FR2941122A1 - Enceinte acoustique comprenant un ou plusieurs moyens d'absorption acoustique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une enceinte acoustique (80 ; 90 ; 100 ; 120) émettant des ondes acoustiques, comportant : - une paroi (82) ayant une face avant, - au moins un élément (84) apte à générer des ondes acoustiques vers l'avant de ladite paroi, - au moins une cavité (86 ; 92 ; 102 ; 122) munie d'un orifice débouchant (86a ; 92a ; 102a ; 122a), caractérisée en ce que ladite au moins une cavité est susceptible de donner naissance à au moins une onde acoustique stationnaire en réponse aux ondes acoustiques générées par ledit au moins un élément et pénétrant dans la cavité par l'orifice débouchant, ladite au moins une onde acoustique stationnaire ayant une fréquence de résonance f0 qui est comprise dans la gamme de fréquences d'ondes acoustiques émises par ledit au moins un élément, l'enceinte comportant au moins un moyen d'absorption acoustique (88 ; 94a ; 94b ; 96a ; 96b ; 98a ; 98b ; 104a-f ; 122b-g ; 124) présentant une absorption acoustique à la fréquence de résonance f0 ou autour de cette fréquence

Description

La présente invention est relative à une enceinte acoustique émettant des ondes acoustiques dans une gamme de fréquences donnée. Il est connu d'utiliser, dans une enceinte acoustique, un haut-parleur monté dans une paroi et qui génère des ondes acoustiques. Cette paroi sépare les ondes acoustiques rayonnées vers l'avant de 10 celles rayonnées vers l'arrière. L'enceinte est parfois fermée pour constituer un caisson ou ouverte et la paroi est alors appelée baffle. Afin d'étendre la réponse de l'enceinte aux basses fréquences, il est connu d'adjoindre à une enceinte fermée une ouverture appelée évent. 15 L'évent est par exemple monté dans la paroi de façon à déboucher sur la face avant de celle-ci. L'enceinte résultante prend alors le nom de Bass. La Demanderesse s'est toutefois aperçue que la gamme de fréquences sonores émises par l'enceinte présentait certaines irrégularités. Ces irrégularités se 20 traduisent dans la courbe de réponse en fréquence de l'enceinte, localement ou de façon plus ou moins étalée, par des accidents qui nuisent à la qualité de la restitution acoustique. La Demanderesse a également découvert de façon surprenante que ces accidents proviennent de l'interaction acoustique entre les ondes acoustiques 25 générées par le haut-parleur et l'évent ou, de façon générale, entre un élément générateur d'ondes acoustiques et l'évent. En effet, aux fréquences où apparaissent ces accidents l'air qui est dans l'évent ne se comporte pas comme une masse acoustique mais comme un volume où des modes acoustiques peuvent apparaître. 30 Ainsi, les ondes acoustiques directes générées par le haut-parleur rentrent dans l'évent et excitent le volume d'air qui s'y trouve, donnant ainsi naissance à une ou plusieurs ondes acoustiques stationnaires.

En particulier, une onde acoustique stationnaire (premier mode longitudinal) de forte amplitude s'établit dans l'évent à une fréquence de résonance qui est comprise dans la gamme de fréquences de rayonnement du haut-parleur. Cette onde stationnaire interagit avec les ondes acoustiques directes rayonnées par le haut-parleur et, du fait du déphasage entre ces deux types d'ondes, un accident apparaît dans la réponse spectrale de l'enceinte. La Demanderesse s'est également aperçue que ce problème peut survenir lorsque, de façon générale, on adjoint pour diverses raisons, à une enceinte acoustique comprenant un élément générateur d'ondes acoustiques associé à une paroi, au moins une cavité munie d'un orifice débouchant. Pour résoudre ce problème non identifié jusqu'à présent il a été envisagé d'ajouter à l'enceinte au moins un moyen d'absorption acoustique accordé à la fréquence de résonance du premier mode longitudinal stationnaire ou autour de cette fréquence.

Le moyen d'absorption acoustique est ainsi dimensionné afin de présenter une bonne efficacité d'atténuation acoustique, voire une efficacité maximale aux alentours de la fréquence de résonance. La présente invention a plus particulièrement pour objet une enceinte acoustique émettant des ondes acoustiques, comportant : - une paroi ayant une face avant, - au moins un élément apte à générer des ondes acoustiques vers l'avant de ladite paroi, - au moins une cavité munie d'un orifice débouchant, caractérisée en ce que ladite au moins une cavité est susceptible de donner naissance à au moins une onde acoustique stationnaire en réponse aux ondes acoustiques générées par ledit au moins un élément et pénétrant dans la cavité par l'orifice débouchant, ladite au moins une onde acoustique stationnaire ayant une fréquence de résonance fo qui est comprise dans la gamme de fréquences d'ondes acoustiques émises par ledit au moins un élément, l'enceinte comportant au moins un moyen d'absorption acoustique présentant une absorption acoustique à la fréquence de résonance fo ou autour de cette fréquence. Ainsi, la présence d'un ou de plusieurs moyens d'absorption acoustique permet au moins d'atténuer, voire de supprimer ladite au moins une onde acoustique stationnaire. Cette onde prend naissance dans la cavité suite à l'excitation du volume d'air qui s'y trouve par les ondes acoustiques émises par l'élément de génération d'ondes et qui pénètrent dans cette cavité. De ce fait, la réponse spectrale de l'enceinte est plus régulière, c'est-à- dire qu'elle comporte peu, voire aucune irrégularité qui est susceptible de dégrader la qualité acoustique de l'enceinte dans la gamme de fréquences utiles. La qualité acoustique de l'enceinte est ainsi améliorée. On notera que la cavité peut être munie de plusieurs orifices débouchant par lesquels des ondes acoustiques émises par l'élément de génération d'ondes sont susceptibles de pénétrer dans la cavité.

