{"id":57108,"date":"2023-03-30T08:18:43","date_gmt":"2023-03-30T06:18:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.iemn.fr\/?p=57108"},"modified":"2023-05-05T09:53:24","modified_gmt":"2023-05-05T07:53:24","slug":"perception-des-changements-dintensite-sonore-induits-par-un-cristal-phononique-dans-des-bandes-de-frequences-specifiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/newsletter\/perception-des-changements-dintensite-sonore-induits-par-un-cristal-phononique-dans-des-bandes-de-frequences-specifiques.html","title":{"rendered":"Perception of sound intensity changes induced by a phononic crystal in specific frequency bands"},"content":{"rendered":"<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-1gwa1as-e3189c720c4d48d381eebd08e36a7aa0\">\n.flex_column.av-1gwa1as-e3189c720c4d48d381eebd08e36a7aa0{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-1gwa1as-e3189c720c4d48d381eebd08e36a7aa0 av_one_full  avia-builder-el-0  el_before_av_one_half  avia-builder-el-first  first flex_column_div av-zero-column-padding'     ><section  class='av_textblock_section av-lfupz76s-8bda51798b9ef430fbf88ce3ba715412'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><h2 style=\"text-align: center;\">Perception of sound intensity changes induced by a phononic crystal in specific frequency bands<\/h2>\n<\/div><\/section><br \/>\n<section  class='av_textblock_section av-lfuqhp8r-bb05d9073643ce7785bffef86bf70d4a'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><p><a href=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach2.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-57118 size-full\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach2.jpg\" alt=\"\" width=\"600\" height=\"122\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach2.jpg 600w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach2-300x61.jpg 300w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach2-18x4.jpg 18w\" sizes=\"auto, (max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/a><\/p>\n<\/div><\/section><\/p><\/div>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-179lbqs-ed1bcf272f1b6df56d2bcefc61729498\">\n.flex_column.av-179lbqs-ed1bcf272f1b6df56d2bcefc61729498{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-179lbqs-ed1bcf272f1b6df56d2bcefc61729498 av_one_half  avia-builder-el-3  el_after_av_one_full  el_before_av_one_half  first flex_column_div av-zero-column-padding  column-top-margin'     ><section  class='av_textblock_section av-lfuq07xj-d85c208f1170c774195992cbc3fc9bdd'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><p style=\"font-weight: 400;\">Les cristaux phononiques sont des mat\u00e9riaux composites artificiels form\u00e9s \u00a0d\u2019arrangements p\u00e9riodiques d\u2019inclusions ins\u00e9r\u00e9es dans une matrice. On en distingue plusieurs classes selon la nature physique des constituants. On peut ainsi citer les composites solide\/solide (respectivement fluide\/fluide) dont tous les constituants sont des solides (respectivement fluides) et les composites mixtes form\u00e9s \u00e0 la fois de solides et de fluides. En raison de leur structure p\u00e9riodique, les cristaux phononiques peuvent pr\u00e9senter sous certaines conditions (g\u00e9om\u00e9trie du r\u00e9seau d\u2019inclusions, fraction volumique des inclusions, forme des inclusions, \u2026) des bandes interdites c&rsquo;est-\u00e0-dire des domaines fr\u00e9quentiels dans lesquels la propagation des ondes est interdite. Leur application \u00e0 l\u2019isolation phonique d\u00e9coule naturellement de cette propri\u00e9t\u00e9. Cependant, dans ces structures, d\u2019autres propri\u00e9t\u00e9s remarquables peuvent aussi \u00eatre mises en \u00e9vidence, notamment la r\u00e9fraction n\u00e9gative, qui permet de focaliser les ondes acoustiques en vertu de la loi de Snell-Descartes.