Brevet FR2041167A1 — publié le 19710129

L'objet de l'invention est "une grille acoustique perméable à ;• l'air dont l'isolation acoustique repose sur le principe de la suppression, par interférence avec un anti-champ acoustique et qui est utilisée lorsque l'insonorisation par des murs en dur est impossi-5 ble. Ces grilles acoustiques sont utilisées pour assurer une protection contre les émissions et contre les immissions. ' L'isolation acoustique réalisée au moyen d'un anti-champ acoustique repose sur le principe consistant à superposer au champ acoustique perturbant un champ acoustique anticyclique qui provoque jus-10 tement une suppression par interférence. Pour supprimer un champ acoustique perturbant X,- il faut créer 1'anti-champ acoustique X1: "x' (p, v, "r, t) = - T (p, v, r", t) _»■ (X = vecteur son, p = pression acoustique, v = vecteur de vitesse du son, r = vecteur de lieu, t = temps). l'objet de l'invention est un dispositif sous forme de réseau, de grille ou de clôture, désigné ici sous le nom de grille acoustique, qui assure une isolation acoustique, totale, partielle ou sélective. C'est' en outre l'objet de 1'invention.de procurer pour l'isolation acoustique de grandes surfaces des grilles acoustiques sans mécanisme basées sur l'action de la lumière. Le principe de base de la grille aooustique est que l'on commande un mouvement dé la grille acoustique ou des éléments qui y sont fixés pour faire varier le volume. Cette variation de volume crée des ondes acoustiques. Ce rayonnement acoustique est commandé, selon la théorie de 1'anti-champ acoustique, par un microphone directionnel orienté sur la source acoustique perturbante à isoler. Ainsi, le champ acoustique perturbant et 1'anti-champ acoustique s'annulent l'un l'autre du côté de, la grille acoustique opposé à la source acoustique perturbante. La grille acoustique se comporte dans ce cas comme si elle était un mur solide..réfléchissant. Dans la. forme qui vient d'être décrite, la grille acoustique n'efface que le son provenant du côté du micro,, tandis que le son peut passer en provenant de l'autre côté sans être empêché. Si l'on place de ce dernier côté un microphone directionnel dont les signaux 35 commandent les générateurs d'anti-sons dans la grille acoustique, cette dernière devient de ce fait imperméable aux sons provenant des deux côtés. On peut dans ce cas faire en sorte que la grille soit sélectivement imperméable, dans un sens ou dans l'autre, ou dans les deux. 40 Les conditions sont les plus simples lorsque les ondes sonores 25 50 70 13090 2 2041167 perturbantes à isoler tombent verticalement sur la grille acoustique. Dans ce cas, les éléments faisant varier le volume, ou générateurs d' anti-sons, travaillent en-..phase et peuvent pour l'essentiel être commandés à partir d'un microphone. Dans ,1e: cas de sour-5 ces sonores dont 1'orientation varie, les1grilles acoustiques de grande surface nécessitent plusieurs microphones commandant simplement une zone partielle de la grille-acoustique;. - .Une autre amélioration consiste à faire se recouvrir les zones de commande des différents microphones, de sorte qu'un générateur•d'anti-sons est com-10 mandé par plusieurs microphones selon la distance- dës micros. Si ~11 on- place à une certaine: distance l'une de l'autre deux grilles acoustiques perméables d'un côté de telle sorte que leurs côtés imperméables aux sons soient tournés l'un vers l'autre, un tel agencement agit comme un piège dans lequel le son peut pénétrer 15 dans le volume entre les grilles, mais dont il ne peut plus sortir. Si l'on prévoit un rayonnement acoustique dirigé vers le haut, par exemple, l'agencement agit comme une paroi absorbante. Selon le type d'utilisation, une grille acoustique.peut être modifiée pour remplir Line fonction" supplémentaire, telle que barriè-20 re mécanique, clôture auto-porteuse ou grille décorative. Une forme de réalisation destinée à assurer une protection contre les iramissions sur des ouvertures, par exemple sur une fenêtre, consiste à tendre des fils conducteurs d'électricité sur la surface de l'ouverture. L'écartement des fils doit être plus petit 25 que la longueur d'onde du son dont on veut se protéger. Si l'on chauffe' ce système de fils par un courant électrique, le volume s'accroît du fait du réchauffement de l'air. Si le fil est- chauffé par un courant alternatif,- la dilatation alternée de l'air produit un son. Etant donné que l'effet de chauffage croît avec le carré 30 de l'intensité du courant, la fréquence du son rayonné est le double de celle de l'intensité du courant. Pourtant, il existe une corrélation univoque entre le' courant et l'action acoustique. Sn réglant l'intensité du courant, on peut ainsi produire 1'anti-champ acoustique voulu. Afin de diminuer la puissance calorifique perdue 35 et afin d'obtenir une barrière de fréquence supérieure aussi élevée que possible, la capacité calorifique, donc le diamètre des fils, doit être- aussi faible que- "possible. - 'Dans la réalisation technique, les fils fins de chauffage sont tissés de façon appropriée en - un résèau' de protection pour être protégés en traction et en con-40 tact contre les détériorations mécaniques. En outre, le fil 70 13090 ? 