Selon une caractéristique, ladite au moins une cavité munie d'un orifice débouchant fait partie d'un système acoustique. Selon une caractéristique, le système acoustique est sélectionné parmi un évent d'un système bass-reflex, une concavité, une suspension inversée, un diffuseur ou pavillon, un collecteur de flux de pression, une ligne de transmission.

Un tel système acoustique associé à une enceinte est susceptible de remplir différentes fonctions comme en témoigne la liste ci-dessus. Tous ces systèmes ont une commun une cavité, voire plusieurs cavités, débouchant via un ou plusieurs orifices à travers la paroi de l'enceinte, permettant ainsi aux ondes acoustiques émises par l'élément de génération d'ondes de rentrer dans la cavité et d'y exciter le volume d'air qui s'y trouve. Selon une caractéristique, l'enceinte comporte une pluralité de moyens d'absorption acoustique. Cette pluralité de moyens permet d'ajuster l'atténuation acoustique autour d'une fréquence donnée, voire autour de plusieurs fréquences, ou de renforcer le pouvoir d'atténuation acoustique pour une même fréquence. Selon une caractéristique, au moins certains des moyens d'absorption acoustique présentent chacun une absorption acoustique à des fréquences différentes. Ces différents moyens permettent de traiter le cas d'une cavité ouverte à une extrémité, de forme complexe, présentant une dimension caractéristique (par exemple sa longueur) et pour laquelle plusieurs modes stationnaires sont susceptibles de s'établir autour de cette dimension caractéristique.

Selon une caractéristique, les fréquences différentes sont par exemple la fréquence de résonance fo et des fréquences multiples de celle-ci telles que les fondamentales de la fréquence fo (par exemple 2fo, 3fo...). Selon une caractéristique, les fréquences différentes sont réparties autour de la fréquence de résonance fo de manière à définir une zone fréquentielle d'absorption acoustique élargie autour de la fréquence de résonance fo. Le dimensionnement des moyens d'absorption acoustique par rapport à une pluralité de fréquences différentes permet ainsi d'atténuer un mode longitudinal de cavité étalé fréquentiellement.

Selon une caractéristique, les moyens d'absorption acoustique sont répartis spatialement de façon régulière. Cet agencement permet d'augmenter le pouvoir d'atténuation des moyens d'absorption acoustique. Selon une caractéristique, les moyens d'absorption acoustique sont agencés avec une densité de répartition spatiale plus élevée dans une zone de l'enceinte (ex : zone centrale de la cavité) où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de ladite au moins une onde stationnaire. Cet agencement permet ainsi de renforcer le pouvoir d'atténuation dans une zone où l'amplitude de ladite au moins une onde stationnaire est maximale.

Selon une caractéristique, les moyens d'absorption acoustique présentant une absorption acoustique à des fréquences différentes sont répartis spatialement par rapport à une zone de l'enceinte (ex : zone centrale de la cavité) où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de ladite au moins une onde stationnaire.

Cet agencement des différents moyens d'absorption qui sont dimensionnés différemment les uns des autres permet d'optimiser l'atténuation. Selon une caractéristique, les moyens d'absorption acoustique de la pluralité de moyens présentent chacun une absorption acoustique sensiblement à une même fréquence qui, par exemple, peut être la fréquence de résonance fo.

En accordant ainsi chaque moyen d'absorption acoustique à une même fréquence, on augmente l'amplitude de l'atténuation autour de cette fréquence. Chaque moyen d'absorption est par exemple identique, c'est-à-dire qu'il est dimensionné de façon identique pour des raisons de simplification.