<\/p>\n<p style=\"font-weight: 400;\">Depuis leur d\u00e9couverte au d\u00e9but des ann\u00e9es 1990, les cristaux phononiques ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9s de fa\u00e7on intensive en tant qu\u2019\u00e9crans acoustiques, mais dans la plupart de ces \u00e9tudes, leurs performances sont \u00e9tablies par, uniquement, la d\u00e9termination exp\u00e9rimentale des coefficients de r\u00e9flexion et de transmission d\u2019ondes acoustiques. <strong>Dans ce travail, en plus d\u2019une \u00e9tude en transmission, nous avons cherch\u00e9 \u00e0 analyser comment le son est per\u00e7u par un auditeur lorsqu\u2019il traverse un \u00e9cran acoustique constitu\u00e9 d\u2019un cristal phononique.<\/strong><\/p>\n<p style=\"font-weight: 400;\"><a href=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach-1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft wp-image-57114\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach-1-300x143.jpg\" alt=\"\" width=\"450\" height=\"214\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach-1-300x143.jpg 300w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach-1-18x9.jpg 18w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/visuel_ach-1.jpg 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><\/a>Le cristal phononique consid\u00e9r\u00e9\u00a0 ici est un composite mixte form\u00e9 d\u2019un r\u00e9seau triangulaire de tubes en PVC de 10 cm de diam\u00e8tre, de longueur 1 m, espac\u00e9s de 12 cm, et plac\u00e9s dans l\u2019air. Ce cristal a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u dans le but de pr\u00e9senter deux caract\u00e9ristiques\u00a0dans la gamme des fr\u00e9quences audibles : <em>deux bandes interdites disjointes<\/em> (l\u2019une de 1080 \u00e0 1610 Hz et\u00a0 l\u2019autre de 2500 \u00e0 2960 Hz) s\u00e9par\u00e9es par une\u00a0 <em>bande \u00e0 \u00a0r\u00e9fraction n\u00e9gative<\/em>, avec une focalisation autour de 1700 Hz. Les exp\u00e9riences, r\u00e9alis\u00e9es dans l\u2019air, \u00a0ainsi que les simulations num\u00e9riques mettent bien en \u00e9vidence ces deux effets\u00a0: une transmission tr\u00e8s att\u00e9nu\u00e9e dans les bandes interdites mais \u00a0plus forte pour des fr\u00e9quences autour de 1700 Hz, ce qui peut \u00eatre associ\u00e9 \u00e0 un ph\u00e9nom\u00e8ne de focalisation du son.<\/p>\n<\/div><\/section><\/div>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-iioa44-58ba21d3963a7a21332bdb3d78c1c594\">\n.flex_column.av-iioa44-58ba21d3963a7a21332bdb3d78c1c594{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-iioa44-58ba21d3963a7a21332bdb3d78c1c594 av_one_half  avia-builder-el-5  el_after_av_one_half  avia-builder-el-last  flex_column_div av-zero-column-padding  column-top-margin'     ><section  class='av_textblock_section av-lfuq07xj-d85c208f1170c774195992cbc3fc9bdd'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><p style=\"font-weight: 400;\"><strong>Des \u00e9tudes suppl\u00e9mentaires, num\u00e9riques et psycho-acoustiques, ont alors \u00e9t\u00e9 men\u00e9es afin d\u2019analyser pr\u00e9cis\u00e9ment comment le son est per\u00e7u par un auditeur lorsqu\u2019il traverse un \u00e9cran acoustique constitu\u00e9 d\u2019un cristal phononique d\u2019\u00e9paisseur finie.<\/strong> Dans un premier temps, une grandeur fr\u00e9quemment utilis\u00e9e en perception auditive, la \u00ab\u00a0sonie en tiers d\u2019octave\u00a0\u00bb, a \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9e en utilisant les r\u00e9sultats de simulation num\u00e9rique du champ acoustique obtenus dans trois situations diff\u00e9rentes : propagation en champ libre (CL) c\u2019est-\u00e0-dire en l\u2019absence de tout obstacle entre la source sonore et l\u2019auditeur, propagation \u00e0 travers un cristal phononique (CP) d\u2019\u00e9paisseur finie et propagation \u00e0 travers un mur rigide de dimensions identiques \u00e0 celles du cristal phononique (M). Cette \u00e9tude num\u00e9rique montre une diminution importante de la sonie dans la situation (CP) pour des fr\u00e9quences appartenant aux bandes interdites; une diminution d\u2019un niveau similaire au cas (CP) \u00e9tant observ\u00e9e dans la situation (M). De plus dans la situation (CP) et pour des fr\u00e9quences proches de la focalisation, la sonie atteint des valeurs plus importantes que dans les 2 autres cas. Dans un second temps et afin d\u2019\u00e9tudier si les