EP3371806A1 - Fenetre multi-vitrage integrant un dispositif de reduction active du bruit - Google Patents

Fenetre multi-vitrage integrant un dispositif de reduction active du bruit

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EP3371806A1
EP3371806A1 EP16809474.6A EP16809474A EP3371806A1 EP 3371806 A1 EP3371806 A1 EP 3371806A1 EP 16809474 A EP16809474 A EP 16809474A EP 3371806 A1 EP3371806 A1 EP 3371806A1
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EP
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microphone
control
window
input
noise
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Definitions

  • the subject of the invention is a multi-glazed window incorporating an active noise reduction device.
  • the loudspeaker described in the Carme patent comprises a vibrating membrane disposed between two adjacent panes so as to vibrate and generate a counter-noise in the air space.
  • This membrane is associated with an actuator adapted to induce a vibratory movement to said membrane.
  • An electronics control device controls the actuator based on the acoustic signals picked up by at least one control microphone carried by the window frame.
  • the Carme patent does not dwell on the position that the control microphone must have to optimize noise filtration.
  • the patent EP 0,710,946 also relates to a multi-glazed window incorporating an active noise reduction device.
  • it is taught to position control microphones in the middle of the air space, at equal distances from the two panes, in the longitudinal median plane of the window.
  • the results achieved in terms of noise attenuation, however, are not optimal.
  • attenuation is effective only in a narrow band of frequencies corresponding to low frequencies.
  • the patent document CN 201.620.733 (XINMIN) also discloses an active noise canceling system comprising a loudspeaker arranged in triple glazing, in the air gap separating two panes.
  • the speaker and the control microphone are in the same plane.
  • the invention aims to remedy this state of affairs.
  • an object of the invention is to improve noise attenuation in a multi-glazed window of the known type of the aforementioned prior art.
  • Another object of the invention is to obtain attenuation of noise in a wide frequency band.
  • the solution proposed by the invention is a multi-glazed window formed by a frame made of profiles supporting at least two panes separated by an air knife, said window having a longitudinal median plane and incorporating an active noise reduction device from a noise source, which device comprises:
  • At least one loudspeaker which is in the form of an elongate rectangle parallelepiped shaped hollow body, one face of which is constituted at least partially by a vibrating membrane arranged between the two adjacent panes so as to vibrate and generate a counter-noise in the air space,
  • an actuator associated with the membrane which actuator is adapted to induce a vibratory movement to said membrane
  • At least one control microphone carried by the frame, which microphone is installed in the air space for sensing the acoustic signals in said air space,
  • the hollow body forms one of the profiles of the frame
  • the membrane is disposed in the middle of the two panes, symmetrically with respect to the longitudinal median plane of the window,
  • the control microphone is offset from the longitudinal center plane of the window so that it is closer to the window that is farthest from the source of noise than the other window.
  • control microphone can be installed on the profile formed by the hollow body of the speaker, said control microphone being adjacent to the membrane.
  • control microphone is installed on a profile that is remote from the profile formed by the hollow body of the loudspeaker.
  • the control microphone is advantageously oriented in a direction that is perpendicular to the direction of propagation, in the air space, acoustic signals from the noise source.
  • the control electronics advantageously comprises a feedback filtering means having an input connected to the control microphone and an output connected to the actuator.
  • At least one reference microphone is carried by the frame, which reference microphone is installed outside the air gap, at the window which is closest to the source of noise;
  • the control electronics in this case comprises an anticipatory filtering means, having an input connected to the reference microphone and an output connected to the actuator.
  • control microphone and the reference microphone can be carried on the same profile or each with a separate profile.
  • the reference microphone is advantageously oriented in a direction which is parallel to the direction of propagation of the acoustic signals coming from the noise source.
  • the control electronics comprises a summing means having a first input, a second input and an output connected to the actuator;
  • the feedback filtering means comprises an input connected to the control microphone and an output connected to the first input of the summing means;
  • the anticipatory filtering means comprises an input connected to the reference microphone and an output connected to the second input of the summing means.
  • the anticipation filtering means may be of the adaptive type and comprise: a first input connected to the control microphone; and a second input connected to the reference microphone.
  • the anticipatory filtering means may also be of the non-adaptive type.
  • the speaker can be a linear speaker or a circular speaker. esorjtion ⁇ s figy res;
  • FIG. 1 is a diagrammatic front view of a multi-glazed window with an active noise reduction device comprising a linear loudspeaker
  • FIG. 2 is a diagrammatic sectional view along A-A of the window of FIG. 1, according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a diagrammatic sectional view along A-A of the window of FIG. 1, according to a second embodiment
  • FIG. 4 is a diagrammatic sectional view along A-A of the window of FIG. 1, according to a third embodiment
  • FIG. 5 is a diagrammatic sectional view along A-A of the window of FIG. 1, according to a fourth embodiment
  • FIG. 6 is a schematic front view of a multi-glazed window with an active noise reduction device comprising a plurality of circular loudspeakers
  • FIG. 7 is a graph showing the acoustic attenuation likely to be provided by a window according to the invention.
  • the present invention relates to a multi-glazed window, which is characterized by a particular design of the active noise reduction device that it incorporates.
  • the window itself is of the known type.
  • it consists of a frame 19, or frame formed of sections 19a, 19b, 19c, 19d enclosing a glazed panel 4.
  • the frame 19 is preferably of rectangular or square shape, but can be polygonal, have one or more curved edges, etc.
  • the panel 4 is formed by two adjacent panes V1 and V2 separated by an air knife L.
  • the noise reduction device is used for active noise control. It generates in the air space a sound level equivalent to the ambient sound level to be controlled, including noise from a source of noise S.
  • An active noise reduction device may be in the form of a piezoelectric actuator or loudspeaker.
  • a linear loudspeaker of the type described in the aforementioned US Pat. No. 6,285,773 (Carme) is preferably used and to which the person skilled in the art can refer if necessary.
  • This type of linear speaker can indeed be easily housed in a reduced volume and in particular in a narrow space, while having a performance comparable to that of a conventional speaker conical membranes.