Selon une caractéristique, ledit au moins un moyen d'absorption acoustique comprend un résonateur de Helmholtz. Un tel résonateur est particulièrement avantageux dans la mesure où il présente un caractère sélectif de la fréquence d'absorption ainsi qu'un pouvoir 5 d'absorption acoustique élevé. Selon une caractéristique, le résonateur de Helmholtz comporte une chambre contenant un matériau acoustique caractérisé par une résistivité au passage de l'air et par une épaisseur qui sont choisies de manière à ce que le coefficient d'absorption dudit matériau soit maximum à la fréquence du résonateur 10 de Helmholtz. Les paramètres précités permettent ainsi d'ajuster le coefficient d'absorption et donc le pouvoir d'absorption du résonateur. On notera qu'en remplissant la chambre du résonateur d'un matériau acoustique, on augmente l'amplitude de l'atténuation acoustique, c'est-à-dire que 15 l'on baisse le facteur de qualité à la fréquence d'absorption. Selon une caractéristique, l'enceinte comporte une pluralité de moyens d'absorption acoustique comprenant chacun un résonateur de Helmholtz. Chaque résonateur est par exemple conforme au bref exposé qui précède. 20 Selon une caractéristique particulière, la pluralité de résonateurs de Helmholtz partagent une même chambre, offrant ainsi un gain de compacité. D'autres caractéristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 25 -la figure 1 représente une configuration d'enceinte acoustique de l'art antérieur ; - la figure 2 illustre le fonctionnement de l'enceinte de la figure 1 ; - la figure 3 représente l'allure de la courbe de réponse spectrale de l'enceinte de la figure 1 ; 30 -la figure 4 représente l'allure de la courbe de réponse spectrale d'une configuration d'enceinte différente ; - les figures 5 à 9 illustrent différentes configurations d'enceintes acoustiques dans lesquelles sont susceptibles de se poser les mêmes problèmes que ceux de l'enceinte de la figure 1 ; - la figure 10 illustre de façon schématique la longueur acoustique d'une cavité longitudinale ; - la figure 11 illustre une configuration d'enceinte selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 12 illustre une configuration d'enceinte selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 13 illustre une configuration d'enceinte selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 14 illustre une configuration d'enceinte selon un quatrième 10 mode de réalisation de l'invention ; - les figures 15a et 15b représentent respectivement les courbes de réponse spectrale en fréquence pour les configurations d'enceintes des figures 1 et 12 ou 14. Comme représenté de façon schématique sur la figure 1, une enceinte 15 acoustique 10 présente une configuration simple, qui comprend un élément 12 monté dans une paroi 14. L'élément 12, appelé élément de restitution sonore, est apte à générer des ondes acoustiques lorsqu'il est soumis à une sollicitation extérieure appropriée électrique ou mécanique. L'élément 12 est placé en retrait par rapport à la face avant 14a de la 20 paroi ou panneau 14. L'élément 12 est par exemple une membrane vibrante qui se comporte comme un haut-parleur et génère une onde acoustique. Un évent ou conduit 16 est aménagé dans la paroi 14 à proximité de l'élément 12 et comporte, à une extrémité, un orifice 16a qui débouche sur la face 25 avant de la paroi. Cet orifice débouchant 16a peut avoir différentes fonctions et, par exemple, être associé à ou faire partie d'un système acoustique. Un tel système acoustique est par exemple : - un évent d'un système bass-reflex dont le but est d'étendre la partie basse du spectre de l'enceinte acoustique en récupérant les ondes acoustiques 30 émises à l'intérieur du caisson de l'enceinte pour les restituer en phase avec les ondes acoustiques à l'avant de l'enceinte et en utilisant l'accord basse fréquence du résonateur de Helmholtz ainsi constitué par le volume clos du coffret ; - une concavité (membrane active ou passive) due à la présence d'une ou de plusieurs autres voies de l'enceinte ; - une suspension inversée qui permet de masquer la suspension de la membrane vibrante de l'élément 12 et d'optimiser la surface de cette membrane en plaçant la suspension inversée derrière la membrane ; lorsque des suspensions en forme de demi-rouleau sont utilisées la concavité de la suspension laisse apparaître une cavité acoustique ; - un diffuseur ou pavillon qui a pour but d'améliorer le couplage de l'élément de restitution sonore avec l'air et d'augmenter son rendement ; - un collecteur de flux de pression qui est utilisé en cas d'utilisation de plusieurs dispositifs acoustiques (par exemple, une chambre de compression et/ou un système bass-reflex et/ou plusieurs membranes vibrantes) que l'on veut combiner ; dans un tel cas, on collecte l'ensemble des flux acoustiques au niveau du panneau avant de l'enceinte ; - une ligne de transmission qui a pour but d'augmenter la sensibilité de la partie basse du spectre de l'enceinte en faisant cheminer les ondes acoustiques à l'intérieur d'un canal au sein de l'enceinte et en les superposant ensuite avec les ondes acoustiques directes. Le problème à la base de l'invention va maintenant être exposé en relation avec les figures 1 à 4. La figure 2 illustre de façon schématique le fonctionnement de l'enceinte 20 10 de la figure 1. Lorsque l'élément 12 est excité de façon connue, par exemple électriquement via une bobine, il rayonne en émettant une onde acoustique directe 20 vers l'avant de la paroi en opposition de phase avec l'onde arrière. Cette onde émise à partir de la face avant rentre dans l'orifice 16a et 25 interagit avec le conduit 16 qui se présente comme une cavité remplie d'air. Cette cavité possède une dimension caractéristique, en l'espèce, ici, sa longueur acoustique Loeff proche de sa longueur géométrique L qui détermine une fréquence de résonance f0 de la cavité, définie par la formule f0 = c/2 Loeff, où c est la célérité du son. 30 Plus particulièrement, le volume d'air présent dans la cavité ouverte 16 est excité par l'onde acoustique 20 à la fréquence fo (fréquence de résonance du premier mode stationnaire longitudinal).

