tous les documents
  • tous les documents
  • Images
  • Films
  • Rushes
  • Publications
  • Audio
Recherche avancée
Ensemble de recherche :
tous les documents
  • tous les documents
  • Images
  • Films
  • Rushes
  • Publications
  • Audio
Recherche par couleur
Ensemble de recherche :
tous les documents
  • tous les documents
  • Images
  • Films
  • Rushes
  • Publications
  • Audio
Code HTML Copiez-collez le code ci-dessous pour l'intégrer dans une page Web.
Titre :
Écouter pour voir : l'holographie compressée.
Légende - Résumé :
Comment visualiser les déformations microscopiques d'un objet en vibration ? Les chercheurs du projet ECHANGE ont croisé leurs compétences en acoustique, mathématique et informatique pour trouver une nouvelle méthode peu coûteuse et plus rapide que la vibrométrie laser : l'holographie acoustique compressée. On écoute le son produit par l'objet pour mieux le voir vibrer. Cette technique s'appuie sur la théorie de parcimonie des modes et sur une théorie mathématique - l'échantillonnage compressé.
Ce dessin animé nous permet de comprendre les principes de cette méthode. (conception & création graphique
Aurélie Bordenave)
Nom de fichier :
Inria-848-VF
Titre :
Écouter pour voir : l'holographie compressée.
Année :
2014
Durée (min) :
00:07:25
Publications :
https://videotheque.inria.fr/videotheque/doc/848
Autres versions :
Master VF : 848
Master VEN :
Autre : Lien externe :
Lien Centre de Recherche :
Mots clés :
N° master :
848
Durée :
07 min 25 sec
IsyTag :
acoustique - antenne - compressée - d' - forme - harmonie - holographie - l' - marteau - mathématique - mesure - microphones - mode - onde - planes - plaque - propriété - table - vibration
Transcription automatiqu :
Des chercheurs de différentes disciplines scientifiques ont mis au point un nouveau procédé permettant de visualiser un son Ils appellent ça l'holographie compressée pour savoir ce qui se cache derrière ce terme compliqué revenons un peu sur nos fondamentaux La porte à laquelle on frappe entre en vibration Son mouvement imperceptible à l'oeil nu crée une alternance de pression et dépression locales de l'air qui se propage à 340 mètres par seconde jusqu'à nos oreilles On appelle cela une onde sonore ou plus communément un son La forme de la porte son matériau et d'autres paramètres ont une influence sur la façon dont elle vibre Quand on écoute un son on peut reconnaitre certaines caractéristiques de l'objet qui l'a produit Il nous est tous arrivé de nous demander mais d'où vient ce bruit bizarre L'holographie acoustique nous permet de voir les sons et cela pourrait nous aider dans de nombreux domaines Pour savoir d'où vient un bruit anormal dans une voiture et prévenir ainsi les pertes d'énergie inutiles Pour savoir comment vibrent les rails et diminuer ainsi les nuisances sonores ou encore en lutherie pour améliorer les sons d'un instrument Quand un luthier fabrique une guitare il choisit le matériau et façonne la table d'harmonie pour obtenir le son désiré En effet dans une guitare c'est la table d'harmonie qui permet à la vibration créée par la corde de devenir un son que l'on peut entendre un outil qui permettrait de visualiser la vibration de la table d'harmonie pourrait aider le luthier dans ses choix et dans ses réglages Comment visualiser ces vibrations microscopiques et très rapides Il existe plusieurs méthodes La technique de référence et la vibrométrie laser Elle a été développée à l'origine pour les besoins de l'industrie à l'aide d'un laser on mesure la vibration en un point en déplaçant ce point on construit peu à peu une image de la vibration de la plaque entière On utilise un marteau électromécanique pour faire vibrer la plaque de façon identique à chaque mesure Ce dispositif industriel est très coûteux et exigeant car pour faire l'acquisition totale il faut reproduire 2000 coups de marteau identiques soit une manipulation de presque six heures une autre technique est l'holographie acoustique Elle consiste en quelque sorte à écouter la plaque vibrer avec des microphones au lieu de la regarder