'idée, mais ton usage des termes est impropre ou confus. En même temps, même en faisant une prépa, il te manque des outils de stat pour décrire correctement ce qu'est un bruit blanc.

Permets-moi de t'apporter des précisions, sinon le jury pourrait te tomber dessus :

D'abord le terme "harmonique" désigne uniquement les composantes sinusoïdales d'un signal périodique (ou quasi-périodique) (tu dois connaître la décomposition en série de Fourier).
Si ton signal n'est pas périodique, ne parle pas d'harmonique. Parle plutôt de "raies" ou de "pics de fréquence".


Un bruit (blanc ou non) désigne un signal aléatoire : à chaque instant t, le signal suit une distribution statistique. En math et en théorie du signal on parle de "processus stochastique" :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Processus_stochastique

Pour faire simple, c'est comme si à chaque instant tu lançais un dé pour déterminer la valeur du signal. Note que je simplifie à l’extrême ; même si le signal est aléatoire il peut exister des corrélations entre un instant t et les instants précédents (c'est notamment le cas pour les bruits colorés, ou un bruit qui passe à travers un filtre).

Toujours est-il qu'un bruit n'est pas un signal périodique : il n'est pas composé d'une somme d'harmoniques.


Quand on mesure ou calcule le spectre d'un bruit, on réalise en réalité une estimation de la densité spectrale de puissance :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Densit%C3%A9_spectrale_de_puissance
En gros, tu calcules la "valeur moyenne" de la puissance à chaque fréquence. Par moyenne il faut comprendre "l'espérance mathématique d'une variable aléatoire".

Pour essayer de raccrocher ceci avec ce que tu as vu en cours, tu as du rencontrer la notion d'espérance mathématique en physique avec la théorie cinétique des gaz (la "moyenne quadratique des vitesses des particules" est l'espérance mathématique des normes des vitesses de particule, vitesses décrites par une variable aléatoire) ou en mécanique quantique avec l'utilisation de la fonction d'onde de Schrödinger.

Bon, à la fin, le spectre d'un bruit est décrit par une "enveloppe" ; il n'y a pas de raies, de pics ou d'harmonique mais une puissance "étalée" ou "distribuée" de façon plus ou moins homogène dans le domaine des fréquences.


Le terme "blanc" signifie bien que toutes les fréquences sont présentes avec la même probabilité.

Un "bruit blanc" est donc un processus aléatoire où la densité de puissance est uniformément repartie sur toutes les fréquences.

Si le jury te pose la question, c'est ce qu'il faut répondre. S'ils te demandent d'expliquer, fais avec tes mots : vu que c'est hors programme ils voudront juste vérifier que tu sens "physiquement" ce que ça représente même si ce n'est pas tout à fait rigoureux.


Pour la 8-bis, tu as bien deviné que c'est non. La réponse d'un haut-parleur n'est pas "plate" en fréquence, il colore le son (même des hp super chers).
Une façon de contourner le problème est d'envoyer un bruit coloré "complémentaire" qui sera blanchi par le haut-parleur (là où le HP fait "une bosse" tu mets "un trou", et vice-versa).



Pour ta méthode de mesure. Si j'ai bien compris, tu envoie des sinusoïdes "calibrées" d'un côté et tu regardes la réponse de l'autre (enregistrée avec un micro).

Le problème c'est que tu ne mesures pas seulement la réponse du matériaux : tu vas mesurer la "fonction de transfert" de toute ta chaîne i.e. HP -> Matériaux -> Micro (+ la réverbération de la pièce).

Ce que tu peux faire pour tenter de limiter ce problème c'est de "calibrer" ta chaîne d'acquisition : tu vires le matériaux et tu fais une acquisition "à vide".
Tu caractérises ainsi la fonction de transfert "HP -> Micro (+ la réverbération de la pièce)" qu'il te faudra retirer à chaque mesure.

Par "retirer" je parle d'un produit de convolution inverse, ce que tu dois pouvoir faire relativement simplement dans le domaine spectrale par une division si le niveau du bruit de fond n'est pas trop élevé (ou une soustraction si tu es en dB).
Rapproche-toi de ton prof d'autom ou de physique, ce n'est quand-même pas un problème trivial.

C'est la solution du pauvre ;), pas sûr que ça fonctionne bien.


Pour contourner le problème de la réverbération :
L'onde issue directement de la source arrive toujours avant les "rebonds" qui créent la réverbération.

Si la distance entre ton HP et ton micro est assez petite devant les dimensions de la pièce, tu peux tenter d'envoyer ta sinusoïde par des salves assez espacées.

L'idée c'est d'envoyer une sinusoïde assez longue pour mesurer quelque chose mais aussi d'assez courte pour la couper avant que les rebonds arrivent sur le micro.
Tu peux espacer ces salves (i.e. couper le son) le temps que la réverbération meurt.

Tu seras alors capable de découper dans la mesure pour ne garder que les parties qui n'ont pas été "polluées" par la réverbération.


Tiens, un graphique c'est toujours mieux :
1952945.gif
Il faut que tu fasses tes mesures avant la fin du "pre-delay" et que tu les espaces assez longtemps pour ne plus être dans les "later, dense reflections".

Tu devrais pouvoir mesurer le pre-delay assez facilement : tu envoies un son très bref et assez fort dans ton HP et tu regardes ce que tu mesures avec ton micro (l'arrivée de l'onde directe, puis des ondes réfléchies), tu ne devrais pas le louper.


Attention tout de même, il faut que les salves soient assez longues pour ne pas mesurer que les "transitoires" de la fonction de transfert de ta chaîne de mesure (si le pre-delay est trop court, laisse tomber cette idée).

Pareil que tout à l'heure : assez délicat à mettre en œuvre, pas sûr que ça donne des résultats probants, mais c'est une solution du pauvre.


Autre truc pour limiter la réverbération (tu y as peut-être déjà pensé) : placarde des grosses couvertures sur les murs, devant les vitres, sur le sol (le plafond, si tu as le courage). Place aussi des couvertures tendues un peu partout dans la pièce et autour de ta chaîne pour tenter de couper les ondes.
Ce n'est pas terrible mais ce n'est pas cher et mieux que rien.

[ Dernière édition du message le 15/05/2012 à 19:13:25 ]