La mesure de l'absorption acoustique (Alpha) en tube d'impédance

Un tube d’impédance, aussi nommé tube de Kundt, est un tube muni à une extrémité d’un haut-parleur et à l’autre extrémité d’un porte échantillon dans lequel on installe l’échantillon du matériau acoustique à tester. La prise de mesure se fait à l’aide de deux microphones situés entre le haut-parleur et le porte échantillon.


Tubes d'impédance
Tubes d'impédance Mecanum
principe tube d'impédance
Schéma de principe d'un tube d'impédance

À parti partir d’une mesure de la fonction de transfert H12 entre les deux microphones [ASTM E1050, ISO 10534-2], le coefficient de réflexion complexe R, l'absorption acoustique Alpha et l'impédance de surface Zs sont calculés.


équation coefficient de réflexion

Il existe toute une gamme de tubes d’impédance de différentes tailles et différentes formes. Il est donc important de bien choisir son tube d’impédance en fonction des besoins spécifiques.


Les tubes circulaires sont les plus répandus. Mecanum propose trois tailles différentes de tube d’impédance ou transmission couvrant chacun une gamme fréquentielle donnée. Le diamètre du tube impose la limite haute de la gamme de fréquence utile tandis que la distance inter-microphonique gouverne à la fois les fréquences basses et hautes. Les tubes d’impédance Mecanum ont trois positions de microphone afin de pouvoir modifier cette distance microphonique.

Gamme fréquentielle (Hz)

50 à 6600

45 à 4300

35 à1800

Avec grand espace microphonique

50 à 1600

45 à 200

35 à 1600

Avec petit espace microphonique

175 à 660

135 à 4300

70 à 1800

Les principales difficultés lors d’une mesure en tube sont reliées à la préparation et l’installation des échantillons dans le tube.

  • Si l’échantillon est d’un diamètre légèrement inférieur à celui du tube, on créera des fuites acoustiques entre l’échantillon et les parois du tube. Selon le type de matériau, ces fuites peuvent entraîner une surestimation de l’absorption acoustique.

  • Si l’échantillon est légèrement plus large que le diamètre du tube, il sera comprimé lors de l’installation, ce qui peut entraîner l’apparition de résonnances mécaniques dans le matériau modifiant artificiellement la mesure d’absorption. [1][2]

Voici les principales différences entre les différents tubes :

  • Le tube 29 mm couvre la plus large plage fréquentielle. Toutefois, son faible diamètre le réserve à la mesure de matériaux très homogènes. De même, le ratio surface-circonférence est faible et les matériaux testés doivent être extrêmement bien découpés afin d’éviter les problèmes dus aux conditions aux limites.

  • Le tube 44.45 mm présente le meilleur compromis entre la taille des échantillons et la gamme fréquentielle couverte. Il permet des mesures plus faciles que celles avec le tube de 29 mm tout en gardant une gamme fréquentielle étendue.

  • Le tube 100 mm couvre une gamme de fréquence allant de 35 Hz à 1800 Hz selon l’espacement microphonique choisi. Ce type de tube est particulièrement bien adapté à la mesure de matériaux relativement inhomogènes ou de méta matériaux.

 

[1] Pilon et al.: Criterion for edge-constrained foams, J. Acoust. Soc. Am., Vol. 114, No. 4, Pt. 1, October 2003

[2] Pilon et al.: Circumferential air gaps on porous materials J. Acoust. Soc. Am., Vol. 116, No. 1, July 2004

 

Partie 3/4 - Aller à la partie suivante - Retour à la partie 1