Ainsi, une onde acoustique stationnaire secondaire 22 ayant une forte amplitude autour de la fréquence fo se développe et interagit avec l'onde directe 20 émise à l'extérieur de la cavité par l'élément 12 En raison du déphasage entre ces deux ondes la courbe de la réponse spectrale de l'enceinte qui est illustrée sur la figure 3 (la figure 3 traduit le niveau de pression sonore SPL ( Sound Pressure Level en terminologie anglosaxonne), à 1 mètre du haut-parleur en fonction de la fréquence d'excitation) présente un accident 24 dans la gamme de fréquences émises par l'élément 12. Cet accident se traduit par une dégradation de la qualité acoustique de 10 l'enceinte. On notera que l'accident dû au mode stationnaire de la cavité 16 peut être sélectif en fréquence comme illustré sur la figure 3, ou étalé en fréquence comme repéré par la fréquence 26 sur la figure 4, en cas de géométrie différente et plus complexe que celle de la figure 1. 15 Les configurations des figures 5 et 7 à 9 sont susceptibles de donner naissance à un accident en fréquence du type de celui de la figure 3. Les figures 5 et 6 illustrent d'autres configurations possibles d'enceintes dans lesquelles se posent des problèmes similaires d'interaction acoustique entre des ondes acoustiques et un volume d'air à l'intérieur d'une cavité ouverte associée 20 ou non à la paroi d'enceinte et dans laquelle pénètrent les ondes. En particulier, l'enceinte 30 de la figure 5 comporte, associés à une paroi 32, un élément 34 de génération d'ondes acoustiques vers l'avant de la paroi et une cavité 36 de type diffuseur. Cette cavité est formée en saillie sur la face avant de la paroi et est délimitée entre une paroi externe 36a et la face avant 32a de la paroi 25 32. La cavité et pourvue d'un orifice débouchant 36a entre la paroi 36a et la face avant de la paroi 32. La cavité 36 est par exemple de forme cylindrique. L'enceinte 40 de la figure 6 comporte, associés à une paroi 42, un élément 44 analogue à l'élément 34 de la figure 5 et une cavité 46 aménagée en retrait dans la paroi 32 et présentant un orifice débouchant 46a. Cette disposition 30 est celle d'une membrane de haut-parleur. L'enceinte acoustique 50 de la figure 7 est également susceptible de poser les mêmes problèmes. Cette enceinte comprend un coffret 52 ayant, sur un de ses côtés, une paroi 54 dans laquelle sont aménagés un élément 56 de génération d'ondes acoustiques et un conduit 58 muni d'un orifice débouchant 58a à son extrémité en contact avec la paroi 54. Les éléments fonctionnels 56 et 58 sont agencés dans la paroi 54 de façon identique à la configuration de la figure 1.