  • the geometric shape and the particular arrangement of the constituent elements of the linear loudspeaker offer a very satisfactory performance. In particular, given the long length of the membrane, it moves a large mass of air during its vibration, which provides a good performance in the low frequencies.
  • the linear speaker also generates a sound wave whose phase is uniform over the entire width of the glazing.
  • Figure 6 illustrates an alternative embodiment not covered by the invention wherein the linear speaker is replaced by several circular speakers installed side by side in the section 19a.
  • ASC A loudspeakers marketed by the plaintiff.
  • Using a linear speaker reduces the number of loudspeakers to achieve equivalent noise reduction.
  • oudspeaker is used, whether the latter is a loudspeaker as such or a piezoelectric actuator.
  • the noise reduction device may comprise a single HP linear speaker disposed on only one of the sides 19a of the frame 19, or several speakers disposed respectively on the different sides 19a, 19b, 19c, 19d of said frame.
  • the choice of the number of HP speakers and their arrangement in the frame 19 depends on the sound field to attenuate, by superposition, noises propagating in the air gap L, to increase the sound insulation of the double glazing.
  • FIG. 2 gives a schematic representation of a linear loudspeaker, which is externally like a hollow body 1 in the form of an elongate rectangular parallelepiped, having for example a length of 50 cm to 2 m, a width of 2 cm to 4 cm and a depth of 2 cm to 4 cm.
  • the body 1 can be made of aluminum, steel, plastic, or any other material that is suitable for those skilled in the art and advantageously forms one of the profiles of the frame 19.
  • the body 1 forms the profile horizontal 19a which is located at the bottom of the frame 19.
  • At least one side of the loudspeaker HP is formed at least partially by a vibrating membrane 7 arranged between the two panes adjacent V1, V2 so as to vibrate and generate a counter-noise in the air gap L.
  • This membrane 7 is flat and for the case of a linear speaker, it is elongated. It extends preferably over the entire length of the body 1.
  • the membrane 7 is disposed in the middle of the two panes V1, V2 symmetrically with respect to the longitudinal median plane P of the window.
  • An actuator January 1 is associated with the membrane 7.
  • This actuator January 1 is adapted to induce a vibratory movement to the membrane 7. It may be a piezoelectric actuator or more conventionally an actuator using a magnet arrangement and coil electrically excited to cause the vibration of the membrane 7 which generates the noise.
  • At least one control microphone 21, or error microphone is carried by the frame 19.
  • this microphone 21 is installed in the air knife L to pick up the acoustic signals propagating in the latter.
  • the microphone 21 sends a signal representative of the noise in the air gap L to a control electronics 23. Therefore, the control electronics 23 emits a control signal to the actuator January 1 according to the acoustic signals received by the microphone 21.
  • This active noise reduction device increases the sound insulation of the double glazing.
  • the control microphone 21 is installed in the air gap L, offset from the longitudinal median plane P, so that it is closer to the window V2 which is the farthest from the source of noise S than the other window V1.
  • the V1 pane is that which is located outside the room, the room or of the cabin
  • the glass V2 is the one that is installed inside the room, the room or the cabin.
  • the window V1 is the one which is located at inside the room, the room or the cabin
  • the window V2 is the one that is installed outside the room, the room or the cabin.
  • control microphone 21 is oriented in a direction which is perpendicular to the direction of propagation, in the air space L, acoustic signals from the source of noise S.
  • the control microphone 21 is thus oriented in a direction which is parallel to the direction of movement of the membrane 7, that is to say parallel to the longitudinal median plane P of the window.
  • This residual acoustic signal is a combination of the residual noise reaching the glass V2 and a noise generated by the speaker HP which is ideally the inverted copy of the noise to be removed from the source S.
  • the control microphone 21 is installed on the section 19a formed by the hollow body 1 of the HP speaker. More particularly, the control microphone 21 is adjacent to the membrane 7. This configuration simplifies the design of the active noise reduction device insofar as all its components are grouped together in one and the same profile 19a.
  • the control microphone 21 may, however, be installed on a profile 19b which is remote from the profile 19a formed by the hollow body 1 of the loudspeaker HP, as shown schematically in FIG. 3.
  • the control microphone 21 is arranged on a horizontal section 9b which is opposite to the horizontal section 19a formed by the hollow body 1 of the HP speaker.
  • the control microphone 21 can be installed on one of the vertical profiles 19c or 19d, while the hollow body 1 of the HP speaker forms one of the horizontal sections 19a or 19b, and vice versa.
  • control electronics 23 comprises a non-adaptive type FB feedback filtering means having an input FBe connected to the control microphone 21 and an output FBs connected to the control microphone 21. actuator 11.
  • the active feedback attenuation technique is based on a feedback loop arranged to generate an active attenuation of the sound waves propagating in the air gap L.
  • the signal measured by the control microphone 21 is injected at the actuator 1 1 through the feedback filtering means FB which corrects said signal to attempt to cancel its energy.
  • This retroactive technique makes it possible to obtain an acoustic attenuation with a certain gain, without generating instability in a frequency band of treatment. Most often, this treatment frequency band corresponds to low frequencies, for example sound waves in the frequency band ranging from 0 to 400 Hz and more particularly from 70 Hz to 400 Hz.
  • the control electronics 23 advantageously comprises: pre-amplification means comprising an input connected to the control microphone 21 and an output connected to the input FBe of the feedback filtering means FB; and amplification means comprising an input connected to the output FBs of the feedback filtering means FB, and an output connected to the actuator 11.
  • This control electronics 23 constitutes here a feedback loop arranged to generate an active acoustic attenuation without generating instability in a selected frequency band.
  • the frequency band in which the feedback filtering means is effective without generating instability in the sense of Nyquist is of the order of 0 to 600 Hz for sound waves and more particularly 70 Hz to 600 Hz .
  • the feedback filtering means FB comprises a plurality of active analog filters of order greater than or equal to 1, arranged to generate a transfer function making it possible to avoid instabilities in the frequency band 0-600 Hz and more. particularly in the band 70-600 Hz in the Nyquist sense, and the transfer function of the filtering means FB is determined such that the phase of said transfer function does not pass through the value 0 in this band.
