TIPE : Le résonateur de Helmholtz

[reverbb]

Bonjour,
Je suis élève en classe préparatoire PCSI(Physique chimie et sciences de l'ingénieur) et bientôt en PSI (Physique sciences de l'ingénieur).

Je réalise un projet d'étude appelé TIPE et la problématique que j'ai choisi est :
"Quelle est l'efficacité du résonateur de Helmholtz dans la correction acoustique?"

Pour rappel, le résonateur de Helmholtz est constitué d'une cavité et d'un goulot. Il entre, sous l'effet d'une onde sonore, en résonance pour une certaine bande de fréquence qui s'accompagne d'une perte sous forme de chaleur d'où le rôle d'absorbeur.

Afin de limiter le phénomène de réverbération, le résonateur de Helmholtz permet l'absorption des fréquences moyennes-basses.

Chaque résonateur a une fréquence propre et il est possible de jouer sur les caractéristiques du résonateur pour traiter la fréquence que l'on souhaite.
Cette fréquence est régit par l'équation :
f=c/(2*Pi) * (S/(V*L))^1/2
où V est le volume de la cavité
S l'aire du goulot et L sa longueur
c est la célérité/vitesse du son


J'ai vu sur certains documents qu'il était préférable de faire plusieurs trous dans le résonateurs plutôt qu'un seul et que le coefficient d'absorption était alors meilleur. Cela est-il vrai? et si oui, les trous dans le volume sur un résonateur ont ils la même taille qu'un trou unique sur un autre résonateur?
J'ai encore d'autres questions à poser mais je ne souhaite pas surcharger ce post

Je souhaiterais obtenir des contacts dans le domaine pour répondre à mes questions.
Dans le meilleur des cas, j’espère même que des personnes qui font/ont fait usage de résonateur chez eux ou ailleurs puisse me transmettre les caractéristique de leur résonateur, la fréquence qu'ils traitent,voir même des photos de ceux-ci et (comble du bonheur) des graphiques représentant l'influence qu'à eu le résonateur sur le niveau sonore de la fréquence concernée.

Je suis bien entendu ouvert à toutes les propositions et questions que vous pourriez me poser.

Cordialement

[darrigan]

Bonsoir,

En cherchant avec les mots-clés "helmholtz resonator acoustic correction", j'ai trouvé ce document qui traite de la réduction de son par résonateur de Helmholtz (en anglais) :
http://preserve.lehigh.edu/cgi/viewcont ... ontext=etd

C'est déjà un début...

[reverbb]

Merci pour ce lien, je vais étudier ça attentivement.

Je compte réaliser un résonateur pour mes expérience. Si des personnes en ont déjà fait, il serait intéressant qu'elles me donnent quelques conseils pour sa réalisation, constitution pour obtenir l'effet le plus probant possible.

Cordialement

[darrigan]

Bonjour,
Hé bien un résonateur, c'est n'importe quelle cavité rigide avec une ouverture !
Des bouteilles de bière (avec plus ou moins d'eau dedans éventuellement pour changer la fréquence propre), une boite de conserve percée d'un trou sur une face (choisir un aliment facile à vider par le trou et facile à rincer, comme de la soupe...), etc.

[reverbb]

Bonsoir,
Oui j'ai essayé avec la bouteille de bière, c'est assez ludique.
Quand je parle dans réalisé un, je pensais en terme de traitement acoustique dans une salle.
Le tipe n'a pas seulement pour but de comprendre un système mais aussi de s'inscrire dans une démarche d'ingénieur.
Selon moi (car je ne suis pas sur que tout le monde ait le même avis), il s'agirait ici d'être capable de modéliser un problème et, si possible, de l'améliorer.

Le résonateur que je souhaite faire est donc du type de ceux utilisés en traitement acoustique. Je pensais à une enceinte en contreplaqué d'un volume avoisinant les 40L. J'y installerais alors des évents (tube PVC) au travers d'orifices percé dans l'enceinte avec une scie cloche. Le tout rendu hermétique avec du silicone.

J'ai vu dans certains forums que des personnes rajoutaient de la laine de verre/roche afin d'augmenter le coefficient d'amortissement. J'aurais voulu savoir comment ils le repartissaient dans l'enceinte, même si je ne sais pas si j'aurais la possibilité de faire de même.

Voila. Si quelqu'un a déjà essayé, ses conseils me seraient précieux.

[lavalise2013]

Bonjour,
J'ai aujourd'hui réalisé un TP sur le résonateur de Helmholtz. Nous avons placé un micro et un haut parleur dans une boite et excité le haut parleur à l'aide d'un signal sinusoïdal (GBF). Magie, à la fréquence de résonance préalablement établit du résonateur de Helmholtz (de l'ordre de 200Hz de mémoire), le micro enregistrait une onde sonore dont l'amplitude était considérablement réduite (facteur 4 il me semble). Tout ceci sans toucher au haut parleur. Je comprend qu'il y ait un phénomène de résonance dans la "cavité de Helmholtz" (très bien expliqué sur internet). Cependant je n'ai toujours pas réussi à trouver la cause de cette atténuation d'amplitude. J'ai quelque hypothèses à proposer à mon professeur pour la prochaine fois mais j'aimerais quelle ne soient pas trop farfelues:
-S'agirait-il d'un phénomène d'onde destructive ? causé par un déphasage de la source (excitation haut parleur) avec le résonateur ?
-Une dissipation sous forme de chaleur ? Cela me semble un peut trop efficace pour être juste ça..
-Une forme de diffusion dissipative de l'onde réémise ?
Vous qui effectuez des recherches sur le sujet, vous serez peut être à même (je l'espère) de m'aider.

PS: le binôme derrière nous à trouver une amplitude (mesuré par le micro) plus importante avec le résonateur.. Phénomène d'onde constructive ou simple erreur de manip ?

[lavalise2013]

Si cela peut vous aider. Les résonateurs utilisés pour notre TP étaient réalisés avec des tubes en PVC sans laine de roche ou autre isolant à l'intérieur (quasi certain). Ils avaient un micro (autre que celui qui mesurait l'amplitude de l'onde sonore dans la boite) intégré afin de déterminer préalablement la fréquence de résonance.