La Demanderesse s'est aperçue que l'enceinte acoustique 60 de la figure 8 est, elle aussi, la siège de phénomènes perturbateurs similaires. Cette enceinte comprend, associés à une paroi 62, un élément 64 de restitution sonore placé dans un coffret clos agencé en arrière de la paroi, ainsi qu'un conduit de type évent 68 qui est muni d'un orifice débouchant 68a, à son extrémité associée à la paroi 62. Il en est de même de la configuration de l'enceinte fermée 70 de la figure 9. Cette enceinte comporte les mêmes éléments fonctionnels 64, 66 et 68 que l'enceinte de la figure 8 associés à une paroi 72 d'un coffret 74 qui ferme l'enceinte. On notera que l'accident apparaissant dans la courbe de réponse en fréquence de l'enceinte acoustique correspond à la fréquence fondamentale du mode stationnaire longitudinal qui s'écrit fo = c/2 Loeff, où c est la célérité du son et Loeff est la longueur acoustique qui est proche de la longueur géométrique L de l'évent ou cavité. La figure 10 illustre le mode acoustique stationnaire de longueur Loeff qui s'établit dans une cavité remplie d'air de forme tubulaire de longueur géométrique L. La longueur acoustique est légèrement supérieure à la longueur L. Ainsi, la Demanderesse a cherché à améliorer la qualité sonore d'une enceinte acoustique telle que l'une de celles représentées sur les figures 1 et 5 à 9 et, de façon plus générale, d'une enceinte dans laquelle un ou plusieurs éléments de restitution sonore interagissent acoustiquement avec une cavité ouverte placée à proximité, la cavité n'étant pas nécessairement fixe ou montée d'une quelconque manière sur la paroi. Pour ce faire, il a été envisagé d'associer à l'enceinte au moins un moyen d'absorption acoustique qui présente une absorption acoustique à la 30 fréquence fo précitée ou autour de cette fréquence. Un tel moyen est représenté à la figure 11 en coopération avec l'enceinte acoustique 80 qui comprend : - une paroi 82, - un élément générateur d'ondes acoustiques 84 (ex : membrane vibrante) placé en arrière de la paroi et apte à émettre des ondes vers l'avant de la paroi, c'est-à-dire vers la droite sur la figure, - une cavité 86 ayant la forme d'un évent tubulaire situé en arrière de la 5 paroi et débouchant en face avant de celle-ci par un orifice 86a. Le moyen d'absorption acoustique 88 est disposé dans l'évent 86 et comprend, par exemple, une chambre 88a qui contient un matériau acoustique 88b remplissant partiellement ou totalement cette chambre. La chambre est raccordée au conduit ou évent 86 par un col 88c de 10 section de passage réduite par rapport aux dimensions de la chambre. Cet agencement constitue un résonateur de Helmholtz, également appelé absorbeur de Helmholtz. Le matériau acoustique remplissant la chambre (ou le mélange de matériaux) est caractérisé par une résistivité au passage de l'air et par une 15 épaisseur qui sont choisies de façon appropriée. Ces caractéristiques sont choisies en fonction du but recherché, à savoir atténuer acoustiquement le mode acoustique stationnaire perturbateur, voire le supprimer lorsque cela est possible. En particulier, les caractéristiques précitées du matériau sont 20 sélectionnées de façon à ce que le coefficient d'absorption acoustique dudit matériau soit maximal à la fréquence du résonateur de Helmholtz. Le dimensionnement géométrique d'un tel résonateur est estimé par la théorie électro-acoustique afin de faire coïncider la fréquence de résonance du résonateur avec celle, notée ci-dessus fo, du mode acoustique stationnaire 25 perturbateur. La masse acoustique du conduit ou de l'évent 86 s'écrit : M = p (L + 1,45 S /n ) / S [kg/m4], où p est la densité de l'air [kg/m3], L la longueur de l'évent [m] et S sa section moyenne [m2]. 30 La compliance acoustique associée au volume V de la chambre 88a est donnée par la formule C = V/(p c2) [kg-'m4s2], où c est la vitesse du son dans l'air. La fréquence de résonance fr du résonateur 88 s'écrit : fr = 1/(2n MC) [Hz], L'ajout dans la chambre 88a d'un matériau acoustique absorbant 88b permet de baisser le facteur de qualité Q du résonateur, augmentant ainsi les caractéristiques d'atténuation acoustique. Ce facteur de qualité s'écrit : Q=2nfrM/R=(1/R)VM/C, où R, produit de la résistivité acoustique par l'épaisseur du matériau, est la résistance acoustique [N.s.m-5] du volume d'air de la chambre remplie de matériau acoustique poreux. Ce dimensionnement géométrique du moyen 88 permet d'absorber l'énergie acoustique de l'onde acoustique stationnaire perturbatrice. En particulier, le moyen 88 est configuré pour atténuer le premier mode acoustique stationnaire longitudinal qui est le plus bas en fréquence et, donc, le plus énergétique. La figure 12 illustre plusieurs moyens d'absorption acoustique associés 15 à l'enceinte acoustique 90 qui reprend, à l'identique, la paroi 82 et l'élément de restitution sonore 84 de la figure 11. L'évent 92 (cavité ouverte munie d'un orifice débouchant 92a au droit de la paroi 82) est, quant à lui, modifié, non par son positionnement par rapport à l'élément 84, mais par l'adjonction d'une pluralité de moyens acoustiques 20 présentant chacun une atténuation acoustique. On notera que certains des moyens présentent une absorption acoustique à des fréquences différentes les unes des autres (ces fréquences sont comprises dans la gamme de fréquences de rayonnement de l'élément de restitution sonore), ce qui permet d'élargir la zone fréquentielle d'absorption 25 acoustique. Ainsi, on peut corriger une courbe de réponse spectrale qui présente un accident de réponse étalé en fréquence comme celui représenté sur la figure 4. Les fréquences différentes peuvent être réparties autour de la fréquence de résonance fo de façon à définir une zone fréquentielle d'absorption acoustique élargie autour de fo. 30 Dans l'exemple représenté sur la figure 12 les moyens d'absorption acoustique sont répartis en plusieurs groupes formés chacun de deux moyens qui sont identiques. Chaque moyen d'un même groupe est dimensionné pour absorber acoustiquement à une fréquence donnée.

