Brevet FR2831956A1 — publié le 20030509

La présente invention concerne un dispositif portatif de mesure des courbes d'isophonie, limites d'audibilité, d'une ou de plusieurs sources de bruit par l'effet de masque acoustique. La présente invention concerne également Le procédé d'utilisation de ce dispositif pour repérer dans l'espace les points limites d'audibilité p (pO, pl, p2..) autour d'une source de bruit afin de tracer ensuite les limites décrivant leurs morphologies sonores par des courbes topographiques sonores distinctes pour chaque source de bruit mesuré. Actuellement les cartes de bruit représentent des courbes d'isophonies du bruit global, mesuré ou calculé et exprimé en décibels, sans distinction des bruits entre eux. Le matériel de mesure acoustique ne permet pas de distinguer les formes sonores du fond qui les contient. On pourra se référer, à titre d'exemple, aux publications parues dans la revue"Acoustique et Techniques". L'inconvénient est qu'on ne peut pas savoir à la lecture d'une telle carte, de quel bruit il s'agit à un point donné car la valeur représente la somme de tous les bruits mesurables. Aussi, lorsque le bruit représenté a été calculé pour un seul type de bruit, on ne peut pas savoir de quelle manière et jusqu'à quelles limites il est masqué par le fond sonore ou par d'autres obstacles acoustiques. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient en se basant, d'une part, sur la capacité de l'oreille humaine à isoler sémantiquement un son ou un bruit du reste des bruits composant le fond sonore, et d'autre part sur la possibilité de mouvement du corps autour des limites de (s) l'objet (s) sonores à isoler. D'autre part, ce dispositif est peu coûteux et facile à mettre en oeuvre. Le procédé consiste à augmenter le niveau du fond sonore, en ajoutant un bruit rose réglable, jusqu'aux limites d'audibilité du bruit à mesurer. Le dispositif objet de l'invention consiste en un microphone (2), un générateur de bruit rose (4) modulable relié à un dispositif d'écoute élaboré. Le dispositif selon la présente invention permet de repérer des points limites d'audibilité p (pO, pl, p2...) d'une source de bruit objet de la mesure selon la sensation de l'utilisateur. La limite d'audibilité p correspond à la position dans l'espace à partir de laquelle la source de bruit n'est plus audible selon la sensation de l'utilisateur. Le dispositif permet l'émission d'un bruit masquant, bruit rose ou autre bruit masquant, afin de ramener le bruit dont on veut délimiter le pourtour à la limite d'audibilité que l'oreille de l'utilisateur peut distinguer. L'ensemble des points de limite d'audibilité p ou d'égale sensation repérés dans l'espace pour une même valeur du bruit masquant décrivent une courbe d'isophonie. Cette courbe est la topologie sonore du bruit décrit, correspondant à une valeur constante du bruit masquant émis. Le procédé selon l'invention concerne donc le repérage et la mesure des points de limite d'audibilité p d'une source immergée dans un fond sonore augmenté d'un bruit rose masquant. Les points relevés déterminent la courbe d'isophonie propre à (aux) l'objet (s) bruyant (s) distinctement du fond sonore. Le niveau sonore du bruit rose masquant relevé sur le dispositif donne la valeur de la courbe. L'invention trouve une application principale, bien que non exclusive, dans le cadre de la gestion du bruit au niveau des villes par une représentation qualitative des bruits spécifiques à chaque source identifiée sur le terrain de mesure, sur des cartes sonores servant à cet effet. Elle trouve une application dans l'évaluation et la représentation qualitative de l'espace sonore à l'échelle urbaine ou architecturale mais aussi dans le contrôle et la gestion des conflits de voisinage. Cette invention trouve enfin une application dans l'industrie en permettant d'évaluer les comportements acoustiques d'un produit bruyant dans le milieu sonore tels que les téléphones portables, l'électroménager etc. en délimitant spatialement la portée de leur énergie acoustique. Le dispositif permet de mélanger le bruit rose produit par le générateur (4) avec le bruit ambiant qui contient le bruit particulier, objet de la mesure. Les figures 1,2, 3 et 4 illustrent l'invention La figure. 1 représente le schéma de principe général du dispositif. Il regroupe les différents usages possibles selon que le bruit rose est connecté au casque distant (14) (cf. figure. 3), ou au haut-parleur (1) et dans ce cas l'écoute se fait par le biais du casque isolant (15) (cf. figure. 2) qui est connecté au microphone (2) ou, enfin, le bruit rose est connecté au casque isolant (15) en même temps que le microphone (2). Enfin, le casque isolant peut être remplacé par un enregistreur analogique ou numérique pour un traitement ultérieur. La figure. 