  • the control electronics 23 comprises for this purpose an FF (FEEDFORWARD) anticipation filtering means, having an FFe input connected to a reference microphone 22 and an FFs output connected to the actuator.
  • FF FEDFORWARD
  • a reference microphone 22 of the PUI Audio brand bearing the reference POM-2246L-C33-Ret manufactured by the company PUI Audio can be used.
  • a reference acoustic field, upstream of the propagation of the acoustic field in the air gap L is detected by the reference microphone 22, then processed by the filtering means FF so to determine the command to be applied to the actuator
  • preamplification means comprising an input connected to the reference microphone 22 and an output connected to the input FFe of the forward filtering means FF; and amplification means comprising an input connected to the output FFs of the forward filtering means FF, and an output connected to the actuator 11.
  • the control electronics 23 comprises summing means 24 having: a first input 24e 1 connected to the output FBs of the feedback filtering means FB; a second input 24e2 connected to the output FFs of the forward filtering means FF; and an output 24s connected to the actuator 11.
  • the output signal of the summing means 24 which is applied to the actuator 11 is thus a linear combination of the signals coming from the filtering channels by feedback and anticipation.
  • amplification means are provided comprising an input connected to the output 24s of the summing means 24, and an output connected to the actuator 11.
  • the anticipation technique is articulated around the FF anticipatory filtering means of non-adaptive or adaptive type. Compared to non-adaptive filtering, adaptive filtering is more efficient in terms of noise attenuation, but requires more computing power and higher realization cost.
  • the forward filtering means FF is of the non-adaptive type, its transfer function is a fixed function which is preset and which does not vary.
  • the transfer function is dynamically modified, continuously, by an algorithm for real-time analysis of the acoustic signal from the source S.
  • the coefficients of the FF anticipatory filtering means are adapted in real time according to an algorithm chosen so as to minimize the energy of the vibrations picked up by the control microphone 21 as a function of the energy of the reference vibrations picked up by the reference microphone 22.
  • the forward filtering means FF comprises: a first input FFe1 connected to the control microphone 21; and a second FFe2 input connected to the reference microphone 22.
  • the FF anticipatory filtering means comprises adaptive-type finite impulse response filters. The coefficients of these filters are updated in real time by a minimization algorithm which takes into account the signals picked up by the control microphone 21.
  • the minimization algorithm is of the least mean squares type, also called LMS for " LEAST MEAN SQUARES "or more preferably of the least mean squares type with filtered reference, also called FXLMS for" Filtered-X Least Mean Squares ".
  • the transfer function of the so-called secondary path between the loudspeaker HP and the control microphone 21 is measured, sampled and saved in the memory of a processor of the control electronics 23. previously measured transfer function will then be used in the calibration phase for the adaptation of anticipatory filter elements. This step is performed in a manner known to those skilled in the art.
  • the "hybrid" type active attenuation obtained according to the invention results from a combination of the anticipation and feedback filtering means in which the anticipatory filtering is grafted onto the feedback filtering or vice versa.
  • This makes it possible to linearize the retroactive attenuation in a wider frequency band than the frequency band (0-600 Hz and more particularly 70-600 Hz) processed directly by the FB feedback filtering means, to accelerate the convergence. of the minimization algorithm, and to improve the robustness of the FF advance filtering means.
  • This improves the active attenuation gain in an enlarged band that can go up to 4000 Hz, by suppressing the pumping effect mentioned above.
  • the reference microphone 22 is carried by the frame 19. Unlike the control microphone 21, it is installed outside the air gap L, at the window V1 which is closest to the source of noise S. The reference microphone 22 can thus optimally capture the copy of the noise to be removed from the source S and transmit this signal to the control electronics 23.
  • the reference microphone 22 is oriented in a direction that is parallel to the direction of propagation of the acoustic signals from the noise source S.
  • the reference microphone 22 is thus oriented in a direction which is perpendicular to the direction of displacement of the membrane 7, that is to say perpendicular to the longitudinal median plane P of the window.
  • the reference microphone 22 satisfactorily collects the acoustic signal from the noise source S, without being disturbed by the noise generated by the speaker HP.
  • the reference microphone 22 and the control microphone 21 are carried by the same profile 19a. However, it can be provided that the control microphone 21 and the reference microphone 22 are each carried by a separate section.
  • the reference microphone 22 may for example be arranged on a horizontal section 19b which is opposite to the horizontal section 19a formed by the hollow body 1 of the high betting HP and the control microphone 21. It can also be installed on the one of the vertical profiles 19c or 19d, while the speaker HP and the control microphone 21 are installed on one of the horizontal sections 19a or 19b, and vice versa.
  • the acoustic insulation that provides double glazing is relatively bad.
  • the acoustic attenuation is low in the low and medium frequencies (150 Hz to 400 Hz, corresponding for example to slow road traffic noise) with a maximum fallback at the resonance frequency Fr (about 250 Hz).
  • This resonance frequency depends on the mass of the panes V1, V2, their thickness and the nature of the elements (materials and air / gas gap) constituting the panel 4. Beyond this resonance frequency Fr, the acoustic insulation increases linearly up to the critical frequency Fc of the single panes V1 and V2 that make up the panel 4 (about 3000 Hz for a glass of 4 mm thick).
  • Curve n ° 2 corresponds to the case where the double glazing integrates the device of reduction of the noise. Only FEEDBACK feedback filtering is provided.
  • the control microphone 21 is installed in the middle of the air gap L, as recommended by the patent EP 0,710,946 cited above. There is an improvement in sound insulation of about 8 dB in the range of low frequencies close to the resonance frequency Fr, in a band of about 200 Hz-350 Hz. There is also a decrease in the acoustic insulation compared to the acoustic insulation provided by double glazing alone (pumping effect beyond 650 Hz).
  • the curve No. 3 corresponds to the case where the double glazing integrates the noise reduction device, the control microphone 21 is now installed closer to the window V2 which is furthest from the source of noise S. Only is provided FEEDBACK feedback filtering.
