La gestion des nuisances sonores de la circulation a contrarié les chercheurs en grande partie à cause de la large gamme de fréquences que nous rencontrons sur la route. Actuellement, seulement lourd, des barrières en forme de mur peuvent atténuer efficacement tous ces divers sons.

Des chercheurs de l'Université du Michigan à Ann Arbor ont introduit une nouvelle méthode, démonstration d'un prototype de treillis en origami qui peut potentiellement réduire le bruit acoustique sur les routes. La technique permet aux chercheurs d'atténuer sélectivement le bruit à différentes fréquences en ajustant la distance entre les éléments diffusant le bruit. Ils rapportent leur travail cette semaine dans le Journal de physique appliquée .

"Notre principale contribution que nous développons est une structure adaptative qui peut changer sa périodicité entre différents réseaux de Bravais avec des propriétés de symétrie distinctes, " dit Kon-Well Wang, l'un des auteurs de l'étude. « On sait que si vous reconfigurez la structure en treillis de cette manière, vous modifierez considérablement les caractéristiques de propagation des ondes."

Dans les barrières sonores en origami, des cylindres diffuseurs de bruit appelés inclusions sont placés sur une feuille d'aluminium pliée en un pli Miura, une méthode courante de pliage d'origami. Au fur et à mesure que le treillis qui en résulte se replie, les inclusions sont rapprochées ou éloignées, diffusant du bruit dans différentes gammes de fréquences.

"Le réseau ne contient qu'un seul degré de liberté, le rendant particulièrement facile à replier et à étendre, " a déclaré Manoj Thota, un autre auteur de l'article.

La manipulation d'un réseau d'inclusions pourrait permettre aux experts du trafic d'ajuster les dispositifs d'amortissement du bruit à des plages de fréquences particulières. Les véhicules plus lourds produisent du bruit à des fréquences plus basses que les véhicules plus légers. Les voitures circulant rapidement pendant les heures creuses tendent vers des fréquences plus élevées que les voitures coincées dans les embouteillages.

Les murs en béton qui bordent la chaussée sont efficaces sur un large spectre de fréquences de bruit, mais le vent qu'ils bloquent peut ajouter une force indésirable sur leurs fondations. Comme ils présentent des surfaces planes, Thota a dit, l'onde réfléchie n'est pas assez diffusante pour réduire le son sur la route. Avec un bord supérieur droit, l'incidence des ondes obliques sur ces barrières conduit à une diffraction plus élevée et augmente la propagation à travers la barrière.

Les travaux des chercheurs s'appuient sur des écrans acoustiques périodiques, dans lequel une série d'inclusions atténue le son à certaines fréquences tout en laissant passer le vent. L'inconvénient, Thota a dit, est que ces systèmes sont des conceptions fixes. Si un système est conçu pour atténuer le bruit des embouteillages, ce n'est pas aussi utile lorsque les voitures roulent vite.

Alors que de plus en plus de conducteurs prennent la route, on s'inquiète de plus en plus de l'impact du bruit sur la tension artérielle, perte auditive, et l'attention au travail et à l'école. Dans un prototype, Thota et Wang ont découvert que leur barrière réduisait la pression acoustique de 10 décibels, ou 90 pour cent.

"Le bruit de la circulation qui pourrait autrement être entendu jusqu'à un mile de distance ne serait désormais perçu qu'à une distance de 0,3 mile avec ces barrières, " dit Thota.

Les avantages des structures en origami pourraient s'étendre à la réduction du bruit de la circulation, Wang a dit, citant son potentiel pour le guidage d'ondes et les diodes acoustiques.

"Globalement, la structure origami nous donne une plate-forme efficace pour s'adapter au changement environnemental, " il a dit.