Cours 27: les résonateur de Helmoltz: faits et expériences

Matériel: caisse de machine à coudre, dimensions intérieures: 44.5 X 26 X 21 Trou de 6.5 mm dans Forex 5mm

Essais dans chambre sourde, avec hauts-parleurs Revox et micro AKG, table de mixage Stellavox AMI 8, Fréquencemètre Fluke et Audacity comme outil de mesure

1) Schirp 60 – 90 Hz trou bouché
2) Schirp 60 – 90 Hz trou ouvert 6.5cm
3) Schirp 60 – 90 Hz anneau 5.5 int 2 épais
4) Schirp 60 – 90 Hz tube 10 cm intérieur 6.5 ch de diamètre

Conclusions: à 78 Hz , nous avons un creux de 6 DB si on a un trou de 6.5 cm. Un creux à 60 hz avec l'anneau et un trou à 48 Hz avec le tube.

En prenant une sinusoïde pure de 78 Hz avec enlèvement du bouchon fermant le trou, nous avons:

(le bruit entre les 2 échantillons est produit par l'enlèvement du bouchon.)

Calculé par Strassacker, nous aurions eu 80.5 Hz de fréquence de résonance.
Calculé par mhSoft, nous aurions eu 77.5 Hz de fréquence de résonance.

Pour conforter plus facilement la théorie à la pratique, j'ai dû imaginer et construire un appareil de mesure adapté. Il permet très rapidement de montrer la fréquence de résonance de manière irréfutable. Contrairement à sa vocation, il travaille ici comme amplificateur et non pas comme atténuateur. Ce modèle, couplé à un fréquencemètre, nous laisse voir en quelques secondes les résultats recherchés.

Chirp de 50 à 100 Hz  En haut: résonateur ouvert à 6.5  En bas: résonateur fermé.

Hauts-parleurs Acoustic Research et micro Neumann, table de mixage Stellavox AMI 8, Fréquencemètre Fluke.
Le haut-parleur à un très faible gain dans les basses, mais une excellente linéarité. Justement ce dont nous avons besoin ici.

Avec le même chirp et d'autres anneaux, nous aurons les résultats suivants:

D'où il apparaît que les calculs informatiques ne sont qu'indicatifs et que rien ne vaut l'expérience. Cette expérience permet en outre de comparer en un regard les gains des différents résonateurs, qui sont aussi tout aussi importants que les fréquences et dont on parle si peu. Nous voyons ainsi que les évents de même diamètres perdent énormément de rendement s'ils sont suivis d'un évent.

Les mêmes ingrédients disposés dans une chambre sourde de 1.7 X 1 X 0,5m nous donnent les résultats suivants:

Chirp 50 à 100 Hz, 1: résonateur bouché, 2: évent 6.5. 3: évent de 4.2

Ce qui démontre la véracité des gains des atténuations mesurés avant. Les fréquences sont toujours les mêmes, mais le résonateur travaille ici en atténuateur et non en amplificateur comme précédemment. Donc pour travailler rationellement, le mieux est de calculer grossièrement les dimensions du résonateur avec un logiciel, puis de le calibrer précisément par essais et mesures directes.