  • Curve n ° 4 corresponds to the case where the double glazing integrates the device of reduction of the noise.
  • FEEDBACK feedback filtering and non-adaptive FEEDFORWARD anticipatory filtering are planned.
  • the control microphone 21 is installed closer to the window V2.
  • Curve n ° 5 corresponds to the case where the double glazing integrates the device of reduction of the noise.
  • FEEDBACK feedback filtering and adaptive FEEDFORWARD predictive filtering are planned.
  • the control microphone 21 is installed closer to the window V2.
  • the attenuation is here overall more effective compared to the curve 4.
  • the combination of adaptive anticipation and feedback filtering improves the respective behavior of said filtering.
  • the window may have more than two windows, including three panes.
  • control microphones 21 or reference 22 may be connected to the control electronics 23, these microphones being preferably installed on each of the profiles 19a, 19b, 19c, 19b of the frame 19; in this case, the control algorithm manages each channel with the objective of minimizing the pressure level on each of the error microphones, based on the information collected on the multiple reference microphones.
  • the FEEDBACK feedback filter can be adaptive, for example using a type I C-FXLMS algorithm for "Internal Model Control Filtered-X Least Mean Squares".
  • the processing can be either analog or digital.
  • the advance filter FEEDFORWARD can be used alone, without FEEDBACK feedback filter.

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Abstract

L'invention concerne une fenêtre multi-vitrage formée par un encadrement réalisé par des profilés supportant au moins deux vitres séparées par une lame d'air, ladite fenêtre intégrant un dispositif de réduction active d'un bruit provenant d'une source de bruit, lequel dispositif comprend : - au moins un haut-parleur qui se présente comme un corps creux installé dans un des profilés dudit encadrement et dont une face est constituée au moins partiellement par une membrane vibrante disposée entre les deux vitres adjacentes de manière à vibrer et générer un contre-bruit dans la lame d'air, - un actionneur associé à la membrane, lequel actionneur est adapté pour induire un mouvement vibratoire à ladite membrane, - au moins un microphone de contrôle porté par l'encadrement, lequel microphone est installé dans la lame d'air pour capter les signaux acoustiques dans ladite lame d'air, - une électronique de contrôle adaptée pour contrôler l'actionneur en fonction des signaux acoustiques captés par le microphone de contrôle, se caractérisant par le fait que le microphone de contrôle est plus près de la vitre qui est la plus éloignée de la source de bruit que de l'autre vitre.

Description

FENETRE MULTI-VITRAGE INTEGRANT UN DSSPOSSTSF DE REDUCTION ACTIVE DU BRUIT
Description
Domaine tech n ique de l'invention.
L'invention a pour objet une fenêtre multi-vitrage intégrant un dispositif de réduction active du bruit.
Elle concerne le domaine technique des dispositifs permettant d'améliorer l'isolation phonique d'une fenêtre.
État de la technique.
Le document brevet US 6.285.773 (Carme) divulgue un système antibruit actif, comprenant un ou plusieurs haut-parleurs linéaires disposés en bordure d'un double vitrage, dans la lame d'air entre les deux vitres et/ou à l'intérieur d'un profilé d'encadrement de ce double vitrage. Dans ce système antibruit, ie haut- parleur permet de réaliser un système électro-acoustique pratiquement invisible, et ne nuisant ni au confort visuel, ni à la transmission lumineuse du vitrage, le système proposé permettant d'améliorer l'isolation phonique d'un double vitrage notamment dans les basses fréquences.
Le haut-parleur décrit dans le brevet Carme, comprend une membrane vibrante disposée entre deux vitres adjacentes de manière à vibrer et générer un contre-bruit dans la lame d'air. Cette membrane est associée à un actionneur adapté pour induire un mouvement vibratoire à ladite membrane. Une électronique de contrôle permet de contrôler l'actionneur en fonction des signaux acoustiques captés par au moins un microphone de contrôle porté par l'encadrement de la fenêtre. Le brevet Carme ne s'attarde toutefois pas sur la position que doit avoir le microphone de contrôle pour optimiser la filtration du bruit.
Le document brevet EP 0.710.946 (CENTRE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE DU BATIMENT) concerne également une fenêtre multi-vitrage intégrant un dispositif actif de réduction du bruit. Dans ce document, il est enseigné de positionner des microphones de contrôle au milieu de la lame d'air, à égales distances des deux vitres, dans le plan médian longitudinal de la fenêtre. Les résultats obtenus en termes d'atténuation du bruit ne sont toutefois pas optimaux. En outre, l'atténuation n'est efficace que dans une bande étroite de fréquences correspondantes aux basses fréquences. Le document brevet CN 201.620.733 (XINMIN) divulgue également un système antibruit actif comprenant un haut-parleur disposé dans un triple vitrage, dans la lame d'air séparant deux vitres. Le haut-parleur et le microphone de contrôle sont dans un même plan. L'invention vise à remédier à cet état des choses. En particulier, un objectif de l'invention est d'améliorer l'atténuation du bruit dans une fenêtre multi-vitrage du type connue de l'art antérieur précité.
Un autre objectif de l'invention est d'obtenir une atténuation du bruit dans une large bande de fréquences.
La solution proposée par l'invention est une fenêtre multi-vitrage formée par un encadrement réalisé par des profilés supportant au moins deux vitres séparées par une lame d'air, ladite fenêtre présentant un plan médian longitudinal et intégrant un dispositif de réduction active d'un bruit provenant d'une source de bruit, lequel dispositif comprend :
- au moins un haut-parleur qui se présente comme un corps creux en forme de parallélépipède rectangle allongé et dont une face est constituée au moins partiellement par une membrane vibrante disposée entre les deux vitres adjacentes de manière à vibrer et générer un contre-bruit dans la lame d'air,
- un actionneur associé à la membrane, lequel actionneur est adapté pour induire un mouvement vibratoire à ladite membrane,
- au moins un microphone de contrôle porté par l'encadrement, lequel microphone est installé dans la lame d'air pour capter les signaux acoustiques dans ladite lame d'air,
- une électronique de contrôle adaptée pour contrôler l'actionneur en fonction des signaux acoustiques captés par le microphone de contrôle. Cette fenêtre est remarquable en ce que :
- le corps creux forme un des profilés de l'encadrement,
- la membrane est disposée au milieu des deux vitres, de manière symétrique par rapport au plan médian longitudinal de la fenêtre,
- le microphone de contrôle est décalé du plan médian longitudinal de la fenêtre de sorte qu'il est plus près de la vitre qui est la plus éloignée de la source de bruit que de l'autre vitre.