2041167 chauffant peut être enroulé en hélice et l'enroulement peut être logé dans une cloche ouverte vers le "bas. Les différentes cloches se trouvent par exemple aux points de croisement d'une grille porteuse. 5 Au lieu d'un chauffage par fils, on peut utiliser un chauffage par surfaces. Bans ce cas, on applique une couche métallique aussi mince que possible sur des portions des surfaces électriquement et thermiquement isolantes. Cette couche métallique est, soit chauffée directement, soit chauffée par induction avec une "bobine d'in-10 tensité dans la portion de surface. Les différentes portions de surface.se trouvent aux points de croisement drune grille porteuse par laquelle s'effectue également l'arrivée du courant. Dans une autre forme de réalisation, on prévoit, aux points de croisement d'une grille porteuse, des boîtes fermées par des mem-"15 branes. Les membrane s peuvent être déplacées comme dans un haut-parleur électrique, de sortè que le volume de ces boîtés peut varier. Ce système de boîtes peut très facilement être commandé électrodynamiquement afin de créer un anti-champ acoustique déterminé. De.façon appropriée, les fréquences propres des membranes 20 peuvent être calculées sur la fréquence maximale de la source acoustique perturbante. Outre l'électricité, on peut également utiliser l'hydraulique comme porteur d'énergie pour un anti-champ acoustique. Il est possible d'exposer à une pression hydraulique alternée un tissage fait 25 de tuyaux élastiques remplis d'un liquide hydraulique. De ce fait, le volume des tuyaux varie et provoque de façon connue un rayonnement acoustique. Au lieu de tuyaux élastiques, on peut également prévoir aux points de croisement d'une grille porteuse des billes ou des coussins élastiques remplis de liquide hydraulique. L'anti-30 champ acoustique recherché peut être commandé par la pression hydraulique. On peut obtenir une grille acoustique sans mécanisme en utilisant la lumière. Sous le terme "lumière", on doit comprendre tout rayonnement d'énergie, rayonnement d'ondes ou rayonnément de parti-35 cules, dont la vitesse de propagation est beaucoup plus élevée que la vitesse du son. En outre, ce rayonnement doit pouvoir être absorbé par l'air de façon que celui-ci soit réchauffé ou qu'il se produise une réaction chimique faisant varier son volume. Un rayon lumineux ou un éventail lumineux peut être utilisé comme générateur 40 d'anti-sons grâce à une commande appropriée et il agit comme V 70 13090 4 2041167 grille acoustique. Dans une forme de réalisation, on utilise une source lumineuse centrale qui rayonne principalement la lumière sous forme de disque plan, ou sous forme d'une aire latérale de tronc de cône lors-5 qu'il s'agit de compenser un front d'ondes acoustiques courbe. l'intensité de la lumière est réglée à l'aide de moyens connus par le signal d'un microphone directionnel, selon la théorie des générateurs d'anti-sons. Tout le système est réalisé de façon à pouvoir pivoter, et il est orienté et entraîné vers la source acous-10 tique perturbante par un asservissement. Si, à partir d'un avion supersonique, l'onde de dépression d'une détonation sonique est chauffée par une source lumineuse de ce type, on peut annuler l'onde de dépression. Pour des raisons énergétiques, on annule seulement dans ce cas la partie rayonnée 15 vers le bas, étant donné que la partie supérieure n'entraîne pas de perturbations. Dans une autre forme de réalisation, on utilise une source lumineuse linéaire au lieu d'une source lumineuse centrale, laquelle source linéaire rayonne de la lumière dans un plan d'isolation. 20 En réglant l'intensité à la manière d'un générateur d'anti-sons, on obtient une grille acoustique. Dans le cas de l'isolation acoustique d'une surface limitée, par exemple une ouverture de fenêtre, on monte de façon appropriée des réflecteurs sur les bords grâce auxquels la lumière est plusieurs fois réfléchie, ce qui permet une 25 meilleure utilisation de l'énergie. En montant une grille acoustique fermée, on réalise une cage à sons imperméable aux sons. 70 13090 5 2041167 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces perméables, caractérisé en ce que l'on utilise une grille acoustique sous forme de réseau, de grille ou de clôture, qui est constituée par des éléments faisant varier le volume, cette variation de volu- 5 me étant commandée par le signal d'un microphone directionnel orienté sur la source acoustique perturbante, et en ce que le champ acoustique ainsi produit provoque un effacement du champ acoustique perturbant par interférence du côté opposé. 2. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces per-10 méables selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre eux des éléments qui font varier le volume est plus petite que la longueur d'ondes de la fréquence la plus élevée qui doit encore être isolée. 