Ainsi, les six moyens d'absorption sont divisés en trois groupes, les deux moyens de chaque groupe étant dimensionnés différemment des moyens des autres groupes. Un premier groupe comprenant les moyens 94a, 94b est disposé dans la partie centrale de l'évent 92, là où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de l'onde acoustique stationnaire. Ces moyens identiques sont donc configurés pour absorber acoustiquement à la fréquence fo. Ils sont agencés de part et d'autre de l'évent, dans sa zone centrale, là où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de l'onde acoustique 10 stationnaire (mode longitudinal). Ils sont par exemple disposés de façon décalée longitudinalement, bien que cela ne soit pas impératif, afin de répartir spatialement l'effort d'atténuation acoustique compte tenu de la surface disponible à la périphérie du conduit ou évent 92. 15 Comme tous les autres moyens associés à cet évent 92, les moyens 94a, 94b comprennent chacun, par exemple, un résonateur de Helmholtz ayant une configuration du même type que celle du moyen 88 de la figure 11 (chambre contenant un matériau acoustique avec une épaisseur et une résistivité à l'air adaptées). 20 L'ensemble des moyens d'absorption comprend un deuxième groupe de moyens 96a, 96b identiques positionnés respectivement aux deux extrémités opposées du conduit 92, de façon croisée de part et d'autre de celui-ci. Cet agencement spatial permet là aussi de répartir l'effort d'atténuation sur l'ensemble de la surface disponible à la périphérie du conduit ou évent 92. 25 Ces moyens sont configurés pour absorber à une fréquence différente de fo mais proche de celle-ci. L'ensemble des moyens comprend un troisième groupe de moyens 98a, 98b identiques, également positionnés de façon croisée par rapport à la zone centrale du conduit, et de chacun des côtés opposés. 30 Ces deux moyens sont configurés pour absorber à une autre fréquence différente de fo mais proche de celle-ci et sont disposés à la périphérie du conduit, dans une zone non encore occupée par les précédents moyens d'absorption. Ainsi, les différents moyens d'absorption sont agencés sur à peu près toute la surface disponible de l'évent 92 On notera qu'idéalement, il est plus judicieux de placer les différents moyens d'absorption acoustique le plus près possible de la zone centrale du conduit 92 afin d'augmenter l'efficacité acoustique de l'ensemble. Toutefois, agencer spatialement tous les moyens dans la zone centrale 5 n'est physiquement pas possible. Pour cette raison, les différents moyens sont répartis spatialement le long de l'évent. On notera néanmoins que, dans la mesure du possible, la concentration spatiale des moyens est plus élevée dans la zone centrale de l'évent 10 Ces trois groupes de moyens d'absorption acoustique sont dimensionnés pour absorber acoustiquement dans une zone de fréquences élargie autour de fo qui est, ici, par exemple égale à 1500 Hz. Ils permettent ainsi de corriger un accident étalé du type de celui illustré sur le figure 4. 15 À titre d'exemple, chaque chambre indépendante 94a, 94b, 96a, 96b, 98a, 98b est remplie de matériau acoustique de 10 mm d'épaisseur. La longueur du col raccordant chaque chambre au conduit 92 est de 1,8 mm, et le diamètre d'ouverture du col est de 4 mm. Les volumes respectifs des trois types de chambres sont 3,3.10-3, litre 4,4.10-3 litre, 2,55.10-3 litre. 20 Ainsi dimensionnés les moyens 94a, 94b sont accordés sur la fréquence de 1500Hz, les moyens 96a,96b sensiblement sur la fréquence de 1300Hz et les moyens 98a,98b sensiblement sur la fréquence de 1700Hz. Le nombre de moyens d'absorption acoustique peut varier et être réduit à deux, voire être augmenté selon les besoins. 25 Par ailleurs, il est envisageable d'avoir un nombre impair de moyens d'absorption acoustique selon les applications visées. Ceci peut être utile si, par exemple, on souhaite augmenter l'effet absorbant d'un des types de moyens (un type est défini par un dimensionnement donné). 30 On notera que les moyens d'absorption acoustique, ou certains d'entre eux seulement, peuvent se présenter sous la forme de chambres sensiblement cylindriques comme représenté sur la figure 12 ou bien être agencés sur tout le pourtour de la cavité pour une position axiale donnée. Ils peuvent ainsi prendre la forme de chambres annulaires, par exemple de formes toriques.

Selon une variante, les fréquences différentes des moyens d'absorption acoustique peuvent être la fréquence fo et des multiples de celle-ci : 2fo, 3fo, 4fo,

En effet, à ces autres fréquences, ou à certaines de ces autres fréquences, correspondent d'autres modes acoustiques stationnaires indésirables. Lorsque ces fréquences sont comprises dans la gamme de fréquences émises par l'élément de restitution sonore elles sont susceptibles de perturber le fonctionnement acoustique de l'enceinte. Ainsi, l'enceinte peut comprendre, associés au conduit 92, des moyens d'absorption acoustique analogues à ceux illustrés sur la figure 12, voire différents, mais où chaque groupe de moyens est dimensionné pour absorber acoustiquement à l'une des fréquences précitées : 2fo, 3fo, 4fo, .... À titre d'exemple, le groupe 94a, 94b est accordé sur la fréquence fondamentale fo, tandis que les deux autres groupes 96a, 96b et 98a, 98b sont respectivement dimensionnés autour des fréquences multiples 2fo et 3fo. Dans cette variante, le ou les moyens d'absorption acoustique dimensionnés pour absorber acoustiquement à la fréquence f0 (il s'agit des moyens les plus volumineux) sont placés dans la partie centrale de l'évent 92, là où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de l'onde acoustique stationnaire (mode longitudinal). Toutefois, les moyens d'absorption acoustique dimensionnés pour absorber acoustiquement à la fréquence 2f0 sont placés respectivement aux positions axiales de la cavité correspondant à Loeff/4 et 3 Loeff/4, c'est-à-dire dans les zones de la cavité où sont susceptibles d'être localisés des ventres de pression des ondes acoustiques stationnaires qui se développent dans la cavité à la fréquence 2f0. De même, les moyens d'absorption acoustique dimensionnés pour absorber acoustiquement à la fréquence 3f0 sont placés respectivement aux positions axiales de la cavité correspondant à Loeff/6, 3 Loeff/6 et 5 Loeff/6, c'est-à- dire dans les zones de la cavité où sont susceptibles d'être localisés des ventres de pression des ondes acoustiques stationnaires qui se développent dans la cavité à la fréquence 3f0. De façon générale, les positions des différents moyens d'absorption acoustique dimensionnés pour absorber acoustiquement à la fréquence nf0 sont placés respectivement aux positions axiales de la cavité définies par la formule suivante (2i + 1) / 2n, où i varie entre 0 et n-1. On notera que les moyens d'absorption acoustique sont agencés spatialement autour de la cavité à la position ou aux positions précitées de façon adaptée, en fonction de l'espace disponible autour de cette cavité et de l'encombrement généré par chacun de ces moyens. Par exemple, les moyens d'absorption acoustique, ou certains d'entre eux seulement, peuvent se présenter sous la forme de chambres sensiblement cylindriques comme représenté sur la figure 12 ou bien être agencés sur tout le pourtour de la cavité pour une position axiale donnée. Ils peuvent ainsi prendre la forme de chambres annulaires, par exemple de formes toriques. Selon une autre variante illustrée sur la figure 13, l'enceinte 100 comprend la même paroi et l'élément 84 monté dans cette dernière ainsi qu'une cavité longitudinale 102 associée à la paroi.

