SONORITE MUSICALE DU BRUIT D’UN VENTILATEUR

SONORITE MUSICALE DU BRUIT D’UN VENTILATEUR

METHODE EXPERIMENTALE POUR L’OBTENTION DU SIGNAL DE PRESSION ACOUSTIQUE LIE AU PASSAGE DES PALES

Le calcul du spectre d’une roue à pales décalées nécessite de connaître au préalable la décomposition en série de Fourier du signal de pression acoustique au passage d’une pale pour différents espacements entre pales.

Différents procédés peuvent être employés pour enregistrer la variation de pression acoustique lors du passage des pales. L’une des manières d’obtenir les coefficients de Fourier du signal de pression acoustique repose sur l’analyse spectrale du signal sonore temporel moyenné synchronisé.

L’intérêt du signal synchronisé moyenné par rapport à un singal instantané est la réduction de la composante large bande. Cependant, il présente l’inconvénient de diminuer les variations de la pression avec le temps parce que la vitesse de rotation n’est pas strictement constante. Par exemple, pour une vitesse de 1500 tr/min, la roue fait 25 tours en 1 seconde.

Un glissement de vitesse sur un tour se répercute sur l’ensemble des tours suivants. Pour avoir un signal temporel fidèle sans déformation liée au calcul de la moyenne, il faudrait prendre une durée de signal courte, or cela diminue la résolution fréquentielle.

Après de nombreux essais, le choix s’est porté sur un compromis entre une acquisition instantanée et une acquisition synchronisée moyennée. Une mesure consiste en une succession de 50 acquisitions d’une durée d’une seconde de façon synchronisée par le top tour.

Le spectre retenu est obtenu par la 196 moyenne des spectres calculés sur une acquisition. Ainsi, malgré une durée d’acquisition courte, la somme des acquisitions donne un résultat équivalent à une unique acquisition d’une durée identique.

L’avantage est une meilleure détermination de la phase grâce à la synchronisation des mesures. De plus, il est possible de récupérer le signal temporel sur 1 seconde en prenant la moyenne des 50 signaux, ce qui permet de le comparer au signal reconstitué grâce à la décomposition de Fourier.

BANC D’EXPERIMENTATION

Le banc d’expérimentation est constitué d’une roue montée sur un palier entraîné par un moteur Schenck Type PRE N. Tous les éléments sont fixés sur une semelle en fonte afin de réduire les vibrations. La vitesse de rotation est contrôlée par l’alimentation du moteur et par un tachymètre optique.

Un carter de protection est placé autour des parties tournantes pendant le fonctionnement. Figure 5-4 : Roue à pales plates La roue employée pour les mesures (Figure 5-4) est spécialement conçue pour fixer les pales de façon angulaire selon toutes les configurations choisies. Elle permet également de changer la géométrie des pales (Figure 5-5),

ce qui laisse la possibilité d’étudier l’influence de ce paramètre sur le spectre du ventilateur. Pour des raisons de simplicité dans cette première étude, la pale étudiée est une tôle d’aluminium plate d’épaisseur 1,5 mm orientée axialement. La roue peut accueillir jusqu’à 22 pales et l’angle minimal séparant deux pales consécutives est de 16°.