2 représente un casque d'écoute fermé sur les oreilles et muni d'une mousse d'isolation acoustique de manière à ce que seuls les bruits diffusés par les haut-parleurs soient audibles. La figure. 3 représente un casque distant qui consiste en un casque aéré autour des oreilles de manière que les bruits émis par les hauts parleurs se mélangent avec le bruit ambiant. La figure. 4 représente le dispositif portatif avec son pied ou sa poignée. Il regroupe sur le même axe vertical le point de mire (7), le haut-parleur (1), le microphone (2) et le pied de la mire (10) ou sa poignée (11). L'espace entre le haut-parleur (1) et le microphone (2) est aéré de manière à permettre le mélange du bruit rose émis avec le bruit ambiant quand le haut-parleur (1) est branché. Une mousse isolante (6) empêche que les transmissions solidiennes du bruit par le corps du dispositif ne viennent pas parasiter les bruits aériens captés par le microphone. Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif est composé d'un générateur de bruit rose (4), d'un microphone (2), d'un haut-parleur (1), de deux isolants acoustiques (6) respectivement autour du microphone (2) et du haut parleur (1), d'un bloc d'alimentation (5), d'un amplificateur (3), d'un modulateur de niveau acoustique du bruit rose (12), d'un commutateur de circuit (13), d'un casque distant (14), d'un autre casque isolant (15) et d'une mire dans l'axe de laquelle est fixé le microphone (2) et le haut parleur (1). L'ensemble est supporté par un pied (10) permettant le positionnement et le marquage au sol aux points pO, pl, p2,... pn, ou par une poignée (11) permettant de rendre ce dispositif mobile. Lorsque l'ensemble est supporté par la poignée (11), le marquage au sol pourra se faire par l'intermédiaire du point de mire (7) par les méthodes classiques de topographie. Les figures 5 et 6 illustrent les types de courbes d'isophonie obtenues. La figure. 5 représente les courbes d'isophonie obtenues par la mesure de la distance (d) physique entre la source (S) et le point (p) limite d'audibilité. Dans ce cas de figure le bruit rose émis et réglé une première fois est maintenu pendant la mesure des autres distances aux points pO, pl, p2,... pn. La figure. 6 représente les courbes d'isophonie obtenues par la mesure du niveau du bruit rose masquant la source SI en chacun des points prédéfinis. Le traçage des courbes est obtenu par calcul d'extrapolation ou d'intrapolation des valeurs obtenues. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé selon l'une quelconque des quatre procédés d'utilisation décrites ci-dessous : Procédé a) : l'utilisateur porte le casque distant (14) qui est constitué de deux hauts parleurs maintenus à une distance égale des oreilles, de manière à permettre l'audibilité des bruits ambiants. Les deux hauts parleurs émettent le même bruit engendré par le dispositif. Le casque (14) est branché au dispositif à la prise jack (8) de la figure. 1 qui coupe systématiquement le haut-parleur (1). Le commutateur (13) est réglé sur (out) de manière à dériver le bruit généré par le dispositif vers le casque (14). Le mélange du bruit rose et du bruit ambiant se fait à l'endroit entre l'oreille et le haut-parleur du casque distant (14). Le modulateur de l'intensité du bruit rose (12) est actionné graduellement de zéro (position éteint) au niveau acoustique de masquage du bruit à mesurer. La mesure indiquée par le modulateur (12) est la valeur en décibels ou en décibels pondéré (A) correspondant à l'endroit de la tête de l'utilisateur. Les coordonnées du point de mesure sont alors relevées selon les procédés classiques de topographie. Le bruit ambiant au niveau de l'oreille gauche est différent au voisinage de l'oreille droite à cause de la tête de l'utilisateur et de l'écoute binaurale et risque de modifier les résultats si la tête effectue un mouvement de rotation. Afin d'éliminer ces facteurs, l'utilisateur optera pour les trois autres possibilités décrites ci-dessous. Procédé b) : l'utilisateur porte un casque qui isole les oreilles de l'environnement sonore et qui est branché à la prise mini-Jack (9) du dispositif. Cette prise est obligatoirement différente de la prise Jack (8) afin d'éviter toute erreur de manipulation. Le casque (14) est débranché et de ce fait le bruit rose est dérivé vers le haut-parleur (1). Le casque isolant reçoit le signal amplifié du microphone. Le mélange des bruits rose et ambiant se fait au voisinage du microphone (2). Un isolant acoustique sépare le haut-parleur (1) et le microphone (2) du corps du dispositif afin d'éviter tout bruit de parasite. Le modulateur de l'intensité du bruit rose (12) est actionné graduellement de zéro jusqu'au niveau acoustique de masquage