Développement d'un transducteur piézoélectrique à directivité contrôlée pour la reproduction sonore

Abstract

Ce projet de recherche a pour but le développement d'une source piézoélectrique à directivité contrôlée pour la reproduction sonore. Une source de ce type permettrait une reproduction sonore plus fidèle puisqu'elle permettrait de reproduire l'aspect directif d'une source, ce qui ne peut être réalisé avec les systèmes de reproduction actuels. Par ailleurs, les matériaux piézoélectriques offrent une souplesse et une simplicité qui convient bien à ce type d'utilisation. La présente étude est divisée selon 6 chapitres. Au chapitre 1, le contexte et les objectifs du projet de maîtrise sont expliqués. Au chapitre 2, un résumé de l'état actuel des connaissances est réalisé. Il y sera démontré que, malgré les avantages reliés à l'utilisation de sources piézoélectriques pour la constitution d'une source à directivité contrôlée, très peu de recherche n'a été fait en ce sens. Au chapitre 3, l'effet piézoélectrique et le prototype sont présentés. Le concept retenu est celui d'un système composé de quatre sources élémentaires placées autour d'une structure cylindrique. Les sources élémentaires sont constituées d'une membrane en PVDF courbée en forme de quart de cylindre. Chaque source est contrôlée indépendamment, rendant ainsi possible le contrôle de la directivité. Au chapitre 4, le comportement vibratoire d'une source élémentaire est étudiée. Il est démontré que la sollicitation piézoélectrique excite principalement le mode m = 1, n = 1. Au chapitre 5, le rayonnement acoustique de ce type de source est calculé à l'aide du théorème de Kirchhoff-Helmoltz. Une étude paramétrique permet le dimensionnement des sources élémentaires. Au chapitre 6, une méthode permettant de calculer les consignes à appliquer à chacune des sources élémentaires afin de reproduire une directivité cible est introduite. Des résultats expérimentaux démontrent l'efficacité du système développé.