Grâce à cette position du microphone de contrôle, la demanderesse a pu constater de manière surprenante que l'atténuation du bruit était efficace et stable, dans une bande de fréquences plus large que celle indiquée dans le document brevet EP 0.710.946 précité.
D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention sont listées ci- dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l'objet, le cas échéant, d'une ou plusieurs demandes de brevets divisionnaires : - Le microphone de contrôle peut être est installé sur le profilé formé par le corps creux du haut parleur, ledit microphone de contrôle étant adjacent à la membrane.
- Dans une variante de réalisation, le microphone de contrôle est installé sur un profilé qui est distant du profilé formé par le corps creux du haut parleur.
- Le microphone de contrôle est avantageusement orienté dans une direction qui est perpendiculaire à la direction de propagation, dans la lame d'air, des signaux acoustiques provenant de la source de bruit.
- L'électronique de contrôle comprend avantageusement un moyen de filtrage par rétroaction possédant une entrée reliée au microphone de contrôle et une sortie reliée à l'actionneur.
- Préférentiellement, au moins un microphone de référence est porté par l'encadrement, lequel microphone de référence est installé à l'extérieur de la lame d'air, au niveau de la vitre qui est la plus proche de la source de bruit ; l'électronique de contrôle comprend dans ce cas un moyen de filtrage par anticipation, possédant une entrée reliée au microphone de référence et une sortie reliée à l'actionneur.
- Le microphone de contrôle et le microphone de référence peuvent être portés par le même profilé ou portés chacun par un profilé distinct.
- Le microphone de référence est avantageusement orienté dans une direction qui est parallèle à la direction de propagation des signaux acoustiques provenant de la source de bruit.
- Préférentiellement, l'électronique de contrôle comprend un moyen sommateur possédant une première entrée, une seconde entrée et une sortie reliée à l'actionneur ; le moyen de filtrage par rétroaction comprend une entrée reliée au microphone de contrôle et une sortie reliée à la première entrée du moyen sommateur ; et le moyen de filtrage par anticipation comprend une entrée reliée au microphone de référence et une sortie reliée à la seconde entrée du moyen sommateur. - Le moyen de filtrage par anticipation peut être du type adaptatif et comprendre : - une première entrée reliée au microphone de contrôle ; et une seconde entrée reliée au microphone de référence.
- Le moyen de filtrage par anticipation peut également être du type non adaptatif.
- Le haut parleur peut être un haut-parleur linéaire ou un haut-parleur circulaire. esorjtion^de s figy res ;
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de face d'une fenêtre multi-vitrage avec un dispositif de réduction active du bruit comprenant un haut-parleur linéaire,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe selon A-A de la fenêtre de la figure 1 , selon un premier mode de réalisation,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe selon A-A de la fenêtre de la figure 1 , selon un deuxième mode de réalisation,
- la figure 4 est une vue schématique en coupe selon A-A de la fenêtre de la figure 1 , selon un troisième mode de réalisation,
- la figure 5 est une vue schématique en coupe selon A-A de la fenêtre de la figure 1 , selon un quatrième mode de réalisation,
- la figure 6 est une vue schématique de face d'une fenêtre multi-vitrage avec un dispositif de réduction active du bruit comprenant plusieurs haut-parleurs circulaires,
- la figure 7 est un graphique montrant l'atténuation acoustique susceptible d'être procurée par une fenêtre conforme à l'invention. Modes préférés de réalisation de l'invention .
La présente invention concerne une fenêtre multi-vitrage, qui se caractérise par une conception particulière du dispositif de réduction active du bruit qu'elle intègre.
La fenêtre en elle-même est du type connu. Sur la figure 1 , elle se compose d'un encadrement 19, ou châssis, formé de profilés 19a, 19b, 19c, 19d encadrant un panneau vitré 4. L'encadrement 19 est préférentiellement de forme rectangulaire ou carrée, mais peut être polygonal, avoir un ou plusieurs bords incurvés, etc. Sur la figure 2, le panneau 4 est formé par deux vitres adjacentes V1 et V2 séparées par une lame d'air L. Le dispositif de réduction du bruit est utilisé pour un contrôle actif du bruit. Il génère dans la lame d'air un niveau sonore équivalent au niveau sonore ambiant à contrôler, notamment un bruit provenant d'une source de bruit S.
Un dispositif de réduction active du bruit peut se présenter sous la forme d'un actionneur piézo-électrique ou d'un haut-parleur. On utilise préférentiellement un haut-parleur linéaire du type décrit dans le document brevet US 6.285.773 (Carme) précité, et auquel l'homme du métier pourra se référer le cas échéant. Ce type de haut-parleur linéaire peut en effet être facilement logé dans un volume réduit et notamment dans un espace étroit, tout en possédant un rendement comparable à celui d'un haut-parleur classique à membranes coniques. La forme géométrique et la disposition particulière des éléments constitutifs du haut-parleur linéaire offrent un rendement très satisfaisant. En particulier, compte tenu de la longueur importante de la membrane, celle-ci déplace une grande masse d'air lors de sa vibration, ce qui permet de disposer d'un bon rendement dans les basses fréquences. Le haut-parleur linéaire permet en outre de générer une onde sonore dont la phase est homogène sur toute la largeur du vitrage. La figure 6 illustre une variante de réalisation non couverte par l'invention où le haut parleur linéaire est remplacé par plusieurs haut-parleurs circulaires installés côte-à-côte dans le profilé 19a. On peut par exemple utiliser des haut- parleurs ASC A commercialisés par la demanderesse. L'utilisation d'un haut- parleur linéaire permet toutefois de réduire le nombre de haut-parleur pour obtenir une réduction de bruit équivalente.
