Si vous avez déjà vécu dans un immeuble ou séjourné dans une chambre d'hôtel, vous connaissez probablement les inconvénients d'une absorption acoustique inadéquate. L'absorption acoustique fait référence à l'absorption d'énergie sonore par un matériau. Que ce soit pour améliorer l'acoustique ou pour éviter les voisins bruyants, l'absorption acoustique a de multiples applications dans l'ingénierie et l'architecture, qui peut être amélioré par une acoustique asymétrique.

De nombreux absorbeurs asymétriques, ceux qui n'absorbent que le son provenant d'une seule direction, sont actuellement basés sur un système à port unique, où le son entre d'un côté et est absorbé avant un mur rigide. Dans cette conception, cependant, la lumière et l'air ne peuvent pas traverser le système. Mais un effort de recherche combiné de l'Université de Nanjing et de l'Académie chinoise des sciences montre que l'absorption asymétrique peut être réalisée dans un guide d'ondes transparent droit. Le guide d'ondes permet la transmission de la lumière et le flux d'air à travers l'absorbeur et est décrit cette semaine dans Lettres de physique appliquée .

Ying Cheng, professeur agrégé de physique à l'Université de Nanjing, et ses collègues ont développé une méthodologie pour induire une absorption et une réflectance non réciproques pour le son multibande et large bande. Ils ont découvert que le son était presque complètement absorbé, plus de 96 pour cent, lors de l'utilisation de l'absorbeur multibande en mode de résonance de Helmholtz (HR) asymétrique.

"Par conséquent, nous étions curieux de savoir s'il existe des structures artificielles ayant pour effet de « bloquer » les ondes sonores qui font office de mur rigide, mais [sont] transparents à la lumière et au vent, " dit Cheng.

Dans un tube avec les deux extrémités ouvertes, ils ont construit un absorbeur de son asymétrique. "[L]e système peut presque totalement absorber l'énergie sonore qui frappe un port, mais reflète en grande partie l'énergie sonore entrant dans l'autre port, " dit-il. " Dans le système, l'un des [les] résonateurs de Helmholtz (situé sur les branches du tube principal et agissant comme des shunts) fonctionne comme une paroi molle artificielle qui peut bloquer les ondes sonores comme s'il s'agissait d'une paroi solide et rigide. »

Les absorbeurs asymétriques utilisent une méthode d'absorption plus compliquée que, dire, métamètres poreux qui absorbent dans les deux sens. Souvent, des effets non linéaires ou des structures très complexes sont nécessaires pour rompre la réciprocité et permettre la réflexion dans une direction.

Ici, cependant, la conception intelligente des paires HR shuntées tire parti des mécanismes de perte naturelle pour obtenir l'effet. Ces systèmes pourraient trouver un certain nombre d'applications dans la conception architecturale, spécifiquement dans la conception de pièces isolées acoustiquement où la lumière et le flux d'air sont toujours souhaités.

« Les chercheurs ont peut-être trouvé une absorption de près de 100 % du bruit provenant de l'extérieur d'une pièce pour l'isolation acoustique ainsi qu'une réflexion élevée des ondes sonores à l'intérieur de la pièce pour améliorer la réverbération. Et plus important encore, la conception permet un libre échange d'air entre l'extérieur et la pièce, ce qu'ils étaient incapables de faire dans les prototypes précédents [avec une seule extrémité du tube ouverte], " dit Cheng.

En utilisant le modèle nouvellement développé, "nous pouvons étendre l'absorption acoustique asymétrique dans un système planaire bidimensionnel en utilisant d'autres types de résonateurs acoustiques pour rendre l'absorption asymétrique plus largement utilisée, ", a déclaré Cheng.