Suppression du bruit technique

Le bruit n'est pas seulement irritant, il peut aussi être coûteux. Il peut entraîner des erreurs de production car il peut affecter le fonctionnement des machines dans un environnement de travail par exemple. C'est pourquoi les chercheurs veulent trouver les solutions permettant de réduire le bruit et ses effets à la source.

Par exemple, les moteurs peuvent être bruyants, suffisamment pour faire vibrer tout un bus au point de faire trembler les vitres. Ce n'est pas une question de taille puisque même les petites voitures sont bruyantes. Pour certains, la solution consiste à monter le volume de la radio pour couvrir le bruit du moteur en fond. Mais il existe de meilleures techniques que de simplement essayer d'être plus fort que le bruit. En produisant des ondes sonores similaires mais inversées, il est possible d'annuler le bruit gênant ou d'entrainer sa réduction.

Il existe une technologie qui permet aux pièces actives de réagir aux influences extérieures. Un bon exemple du fonctionnement d'un tel système se trouve à l'intérieur de la carrosserie d'une voiture. En effet, de nos jours, les voitures reposent sur un sous-châssis qui porte la suspension. Les roues individuelles sont entraînées par un arbre mobile auquel le moteur envoie de l'énergie. Différents bruits et nuisances sonores sont donc produits, notamment par le moteur et par les roues lorsqu'elles tournent.

Produire des vibrations avec une céramique spéciale pour contrer le bruit

Trois éléments sont nécessaires pour produire des ondes inversées appropriées, qui annulent le bruit. Un capteur est nécessaire pour détecter le bruit, une technique de mesure est indispensable pour évaluer les nuisances sonores et un oscillateur permet de produire la vibration des ondes sonores inversées. Un boîtier contenant ces éléments serait vissé directement sur la suspension, ou partout où cela est nécessaire, là où normalement se trouvent des solutions telles qu'un amortisseur de vibrations, un caoutchouc ou un ressort.

Par exemple, une céramique piézoélectrique, qui peut produire de l'électricité à partir d'un mouvement, pourrait être utilisée pour fabriquer l'oscillateur. La piézoélectricité est produite par certains matériaux (comme certains types de céramiques) qui ont naturellement accumulé une charge électrique et peuvent la libérer en réponse à une contrainte mécanique. Les céramiques piézoélectriques conviennent bien pour être des acteurs adaptatifs, qui s'adaptent et réagissent automatiquement, car elles produiraient des impulsions électriques en réponse directe au mouvement de la "céramique piézoélectrique ». 

Cela serait donc particulièrement adapté à l'égalisation du bruit des ondes à haute fréquence. Si les ingénieurs veulent équilibrer le bruit des ondes de basse fréquence, ils peuvent également utiliser des acteurs électrodynamiques. Ils possèdent une bobine semblable à un électro-aimant dans laquelle un champ magnétique est créé lorsque le courant la traverse.

Des capteurs ultra-minces permettant de détecter les ondes

Mais comment déterminer la fréquence des ondes inversées ? Saskia Biehl, qui dirige le groupe de technologie des micro et des capteurs à l'Institut Fraunhofer d'ingénierie des surfaces et des couches minces IST de Braunschweig, a développé des capteurs spéciaux ultra-minces qui peuvent, par exemple, être installés comme une rondelle ou même coulés dans un bloc métallique. Si vous exercez une pression sur ces disques, ils envoient immédiatement un signal à l'électronique de commande.

Ces capteurs très sensibles sont utilisés, par exemple, dans la construction de machines.

Aujourd'hui, les machines de découpe et de fraisage automatisées ou les robots ont un niveau de précision extrêmement élevé. Par les vibrations du moteur et les mouvements des bras et des pinces, la machine peut annihiler sa propre précision. Dans le pire des cas, elle peut produire des produits défectueux si les vibrations altèrent le résultat.

Ces amortisseurs de bruit peuvent également être utilisés dans les usines de production de lasers ou d'optiques très sensibles. Ils sont alors, par exemple, intégrés à la table de travail du laboratoire afin d'annuler le bruit qui peut provenir du passage d'un train ou d'un camion dans la rue.

Haut-parleurs sur un chantier de construction

La société WaveScape Technologies a développé un générateur de sons pour les engins de construction afin que les chantiers soient plus silencieux à l'avenir. Il est équipé d'un haut-parleur et peut produire des ondes inversées qui avalent le bruit des machines. Les compresseurs et les générateurs pourraient donc devenir considérablement plus silencieux. Le principe est le même que pour les casques de haute qualité capables d'atténuer le bruit des avions, sauf qu'ils seront utilisés directement à la source du bruit.

Et les ingénieurs peuvent réussir à combattre le bruit même sans dispositifs électroniques. L'Institut Fraunhofer LBF a présenté un pendule centrifuge à la foire de Hanovre 2013. La partie volumineuse du pendule est collée sur l'arbre du moteur - d'un grand navire, par exemple - et permet de réduire le bruit produit par le moteur.

L'avantage d'un tel pendule centrifuge est que sa fréquence s'ajuste automatiquement, sans assistance électronique, à la vitesse et donc aux vibrations du moteur, car il possède une fréquence propre qui repose sur la force centrifuge.

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