On utilise dans la suite de la description le terme générique de haut-parleur, que ce dernier soit un haut-parleur en tant que tel ou un actionneur piézoélectrique.
Le dispositif de réduction du bruit peut comprendre un seul haut-parleur linéaire HP disposé sur un seul des côtés 19a de l'encadrement 19, ou plusieurs haut-parleurs disposés respectivement sur les différents côtés 19a, 19b, 19c, 19d dudit encadrement. Le choix du nombre de haut-parleurs HP et de leur agencement dans l'encadrement 19 dépend du champ sonore à atténuer, par superposition, des bruits se propageant dans la lame d'air L, pour augmenter l'isolation phonique du double vitrage.
La figure 2 donne une représentation schématique d'un haut-parleur linéaire, qui se présente extérieurement comme un corps creux 1 en forme de parallélépipède rectangle allongé, possédant par exemple une longueur de 50 cm à 2 m, une largeur de 2 cm à 4cm et une profondeur de 2 cm à 4 cm. Le corps 1 peut être réalisé en aluminium, en acier, en plastique, ou en tout autre matériau convenant à l'homme du métier et forme avantageusement un des profilés de l'encadrement 19. Sur la figure 2, le corps 1 forme le profilé horizontal 19a qui est situé en bas de l'encadrement 19. Au moins une face du haut-parleur HP est constituée au moins partiellement par une membrane 7 vibrante disposée entre les deux vitres adjacentes V1 , V2 de manière à vibrer et générer un contre-bruit dans la lame d'air L. Cette membrane 7 est plane et pour le cas d'un haut-parleur linéaire, elle est allongée. Elle s'étend préférentiellement sur toute la longueur du corps 1. La membrane 7 est disposée au milieu des deux vitres V1 , V2 de manière symétrique par rapport au plan médian longitudinal P de la fenêtre.
Un actionneur 1 1 est associé à la membrane 7. Cet actionneur 1 1 est adapté pour induire un mouvement vibratoire à la membrane 7. Il peut s'agir d'un actionneur piézoélectrique ou de manière plus classique un actionneur utilisant un agencement d'aimants et de bobine excitée électriquement pour provoquer la vibration de la membrane 7 qui génère le contre-bruit.
Au moins un microphone de contrôle 21 , ou microphone d'erreur, est porté par l'encadrement 19. Sur la figure 2, ce microphone 21 est installé dans la lame d'air L pour capter les signaux acoustiques se propageant dans cette dernière. A titre d'exemple on peut utiliser un microphone de contrôle 21 de la marque PUI Audio portant la référence POM-2246L-C33-Ret fabriqué par la société PUI Audio.
Le microphone 21 envoie un signal représentatif du bruit dans la lame d'air L à une électronique de contrôle 23. Dès lors, l'électronique de contrôle 23 émet un signal de commande à l'actionneur 1 1 en fonction des signaux acoustiques captés par le microphone 21. Ce dispositif de réduction active du bruit permet d'augmenter l'isolation phonique du double vitrage. Conformément à l'invention, et comme illustré sur la figure 2, le microphone de contrôle 21 est installé dans la lame d'air L, décalé du plan médian longitudinal P, de sorte qu'il soit plus près de la vitre V2 qui est la plus éloignée de la source de bruit S que de l'autre vitre V1. Par exemple si la source de bruit S est le bruit ambiant régnant à l'extérieur d'une pièce, d'un local ou d'une cabine, (par exemple le bruit de véhicules circulant dans une rue ou sur une route, le bruit d'un moteur d'avion, ...), la vitre V1 est celle qui est située à l'extérieur de la pièce, du local ou de la cabine, et la vitre V2 est celle qui est installée à l'intérieur de la pièce, du local ou de la cabine. Si la source de bruit S est le bruit ambiant régnant à l'intérieur d'une pièce, d'un local ou d'une cabine (par exemple la musique d'une discothèque), la vitre V1 est celle qui est située à l'intérieur de la pièce, du local ou de la cabine, et la vitre V2 est celle qui est installée à l'extérieur de la pièce, du local ou de la cabine.
Grâce à cette position du microphone de contrôle 21 , la demanderesse a pu constater de manière surprenante que l'atténuation du bruit était efficace et stable, dans une bande de fréquences plus large que celle indiquée dans document brevet EP 0.710.946 précité. Ce phénomène est explicité ci-après en référence à la figure 7.
De bons résultats sont obtenus lorsque le microphone de contrôle 21 est orienté dans une direction qui est perpendiculaire à la direction de propagation, dans la lame d'air L, des signaux acoustiques provenant de la source de bruit S. Le microphone de contrôle 21 est ainsi orienté dans une direction qui est parallèle à la direction de déplacement de la membrane 7, c'est-à-dire parallèle au plan médian longitudinal P de la fenêtre. Dans cette disposition, il apparaît que le microphone de contrôle 21 recueille de manière satisfaisante le signal acoustique résiduel qui est utilisé comme signal d'erreur dans le filtrage par rétroaction décrit ci-après dans la description. Ce signal acoustique résiduel est une combinaison du bruit résiduel atteignant la vitre V2 et d'un contre-bruit généré par le haut- parleur HP qui est idéalement la copie inversée du bruit à supprimer issu de la source S.
Sur la figure 2, le microphone de contrôle 21 est installé sur le profilé 19a formé par le corps creux 1 du haut parleur HP. Plus particulièrement, le microphone de contrôle 21 est adjacent à la membrane 7. Cette configuration simplifie la conception du dispositif de réduction active du bruit dans la mesure où tous ses éléments constitutifs sont regroupés dans un seul et même profilé 19a. Le microphone de contrôle 21 peut toutefois être installé sur un profilé 19b qui est distant du profilé 19a formé par le corps creux 1 du haut parleur HP, comme cela est schématisé sur la figure 3. Sur cette figure, le microphone de contrôle 21 est agencé sur un profilé horizontal 9b qui est à l'opposé du profilé horizontal 19a formé par le corps creux 1 du haut parleur HP. Bien entendu, le microphone de contrôle 21 peut être installé sur l'un des profilés verticaux 19c ou 19d, alors que le corps creux 1 du haut parleur HP forme l'un des profilés horizontaux 19a ou 19b, et inversement.