diff\u00e9rences et similarit\u00e9s observ\u00e9es dans la sonie pour les diff\u00e9rents sch\u00e9mas de propagation envisag\u00e9s ((CL), (CP) et (M)) sont perceptibles par des auditeurs \u00ab\u00a0humains\u00a0\u00bb, un test d\u2019\u00e9coute a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 aupr\u00e8s de 25 volontaires. Ceux-ci ont \u00e9t\u00e9 expos\u00e9s \u00e0 divers stimuli sonores obtenus en convoluant des \u00ab\u00a0bruits tiers d\u2019octave\u00a0\u00bb avec les r\u00e9ponses impulsionnelles calcul\u00e9es dans les situations (CL), (CP) et (M) pour diff\u00e9rentes bandes de fr\u00e9quences. Ces tests d\u2019\u00e9coute corroborent l\u2019analyse de la sonie. La situation \u00a0(CP) conduit bien d\u2019une part \u00e0 un niveau sonore plus faible, du m\u00eame ordre que dans le cas (M), \u00a0pour les fr\u00e9quences appartenant aux bandes interdites. D\u2019autre part, un niveau sonore plus \u00e9lev\u00e9 dans le cas (CP) est ressenti dans la gamme de fr\u00e9quences de la focalisation, donnant l\u2019illusion \u00e0 l\u2019auditeur d\u2019avoir une source sonore plus proche de lui.<\/p>\n<p><strong>Cette \u00e9tude montre donc qu\u2019un \u00e9cran acoustique efficace pour les fr\u00e9quences audibles peut \u00eatre con\u00e7u \u00e0 partir d\u2019un cristal phononique de structure simple et constitu\u00e9 de mat\u00e9riaux usuels\u00a0; cette efficacit\u00e9 \u00e9tant du m\u00eame ordre que celle obtenue avec un \u00e9cran massif solide.\u00a0 Cette \u00e9tude doit permettre de proposer des alternatives int\u00e9ressantes aux murs anti-bruit usuels. En effet ces derniers qui sont le plus souvent des murs continus massifs ont un impact visuel n\u00e9gatif sur le paysage environnant, s\u2019opposent au passage de la lumi\u00e8re ambiante, ont une r\u00e9sistance tr\u00e8s importante aux flux d\u2019air et sont constitu\u00e9s de mat\u00e9riaux peu ou pas du tout bio-compatibles. On peut alors imaginer de nouveaux \u00e9crans acoustiques \u00e0 base de cristaux phononiques dans lesquels les inclusions seraient des arbres ou des poteaux v\u00e9g\u00e9talis\u00e9s,\u00a0 et s\u2019int\u00e9grant parfaitement dans leur environnement \u2026<\/strong><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1051\/aacus\/2022037\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-wzsvks-2a4e30804f9db3ceeeeb0ecf79e8d718\">\n.av_font_icon.av-wzsvks-2a4e30804f9db3ceeeeb0ecf79e8d718{\ncolor:#7bb0e7;\nborder-color:#7bb0e7;\n}\n.av_font_icon.av-wzsvks-2a4e30804f9db3ceeeeb0ecf79e8d718 .av-icon-char{\nfont-size:25px;\nline-height:25px;\n}\n<\/style>\n<span  class='av_font_icon av-wzsvks-2a4e30804f9db3ceeeeb0ecf79e8d718 avia_animate_when_visible av-icon-style- avia-icon-pos-left avia-icon-animate'><span class='av-icon-char' aria-hidden='true' data-av_icon='\ue826' data-av_iconfont='entypo-fontello' ><\/span><\/span>https:\/\/doi.org\/10.1051\/aacus\/2022037<\/a><\/p>\n<div  class='avia-button-wrap av-rpqvoq-93c1c5371688ec2d45427b293fd2825c-wrap avia-button-left  avia-builder-el-8  el_after_av_font_icon  avia-builder-el-last'><a href='mailto:arthur.pate@iemn.fr'  class='avia-button av-rpqvoq-93c1c5371688ec2d45427b293fd2825c av-link-btn avia-icon_select-yes-left-icon avia-size-small avia-position-left avia-color-silver'   aria-label=\"arthur.pate@iemn.fr\"><span class='avia_button_icon avia_button_icon_left' aria-hidden='true' data-av_icon='\ue805' data-av_iconfont='entypo-fontello'><\/span><span class='avia_iconbox_title' >arthur.pate@iemn.fr<\/span><\/a><\/div>\n<\/div><\/section><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[297],"tags":[],"class_list":["post-57108","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-newsletter"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57108","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=57108"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57108\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=57108"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=57108"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=57108"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}