L’ingénierie vibro-acoustique concerne la conception de structures mécaniques ainsi que de tous types de produits manufacturés, de sorte qu’ils atteignent des performances sonores et vibratoires requises pour des raisons de fiabilité et de confort. Jusqu’à présent, les activités de recherche du LAUM développées dans ce domaine à l’ENSIM ont essentiellement eu pour objectif de caractériser et d’atténuer les champs sonores et vibratoires dans de nombreux contextes académiques ou relevant d’applications industrielles. Pour cela, les phénomènes sonores et vibratoires sont décrits par des approches physiciennes permettant l’élaboration de modèles théoriques, de simulations numériques et de méthodes expérimentales. Hors, dans de nombreux contextes d’application, les notions d’expérience utilisateur et de confort deviennent des critères autant considérés que la seule réduction des niveaux sonores et vibratoires. Pour aborder ces problématiques, la seule description physique ne suffit plus et doit être associée à des approches perceptives. Si la question de la perception des sons est un domaine de recherche très exploré, la perception des vibrations est bien moins développée. Depuis 18 mois, des activités autour de ces approches se structurent tant en interne qu’en partenariat avec des entreprises (Valeo, Skyted) et ont également donné lieu au recrutement de Thibault Vicente (MCF CNU60, spécialiste de perception sonore) et de Nicolas Chouard (PAST CNU60, spécialiste de vibroacoustique et de perception sonore).
Retrouvez la présentation de l’expérience : https://umotion.univ-lemans.fr/video/10453-vibrez-pour-la-science-experience-participative-de-perception-vibratoire/
Et le reportage réalisé par LMTV : https://www.youtube.com/watch?v=POvHzfvFaw8&t=118s
Comment percevons-nous et interprétons-nous les vibrations ? Quels sont les liens entre leurs caractéristiques physiques et les sensations que l’humain en perçoit ? Ces questions sont au cœur de l’expérience de perception vibro-tactile intitulée “Vibrez pour la science“(*) qui a été proposée au grand public dans le cadre de la biennale du son Le Mans Sonore, du 20 au 28 janvier 2024.
Pour un sujet, l’expérience consiste à poser ses mains sur une manette vibrante, lui faire jouer un ensemble de stimuli vibratoires pré-enregistrés et attribuer pour chacun des stimuli un score représentant la sensation d’intensité vibratoire perçue.
Chacun des stimuli vibratoires est obtenu par un procédé de synthèse de signal permettant de contrôler 2 paramètres physiques très habituels en ingénierie vibratoire :
- la densité modale qui contrôle le nombre de fréquences contenues dans le signal dans une plage de fréquence donnée
- l’amortissement modal qui contrôle le caractère plus ou moins résonant de chacune de ces fréquences
Tout l’enjeu de l’expérience est alors d’évaluer s’il existe des corrélations entre l’intensité vibratoire perçue par les sujets et les valeurs des paramètres physiques contrôlés dans les stimuli alors qu’ils sont tous réglés à la même intensité physique.
182 personnes de tous les âges et catégories socio-professionnelles ont passé ce test.
Le grand nombre de mesures effectuées et la diversité des sujets constituent une base de données particulièrement riche pour conduire des analyses statistiques. Les analyses des données sont en cours et montrent de premières tendances intéressantes devant être consolidées et approfondies au moyen de méthodes plus avancées que d’estimations immédiates de moyennes et variances.
Ce travail sera valorisé lors d’une conférence qui sera donnée dans le cadre du congrès Inter-Noise 2024, les 25-29 Aout 2024 à Nantes. La publication d’un article de journal international à comité de lecture est également envisagée.
Les perspectives de ce travail sont nombreuses et variées. Elles peuvent concerner des adaptations et extensions de la méthodologie actuellement développée aux contextes de la mobilité douce (vélo, trottinette, plus largement véhicules monoplaces légers), à l’étude de pathologies affectant le sens du toucher, à la conception d’objets exploitant la perception vitro-tactile (tablette, manettes électroniques, équipements médicaux) ou de simulateurs nécessitant d’utiliser la modalité vibratoire (simulateurs de conduite ou de postes de travail).
A l’échelle de l’ENSIM, ces perspectives revêtent un caractère transversal car elles peuvent concerner des installations de réalité virtuelle.
D’autres développements en cours de discussion avec Emmanuel Blanchard (MCF ENSIM/LIUM, recruté en 2023) intègrent également des mesures de signaux physiologiques dans les analyses en faisant appel à des méthodologies relevant de l’ingénierie de données (data engineering et big data) et de l’intelligence artificielle.
Rédaction : Adrien Pelat – Thibault Vicente
