Barrière antibruit active circulaire utilisant un filtre de contrôle théorique prenant en compte l'interaction entre le haut-parleur et la barrière

Aug 15, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2649 (2023) Citer cet article

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Un écran antibruit actif circulaire utilisant un filtre de contrôle calculé théoriquement sans adaptation en temps réel a été proposé pour la réduction du bruit dans un espace extérieur spécifique. Une barrière circulaire compacte est utilisée pour que le système mobile puisse s'adapter aux changements d'emplacement de l'espace de travail, et le bruit dans une large bande de fréquences peut être réduit en effectuant un contrôle actif du bruit via des haut-parleurs de commande disposés autour d'une barrière. Cependant, il y avait un écart de performance significatif par rapport à la performance maximale obtenue en utilisant le filtre fixe expérimental en raison d'un modèle théorique extrêmement simplifié qui ignore l'interaction entre les haut-parleurs de contrôle et la barrière. Par conséquent, cette étude a tenté de minimiser la dégradation des performances lors de l’application du filtre de contrôle théoriquement calculé. Un autre modèle théorique est introduit pour améliorer les performances de réduction du bruit en considérant l'interaction entre le haut-parleur de contrôle et la barrière. L'expérience a confirmé que les performances de réduction du bruit sont améliorées d'environ 2,6 dB dans la fréquence d'intérêt.

Les problèmes de bruit dans les environnements industriels sont de plus en plus variés et graves, et couplés à des réglementations de plus en plus strictes en matière de bruit, la réduction du bruit devient un problème de plus en plus important. Le bruit dans divers espaces tels que les aires de repos ou les espaces de travail peut entraîner du stress, de la distraction et une perte auditive1 et de nombreux travailleurs des industries sont exposés à des bruits forts pendant de longues périodes. Un mur antibruit peut être utilisé pour réduire le bruit, mais il est inefficace pour la réduction du bruit dans une bande basse fréquence en raison du bruit diffracté. Afin de renforcer la réduction du bruit dans une bande basse fréquence, le mur antibruit actif2,3,4,5,6 qui applique un contrôle actif du bruit (ANC)7 à une barrière a été étudié. En plaçant des haut-parleurs et des microphones d'erreur au-dessus de la barrière, le bruit diffracté dans une bande basse fréquence est réduit grâce à l'ANC. La disposition des microphones et des haut-parleurs8,9, la méthode d'obtention du filtre de contrôle10,11 et l'utilisation de sources de contrôle unidirectionnelles12 ont été étudiées pour améliorer les performances du mur antibruit actif. Cependant, le mur antibruit actif utilisant une barrière semi-infinie est coûteux et nécessite un espace important pour sa mise en place. De plus, il est difficile à déplacer et ne s’applique donc qu’à un environnement fixe.

Afin de résoudre ce problème, le mur antibruit actif circulaire utilisant un filtre de contrôle calculé théoriquement13,14,15 a été proposé pour réduire le bruit dans un espace extérieur spécifique au lieu d'une réduction globale du bruit. Le mur antibruit actif circulaire se compose d'une barrière circulaire compacte et d'enceintes de contrôle placées autour de la barrière dans le but de réduire le bruit dans un espace cible individuel tel qu'un espace de travail ou un espace de repos. Elle nécessite moins de coût et d'espace par rapport à la barrière semi-infinie et peut être déplacée et réinstallée. Un filtre de contrôle théoriquement calculé sans disposer de microphones sur l'espace cible est utilisé car les microphones disposés pour appliquer l'ANC obstruent les travailleurs. Le filtre de contrôle théoriquement calculé peut être calibré rapidement, il est donc facile de réagir aux changements de position de la source de bruit ou de l'espace de contrôle cible.

Cependant, l’écart de performance entre les performances théoriquement obtenues et les résultats expérimentaux est important. Dans l’étude précédente13, un filtre de contrôle est calculé sur la base d’un modèle théorique extrêmement simplifié visant à fournir une méthode de contrôle du bruit simplement applicable. La dégradation des performances est due à la différence entre le modèle théorique simplifié et le système expérimental. Par conséquent, cette étude a tenté de minimiser la dégradation des performances qui se produit lorsque le filtre de contrôle théoriquement calculé est appliqué au système de contrôle du bruit hybride circulaire. L'interaction entre le haut-parleur de contrôle et la barrière, qui est l'une des principales causes, ne peut pas être prise en compte par le modèle théorique simplifié précédent, c'est pourquoi un autre modèle théorique est introduit.