3. Dispositif- d'isolation acoustique, à l'aide de surfaces per-15 méables selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, pour obtenir une isolation acoustique des deux côtés, on prévoit des deux côtés de la grille acoustique des microphones directionnels dont.le signal est superposé et dont le signal résultant commande les éléments faisant varier le volume. 20 4. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces per méables selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'on peut par commutation obtenir simultanément au choix une isolation acoustique séparément de chaque côté ou des deux côtés. 5. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces per-25 méables selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour former une cloison absorbante, on dispose deux grilles acoustiques à une certaine distance l'une de l'autre et actives d'un seul côté, de telle sorte que leurs côtés imperméables aux sons soient tournés l'un vers l'autre. 30 6. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces per méables selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, dans le cas de grilles acoustiques de grandes surfaces, on prévoit plusieurs microphones qui ne commandent respectivement qu'une zone partielle. 7. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces per-35 méables selon la revendication 6, caractérisé en ce que les zones de commande des différents microphones"se recouvrent et en ce qu'un élément faisant varier le volume est commandé par plusieurs microphones selon l'importance de la distance entre les microphones. 8. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces per 70 13090 6 2041167 méables selon la revendication 1 , caractérisé en Ce que plusieurs grilles acoustiques sont rassemblées et forment ainsi une cage à sons fermée ou partiellement ouverte. 9. Dispositif d'isolation acoustique à l'aide de surfaces per-5 méables selon la revendication 8, caractérisé en ce que là grille acoustique est réalisée simultanément sous forme de barrière mécanique, clôture auto-porteuse ou cloison en grille décorative. 10. Dispositif d'isolation acoustique.selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme élément faisant varier 10 le volume un fil électro-conducteur tendu sur un cadre, dont le rendement thermique est fonction du réglage du courant. 11. Dispositif d'isolation acoustique selon les revendications 1 et 10, caractérisé en ce qu'un fil chauffant est enroulé en hélice pour former un élément faisant varier le volume et en ce qu' il 15 est logé dans une cloche ouverte, les cloches se trouvant dans ce cas sur une grille- porteuse. 12. Dispositif d'isolation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme élément faisant varier le volume une mince couche métallique appliquée sur une portion de 20 surface thermiquement et électriquement isolante, dont le rendement calorique est fonction du réglage du courant, les portions de surface se trouvant sur une grille porteuse. 13. Dispositif d'isolation acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme élément faisant varier le 25 volume des boîtes fermées avec des surfaces recouvertes de membranes, dans lesquelles les surfaces recouvertes de membranes sont commandées par un système bobine/aimant situé à l'intérieur des boîtes. 14. Dispositif d'isolation acoustique selon la revendication 30 1 , caractérisé en ce que l'on utilise comme élément faisant varier "le volume un tissage de tuyaux élastiques, des billes ou des coussins remplis de liquide hydraulique dont le volume est commandé par la pression hydraulique. 15. Dispositif d'isolation acoustique selon la revendication 35 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme élément faisant varier le volume un rayonnement énergétique absorbable par l'air dont la vitesse de propagation est beaucoup plus grande que la vitesse du son et dont l'intensité est commandée d'après la théorie des générateurs d'anti-sons. 40 16. Dispositif d'isolation acoustique selon les revendications 70 13090 7 2041167 1 et 15, caractérisé en ce que le rayonnement énergétique est émis sous la forme d'un disque ou d'une aire latérale de tronc de cône. 17. Dispositif d'isolation acoustique selon les revendications 1 et 16, caractérisé en ce que l'orientation du plan du disque ou 5 de l'aire latérale du tronc de cône du rayonnement énergétique est commandée de telle sorte que l'onde sonore à effacer tombe verticalement sur le plan du disque. ' 18. Dispositif désolation acoustique selon les revendications 1 et 17, notamment pour avion supersonique, caractérisé en ce que 10 l'onde de dépression en forme de tronc de cône de la détonation supersonique en provenance de l'avion supersonique est chauffée par un rayonnement énergétique absorbable par l.'air. 19. Dispositif d'isolation acoustique selon les revendications 1 et 18, caractérisé en ce que l'on utilise comme élément faisant 15 varier le volume une source de rayonnement énergétique linéaire qui émet le rayonnement énergétique dans un plan. 20. Dispositif d'isolation acoustique selon les revendications 1 et 19, caractérisé en ce que, dans le cas de l'isolation acoustique d'une surface limitée, on prévoit sur les zones délimitant la 20 surface des réflecteurs qui réfléchissent plusieurs fois le rayonnement énergétique.