Sur les figures 2 et 3, l'électronique de contrôle 23 comprend un moyen de filtrage par rétroaction FB (en anglais « FEEDBACK ») de type non adaptatif possédant une entrée FBe reliée au microphone de contrôle 21 et une sortie FBs reliée à l'actionneur 11.
La technique d'atténuation active par rétroaction est fondée sur une boucle de contre-réaction agencée pour engendrer une atténuation active des ondes sonores se propageant dans la lame d'air L. Le signal mesuré par le microphone de contrôle 21 est injecté à l'actionneur 1 1 à travers le moyen de filtrage par rétroaction FB qui corrige ledit signal pour tenter d'annuler son énergie. Cette technique rétroactive permet d'obtenir une atténuation acoustique avec un certain gain, sans engendrer d'instabilité dans une bande de fréquences de traitement. Le plus souvent, cette bande de fréquences de traitement correspond à des basses fréquences, par exemple en ondes sonores à la bande de fréquences allant de 0 à 400 Hz et plus particulièrement de 70 Hz à 400 Hz.
L'électronique de contrôle 23 comprend avantageusement : - des moyens de pré-amplification comprenant une entrée reliée au microphone de contrôle 21 et une sortie reliée à l'entrée FBe du moyen de filtrage par rétroaction FB ; - et des moyens d'amplification comprenant une entrée reliée à la sortie FBs du moyen de filtrage par rétroaction FB, et une sortie reliée à l'actionneur 11. Cette électronique de contrôle 23 constitue ici une boucle de contre- réaction agencée pour engendrer une atténuation acoustique active sans engendrer d'instabilité dans une bande de fréquences choisie. Par exemple, la bande de fréquences dans laquelle le moyen de filtrage par rétroaction est efficace sans engendrer d'instabilité au sens de Nyquist, est de l'ordre de 0 à 600 Hz pour des ondes sonores et plus particulièrement de 70 Hz à 600 Hz.
En pratique, le moyen de filtrage par rétroaction FB comprend une pluralité de filtres analogiques actifs d'ordre supérieur ou égal à 1 , agencés pour engendrer une fonction de transfert permettant d'éviter des instabilités dans la bande de fréquence 0-600 Hz et plus particulièrement dans la bande 70-600 Hz au sens de Nyquist, et la fonction de transfert du moyen de filtrage FB est déterminée de telle sorte que la phase de ladite fonction de transfert ne passe pas par la valeur 0 dans cette bande.
Cependant, un effet de pompage apparaît au-delà de 600 Hz qui se traduit par une augmentation du niveau de bruit par rapport à l'action des moyens d'atténuation passive seule, c'est-à-dire le panneau 4 seul. Ce phénomène est tout à fait connu de l'homme du métier, et constitue une non-linéarité (dégradations des performances) par rapport aux résultats attendus de l'observation du système en boucle ouverte.
Pour remédier à cela, il est avantageux de combiner l'atténuation active par rétroaction à une atténuation active par anticipation. Sur la figure 4, l'électronique de contrôle 23 comprend à cet effet un moyen de filtrage par anticipation FF (en anglais « FEEDFORWARD »), possédant une entrée FFe reliée à un microphone de référence 22 et une sortie FFs reliée à l'actionneur 11. A titre d'exemple on peut utiliser un microphone de référence 22 de la marque PUI Audio portant la référence POM-2246L-C33-Ret fabriqué par la société PUI Audio. Dans cette technique d'atténuation active par anticipation, un champ acoustique de référence, en amont de la propagation du champ acoustique dans la lame d'air L, est détecté par le microphone de référence 22, puis traité par le moyen de filtrage FF afin de déterminer la commande à appliquer à l'actionneur
1 1.
Pour optimiser le traitement des signaux, on prévoit : - des moyens de préamplification comprenant une entrée reliée au microphone de référence 22 et une sortie reliée à l'entrée FFe du moyen de filtrage par anticipation FF ; - et des moyens d'amplification comprenant une entrée reliée à la sortie FFs du moyen de filtrage par anticipation FF, et une sortie reliée à l'actionneur 11.
Sur la figure 4, l'électronique de contrôle 23 comprend un moyen sommateur 24 possédant : - une première entrée 24e 1 reliée à la sortie FBs du moyen de filtrage par rétroaction FB ; - une seconde entrée 24e2 reliée à la sortie FFs du moyen de filtrage par anticipation FF ; - et une sortie 24s reliée à l'actionneur 11. Le signal de sortie du moyen sommateur 24 qui est appliqué à l'actionneur 11 est ainsi une combinaison linéaire des signaux issus des voies de filtrage par rétroaction et par anticipation. On prévoit avantageusement des moyens d'amplification comprenant une entrée reliée à la sortie 24s du moyen sommateur 24, et une sortie reliée à l'actionneur 1 1.
La technique par anticipation est articulée autour du moyen de filtrage par anticipation FF de type non adaptatif ou adaptatif. Comparé à un filtrage non adaptatif, le filtrage adaptatif est plus efficace sur le plan de l'atténuation du bruit, mais nécessite une puissance de calcul plus importante et un coût de réalisation plus élevé. Dans le cas où le moyen de filtrage par anticipation FF est du type non adaptatif, sa fonction de transfert est une fonction fixe qui est préréglée et qui ne varie pas.
Avec un moyen de filtrage par anticipation FF adaptatif, la fonction de transfert est modifiée dynamiquement, en continu, par un algorithme d'analyse en temps réel du signal acoustique provenant de la source S. Les coefficients du moyen de filtrage par anticipation FF sont adaptés en temps réel selon un algorithme choisi de façon à minimiser l'énergie des vibrations captées par le microphone de contrôle 21 en fonction de l'énergie des vibrations de référence captées par le microphone de référence 22.