avec un laser Ici on utilise un ensemble de microphones appelé antenne acoustique on place cette antenne à quelques centimètres au dessus de la plaque Tous les micros enregistrent simultanément le son produit par la vibration de la plaque excitée en un seul endroit par le marteau un modèle mathématique de la propagation du son nous permet ensuite de remonter à la vibration de la plaque à partir des sons enregistrés par les micros En théorie il faudrait réaliser une antenne avec 1920 micros pour capter les détails fins de la vibration en une seule fois Ce qui est difficilement réalisable en pratique Pour simuler une antenne de ce type on peut utiliser un plus petit nombre de micros et répéter la mesure en différentes positions de l'antenne Par exemple avec une antenne dotée de 120 micros il faudra 16 déplacements et 15 minutes pour effectuer la mesure Cette manipulation reste tout de même délicate et longue car il faut pouvoir donner 16 coups de marteau strictement identiques Peu pratique pour un luthier L'idéal serait donc de pouvoir faire l'acquisition en un seul coup de marteau C'est là que nos chercheurs interviennent Pour comprendre comment ils s'y sont pris il faut décortiquer la vibration de notre plaque Lorsqu'on la frappe sa vibration apparaît au premier abord comme complexe mais peut s'expliquer comme la superposition de ce que l'on appelle ses modes de résonance chacun de ces modes de correspond à une fréquence finalement reconstruire la vibration c'est essentiellement reconstruire les modes c'est en quelque sorte plus simple que de reconstruire la vibration totale car ceux ci répondent à des propriétés mathématiques particulières Un mode c'est la superposition de quelques formes très simples qu'on appelle des ondes planes Ces ondes planes sont déterminées par leur direction et leur longueur d'onde Tout peut se simplifier grâce à une propriété particulière qui s'appelle la parcimonie des modes Que nous dit cette propriété au nom un peu étrange C'est qu'il suffit d'utiliser un petit nombre d'ondes planes pour caractériser un mode Pour résumer vous savez maintenant que la vibration de la plaque qui génère un son est composée d'un ensemble de modes de résonance et que chacun des modes de peut être caractérisé par trois ou quatre ondes planes Les chercheurs du projet Echange ont mis au point une nouvelle technique d'imagerie acoustique appelée l'holographie compressée Cette technique s'appuie sur la fameuse propriété de parcimonie des modes que l'on vient d'expliquer et sur une théorie mathématique récente appelée l'échantillonnage compressé Les chercheurs ont établi qu'il est possible de déterminer les quelques longueurs d'onde et direction des ondes planes qui composent un mode en exploitant un nombre réduit de microphones Pour cela ils ont mis en oeuvre des algorithmes qui combinent deux types d'information d'une part les mesures faites avec microphone d'autre part la propriété de parcimonie des modes pour obtenir des résultats satisfaisants il est nécessaire d'avoir une irrégularité entre l'antenne et l'objet à mesurer Soit l'irrégularité est donnée par la forme de la plaque soit par la forme de l'antenne Dans cet exemple c'est la forme de la table d'harmonie qui est irrégulière On choisit donc la forme d'antenne la plus simple à mettre en place Le grand intérêt de ces résultats de recherche c'est qu'on peut maintenant visualiser la vibration de la table d'harmonie en seulement quelques secondes et avec un seul coup de marteau Ces nouvelles techniques d'imagerie acoustique plus économiques en temps et en matériel ont été rendues possibles grâce aux progrès mathématiques récents et à l'augmentation vertigineuse des capacités de calcul des ordinateurs C'est aussi et surtout grâce aux multiples facettes de l'équipe de recherche en acoustique en mathématiques et en traitement du signal
Inria_848_Ecouter_pour_v_HD.mp4

Format : .mp4
272,6 Mo
1024 x 576 pixels
Moyenne définition - équivalent DVD
Encodage PAL MP4 H264
5 Mbits/s
Sélection
Voir Selection
Déposer ici pour retirer de la sélection