Elle est pourvue d'un orifice 102a, au passage à travers la paroi, afin d'ouvrir la cavité sur la face avant de la paroi 82. Les moyens d'absorption acoustique équipant la cavité 102 sont ici tous identiques et dimensionnés autour d'une même fréquence, par exemple, la fréquence fo, voire une autre fréquence.

Un tel agencement permet d'augmenter l'amplitude de l'atténuation autour de la fréquence considérée et, donc, d'augmenter l'efficacité d'atténuation. Les moyens identiques 104a-f peuvent être répartis spatialement le long de la cavité 102, par exemple, de façon régulière. Cet agencement particulier permet d'optimiser l'amplitude de 25 l'atténuation autour de la fréquence considérée. Selon un autre exemple de répartition spatiale (non représenté sur la figure), les moyens sont répartis spatialement avec une densité ou concentration de répartition plus élevée dans la zone centrale du conduit où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de l'onde stationnaire considérée. 30 La répartition spatiale peut, par exemple, être réalisée sous forme exponentielle en partant de chacune des deux extrémités opposées de la cavité et en allant vers le centre, là où la densité spatiale est plus élevée. Comme représenté à la figure 14, une enceinte acoustique 120 comprend, assujettis à la paroi 82, l'élément de restitution sonore 84 (ex : haut- parleur) et un conduit ou évent 122 débouchant sur la face avant de la paroi grâce à un orifice 122a. Ce conduit qui est une cavité longitudinale remplie d'air est équipé de plusieurs moyens d'absorption acoustique présentant une absorption acoustique à la fréquence fo et autour de celle-ci, c'est-à-dire sur une plage de fréquences englobant fo. Plus particulièrement, le conduit de forme cylindrique est percé à sa périphérie d'ouvertures 122b-g de sections différentes et qui traversent la paroi cylindrique du conduit. Ces ouvertures sont réparties de façon périphérique, par exemple, dans une même section transversale du conduit. Une gaine 124, par exemple elle aussi cylindrique mais qui pourrait alternativement être de section carrée ou rectangulaire, entoure le conduit 122 et définit avec la paroi du conduit une chambre 126 dans laquelle débouchent les ouvertures traversantes 122b-g.

Un matériau acoustique 128 est placé dans la chambre 126 de manière à la remplir. Ainsi, l'enceinte 120 comprend une pluralité de résonateurs de Helmholtz qui partagent une même chambre alors que l'enceinte 90 comporte plusieurs chambres résonantes indépendantes. Le dimensionnement des deux systèmes est toutefois équivalent. Les moyens d'absorption acoustique illustrés sur la figure 14 permettent de corriger un accident étalé en fréquence du type de celui illustré sur la figure 4.. À titre d'exemple, le conduit 122 présente une longueur acoustique sensiblement égale à 113 mm, la cavité 126 qui est profonde de 11 mm est remplie de matériau acoustique de 10 mm d'épaisseur. Les ouvertures 122b-g sont de sections circulaires différentes : les ouvertures 122b, 122c ont un diamètre de 4mm, les ouvertures 122d, 122e ont un diamètre de 5 mm et les ouvertures 122f, 122g ont un diamètre de 6 mm. La distance longitudinale entre deux ouvertures consécutives est de 20 mm.

L'épaisseur du conduit et donc des ouvertures traversantes est de 1,8 mm, comme la longueur du col des chambres de la figure 12. Dans l'exemple de la figure 14 les ouvertures sont disposées en vis-à-vis deux à deux et ont une taille identique lorsqu'elles se font face.

