Comment les résonateurs intégrés réduisent les vibrations et améliorent l'insonorisation

Résonateurs découpés dans le matériau : suppression vibrations

Des chercheurs ont déterminé comment les résonateurs intégrés gèrent les vibrations sous une variété de scénarios. Les résonateurs sont des dispositifs qui aident à gérer les vibrations — certains véhicules en ont pour limiter le son émis par le silencieux d'une voiture et certains ponts et bâtiments les utilisent pour limiter le bruit et le mouvement de ces structures. Les résonateurs utilisent une oscillation de type ressort pour contrôler et changer les vibrations — certains les absorbent et les neutralisent tandis que d'autres les amplifient et les dirigent vers des endroits spécifiques.

Des études antérieures ont examiné comment utiliser les résonateurs pour contrôler le son qui traverse les murs ou pour réduire les vibrations des véhicules en mouvement. Ces études se concentraient sur l'ajout d'un résonateur à une structure ou une pièce de véhicule existante. La nouvelle étude a découvert que découper des résonateurs directement dans le mur ou le matériau du véhicule supprimait les vibrations qui pourraient se propager.

Les chercheurs ont découpé des résonateurs dans des plaques acryliques rectangulaires pour déterminer ce qui pourrait se passer si les résonateurs étaient découpés directement dans un matériau, plutôt qu'ajoutés plus tard. L'étude n'a pas comparé directement les résonateurs découpés à ceux qui sont ajoutés. Les résonateurs découpés sont plus épurés que ceux qui sont ajoutés et seraient de meilleures options pour les applications où l'espace compte — dans la construction d'un avion ou d'un mur, par exemple.

Les chercheurs ont maintenu les plaques en place en utilisant différents mécanismes — certaines étaient serrées fermement, certaines étaient suspendues dans l'air, et certaines étaient soutenues par des supports. Puis ils ont utilisé un marteau mécanisé pour frapper les plaques et ont mesuré la force des vibrations créées par chaque plaque après l'impact du marteau. Ils ont gardé une plaque non modifiée comme contrôle.

Ils ont constaté que les vibrations voyageaient plus loin sur les plaques non modifiées que sur celles avec des résonateurs intégrés. Les résonateurs, ont montré leurs expériences, aidaient les plaques à fléchir et à absorber les vibrations du marteau.

Les expériences étaient conçues pour tester une conception qui pourrait avoir de multiples applications réelles et pourrait être utilisée pour insonoriser les murs. Elle pourrait également être utilisée pour construire des structures d'avion qui réduisent automatiquement le son entrant dans la cabine ; par exemple, une construction en sandwich consistant en un panneau léger avec un résonateur intégré entre deux panneaux de placoplâtre ou stratifié à l'intérieur des murs d'un avion. Cela pourrait être utilisé pour réduire la vibration de l'ensemble du système sans réduire l'aérodynamique ou l'efficacité puisque la masse est éliminée.

Les résonateurs étaient également capables d'absorber les vibrations indépendamment de la façon dont les plaques étaient maintenues en place.