du bruit à mesurer. La grandeur acoustique relevée est associée au point p dont les coordonnées sont relevées selon les procédés classiques de topographie en visant le point de mire (7). Procédé c) l'utilisateur porte le même casque que dans b) qui isole les oreilles de l'environnement sonore et qui est branché à la prise (9) du dispositif. Le commutateur (13) est réglé sur (in) de manière à dériver le bruit engendré par le dispositif vers le casque isolant. Le haut-parleur (1) se trouve systématiquement coupé du circuit. Le mélange des bruits rose et ambiant se fait dans le circuit du dispositif. Les relevés acoustiques et topographiques se font comme dans le cas b). Procédé d) le bruit rose est coupé (réglé à zéro), un dispositif d'enregistrement sonore est branché à la prise (9) à la place du casque. Le fragment sonore enregistré est associé aux coordonnées topographiques du point d'enregistrement comme décrit précédemment. Le masquage du bruit ambiant enregistré se fait ultérieurement à l'aide d'une table de mixage physique ou virtuel (ordinateur), à l'aide d'un casque isolant permettant à l'utilisateur d'apprécier la limite d'audibilité correspondant au bruit rose ajouté. Dans tous les 4 cas précédent, le bruit rose émis est préalablement calibré par rapport à une tête artificielle en chambre anéchoïque (chambre sourde) de manière à obtenir le même niveau de pression acoustique mesuré et indiqué. Quelle que soit le procédé choisi par l'utilisateur, il permet de relever la topographie acoustique d'une source de bruit, et ceci de deux manières : La première, décrite en figure. 3 consiste à fixer le niveau du bruit rose émis et de mouvoir le dispositif autour de la source (S) de bruit afin de repérer les points pO, pl, p2,... pn qui composent la courbe d'isophonie (C). La seconde, décrite en figue. 4 consiste à balayer l'espace acoustique à intervalles égaux ou aux points prédéterminés pO, pl, p2,... pn et de mesurer pour chacun le niveau acoustique du bruit rose correspondant à la limite d'audibilité (L) par rapport à la source (SI). Les courbes de niveaux acoustiques sont tracées ultérieurement par les méthodes d'extrapolation et d'intrapolation déjà connus en topographie. Revendications 1. Dispositif de mesure des courbes d'isophonie caractérisé en ce qu'il est constitué d'un générateur de bruit rose (4), d'un microphone (2), et d'un dispositif d'écoute élaboré. 2. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce qu'il est constitué d'un haut-parleur (1), de deux isolants acoustiques (6) respectivement autour du microphone (2) et du haut-parleur (1), d'un bloc d'alimentation (5), d'un amplificateur (3), d'un modulateur de niveau acoustique du bruit rose (12), d'un commutateur de circuit (13), d'un casque distant (14), d'un autre casque isolant (15), d'une mire dans l'axe de laquelle est fixé le microphone (2), le haut parleur (1), un pied (10) ou une poignée (11) et un point de mire (7). 3. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce que le bruit rose est généré par le générateur de bruit rose (4), amplifié par l'amplificateur (3), modulé par un modulateur d'intensité (12) puis dérivé par un commutateur (13). 4. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé en ce qu'une prise jack (8) dérive le signal du bruit rose, soit vers le casque distant (14) quand ce dernier y est branché soit vers le haut-parleur (1) quand le casque distant (14) est débranché. 5. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé en ce que le microphone (2) est isolé des autres éléments du dispositif par un isolant acoustique (6) et relié au casque isolant (15) par l'intermédiaire de l'amplificateur (3) et de la prise mini-jack (9). 6. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé en ce que le générateur de bruit rose émet dans une gamme de fréquence couvrant le champ audible, au minimum comprise entre 16Hz et 20000Hz. 7. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé en ce que le générateur de bruit émet un bruit rose ou un tout autre type de bruit masquant et dont l'intensité du bruit produit (12) varie de 0 dB (A) à 120 dB (A). 8. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé en ce que le casque distant (14) est aéré et disposé à une distance fixe des oreilles de l'utilisateur, égale pour les deux oreilles et prédéterminée entre zéro centimètre et 20 centimètres 9. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce que le casque isolant (15), disposée autour des deux oreilles de l'utilisateur, est enveloppé d'une mousse (16) permettant une isolation acoustique. 10. Dispositif selon la revendication 9. caractérisé en ce qu'un modulateur d'intensité acoustique est placé en amont au casque (15) modulant l'écoute graduellement entre 0 et 120 dB (A)