Toutefois, selon une variante non représentée, les ouvertures disposées en face les unes des autres peuvent avoir une taille différente. Selon une variante non représentée, les ouvertures peuvent être décalées longitudinalement les unes par rapport aux autres, de manière à être disposées en quinconce, tout en conservant une même distance entre deux ouvertures consécutives placées du même côté. Les figures 15a et 15b représentent l'allure des réponses en fréquence mesurées en dB à un mètre de distance et dans un cône de rayonnement de 0 à 60° de l'élément de restitution sonore de l'enceinte en fonction de l'excitation en fréquence, respectivement pour l'enceinte de la figure 1 et pour celle de la figure 12 ou de la figure 14. La partie significative de ces courbes est celle qui est entourée et repérée par les références a et b. La figure 15a montre une zone a dans laquelle les différentes valeurs obtenues pour les différents cônes de rayonnement de 0 à 60° sont bien plus dispersées les unes par rapport aux autres que les valeurs qui sont dans la zone b de la figure 15b. Ce rapprochement des valeurs dans la zone b traduit une meilleure réponse acoustique de l'enceinte 90 (figure 12) ou 120 (figure 14) autour de la 20 fréquence considérée, à savoir ici, par exemple, 1500Hz.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Enceinte acoustique (80 ; 90 ; 100 ; 120) émettant des ondes 5 acoustiques, comportant : - une paroi (82) ayant une face avant, - au moins un élément (84) apte à générer des ondes acoustiques vers l'avant de ladite paroi, - au moins une cavité (86 ; 92 ; 102 ; 122) munie d'un orifice débouchant 10 (86a ; 92a ; 102a ; 122a), caractérisée en ce que ladite au moins une cavité est susceptible de donner naissance à au moins une onde acoustique stationnaire en réponse aux ondes acoustiques générées par ledit au moins un élément et pénétrant dans la cavité par l'orifice débouchant, ladite au moins une onde acoustique stationnaire 15 ayant une fréquence de résonance f0 qui est comprise dans la gamme de fréquences d'ondes acoustiques émises par ledit au moins un élément, l'enceinte comportant au moins un moyen d'absorption acoustique (88 ; 94a ; 94b ; 96a ; 96b ; 98a ; 98b ; 104a-f ; 122b-g ; 124) présentant une absorption acoustique à la fréquence de résonance f0 ou autour de cette fréquence. 20
2. 2. Enceinte acoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite au moins une cavité munie d'un orifice fait partie d'un système acoustique.
3. 3. Enceinte acoustique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le système acoustique est sélectionné parmi un évent d'un système bass-reflex, une concavité, une suspension inversée, un diffuseur ou pavillon, un collecteur de 25 flux de pression, une ligne de transmission.
4. 4. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'enceinte comporte une pluralité de moyens d'absorption acoustique (94a ; 94b ; 96a ; 96b ; 98a ; 98b ; 104a-f ; 122b-g ; 124).
5. 5. Enceinte acoustique selon la revendication 4, caractérisée en ce 30 qu'au moins certains des moyens d'absorption acoustique présentent chacun une absorption acoustique à des fréquences différentes.
6. 6. Enceinte acoustique selon la revendication 5, caractérisée en ce que les fréquences différentes sont la fréquence de résonance fo et des fréquences multiples de celle-ci.
7. 7. Enceinte acoustique selon la revendication 5, caractérisée en ce que les fréquences différentes sont réparties autour de la fréquence de résonance fo de manière à définir une zone fréquentielle d'absorption acoustique élargie autour de la fréquence de résonance fo.
8. 8. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les fréquences différentes sont réparties de façon régulière.
9. 9. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que les moyens d'absorption acoustique présentant une absorption acoustique à des fréquences différentes sont répartis spatialement par rapport à une zone de l'enceinte où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de ladite au moins une onde stationnaire.
10. 10. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisée en ce que les moyens d'absorption acoustique sont répartis spatialement de façon régulière.
11. 11. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisée en ce que les moyens d'absorption acoustique sont agencés avec une densité de répartition spatiale plus élevée dans une zone de l'enceinte où est susceptible d'être localisé un ventre de pression de ladite au moins une onde stationnaire.
12. 12. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 4, 10 et 11 caractérisée en ce que chacun des moyens d'absorption acoustique présente une absorption acoustique sensiblement à une même fréquence.
13. 13. Enceinte acoustique selon la revendication 12, caractérisée en ce que chacun des moyens d'absorption acoustique est identique.
14. 14. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que ledit au moins un moyen d'absorption acoustique comprend un résonateur de Helmholtz.
15. 15. Enceinte acoustique selon la revendication 14, caractérisée en ce que le résonateur d'Helmholtz comporte une chambre contenant un matériau acoustique caractérisé par une résistivité au passage de l'air et par une épaisseur qui sont choisies de manière à ce que le coefficient d'absorption dudit matériau soit maximum à la fréquence du résonateur de Helmholtz.
16. 16. Enceinte acoustique selon l'une des revendications 4, 14 et 15, caractérisée en ce que l'enceinte comporte une pluralité de moyens d'absorption acoustique comprenant chacun un résonateur de Helmholtz.
17. 17. Enceinte acoustique selon la revendication 16, caractérisée en ce 5 que la pluralité de résonateurs de Helmholtz partagent une même chambre. 10