Ce filtrage adaptatif est schématisé sur la figure 5 où le moyen de filtrage par anticipation FF comprend : une première entrée FFe1 reliée au microphone de contrôle 21 ; et une seconde entrée FFe2 reliée au microphone de référence 22. En pratique, le moyen de filtrage par anticipation FF comprend des filtres à réponse impulsionnelle finie de type adaptatif. Les coefficients de ces filtres sont réactualisés en temps réel par un algorithme de minimisation qui prend en compte les signaux captés par le microphone de contrôle 21. Par exemple, l'algorithme de minimisation est du type des moindres carrés moyens, appelé encore LMS pour "LEAST MEAN SQUARES" ou plus avantageusement du type des moindres carrés moyens avec référence filtrée, appelé encore FXLMS pour « Filtered-X Least Mean Squares ».
Dans une étape préalable d'initialisation, la fonction de transfert du chemin dit secondaire entre le haut- parleur HP et le microphone de contrôle 21 est mesurée, échantillonnée et sauvegardée dans la mémoire d'un processeur de l'électronique de contrôle 23. Cette fonction de transfert ainsi préalablement mesurée va servir ensuite dans la phase de calibration pour l'adaptation des éléments de filtrage par anticipation. Cette étape est réalisée d'une manière connue de l'homme du métier.
L'atténuation active de type "hybride" obtenue selon l'invention résulte d'une combinaison des moyens de filtrage par anticipation et par rétroaction dans laquelle le filtrage par anticipation est greffé sur le filtrage par rétroaction ou réciproquement. Cela permet de linéariser l'atténuation rétroactive dans toute une bande de fréquences plus large que la bande de fréquences (0-600 Hz et plus particulièrement 70-600 Hz) traitée directement par le moyen de filtrage par rétroaction FB, d'accélérer la convergence de l'algorithme de minimisation, et d'améliorer la robustesse du moyen de filtrage par anticipation FF. On améliore ainsi le gain d'atténuation active dans une bande élargie qui peut aller jusqu'à 4000 Hz, par suppression de l'effet de pompage mentionné précédemment. Sur les figures 4 et 5, le microphone de référence 22 est porté par l'encadrement 19. Contrairement au microphone de contrôle 21 , il est installé à l'extérieur de la lame d'air L, au niveau de la vitre V1 qui est la plus proche de la source de bruit S. Le microphone de référence 22 peut ainsi capter de manière optimale la copie du bruit à supprimer issu de la source S et transmettre ce signal à l'électronique de contrôle 23.
De bons résultats sont obtenus lorsque le microphone de référence 22 est orienté dans une direction qui est parallèle à la direction de propagation des signaux acoustiques provenant de la source de bruit S. Le microphone de référence 22 est ainsi orienté dans une direction qui est perpendiculaire à la direction de déplacement de la membrane 7, c'est-à-dire perpendiculaire au plan médian longitudinal P de la fenêtre. Dans cette disposition, il apparaît que le microphone de référence 22 recueille de manière satisfaisante le signal acoustique provenant de la source de bruit S, sans être perturbé par le contre- bruit généré par le haut-parleur HP. Pour simplifier la conception du dispositif de réduction du bruit, le microphone de référence 22 et le microphone de contrôle 21 sont portés par le même profilé 19a. On peut toutefois prévoir que le microphone de contrôle 21 et le microphone de référence 22 soient portés chacun par un profilé distinct. Le microphone de référence 22 peut par exemple être agencé sur un profilé horizontal 19b qui est à l'opposé du profilé horizontal 19a formé par le corps creux 1 du haut parieur HP et le microphone de contrôle 21. Il peut également être installé sur l'un des profilés verticaux 19c ou 19d, alors que le haut parleur HP et le microphone de contrôle 21 sont installés sur l'un des profilés horizontaux 19a ou 19b, et inversement.
La figure 7 est un graphique montrant l'atténuation acoustique susceptible d'être procurée par une fenêtre conforme à l'invention. Les mesures ont été faites sur une fenêtre à double vitrage du type 4-12-4 (vitre en verre ; lame d'air ; épaisseur du verre = 4 mm ; épaisseur de la lame d'air = 12 mm). Les courbes correspondent aux valeurs d'atténuation acoustique en dB (ordonnées) en fonction de la fréquence en Hz (abscisses). Le tableau 1 ci-dessous renseigne les différents cas de figures.
Tableau 1
En analysant la courbe n°1 , on remarque que l'isolation acoustique que procure le double vitrage est relativement mauvaise. L'atténuation acoustique est faible dans les basses et moyennes fréquences (150 Hz à 400 Hz, correspondant par exemple à un bruit de trafic routier lent) avec un repli maximal au niveau de la fréquence de résonance Fr (environ 250 Hz). Cette fréquence de résonance dépend de la masse des vitres V1 , V2, de leur épaisseur et de la nature des éléments (matériaux et lame d'air/gaz) constituant le panneau 4. Au-delà de cette fréquence de résonance Fr, l'isolation acoustique augmente de façon linéaire jusqu'au la fréquence critique Fc des vitres simples V1 et V2 qui composent le panneau 4 (environ 3000 Hz pour un verre de 4 mm d'épaisseur).
Cela s'explique par le fait que le double vitrage se comporte comme un système acoustique du type Masse/Ressort/Masse. La lame d'air L jouant le rôle de ressort, son épaisseur est généralement trop faible pour créer un ressort suffisamment souple et le système fait entrer les vitres V1 et V2 en résonance.
La courbe n°2 correspond au cas où le double vitrage intègre le dispositif de réduction du bruit. Seul est prévu un filtrage par rétroaction FEEDBACK. Le microphone de contrôle 21 est installé au milieu de la lame d'air L, comme cela est préconisé par le document brevet EP 0.710.946 précité. On constate une amélioration de l'isolation acoustique d'environ 8 dB dans la gamme des basses fréquences voisines de la fréquence de résonance Fr, sur une bande d'environ 200 Hz-350 Hz. On observe également une diminution de l'isolation acoustique par rapport à l'isolation acoustique que procure le double vitrage seul (effet de pompage au-delà de 650 Hz).
La courbe n°3 correspond au cas où le double vitrage intègre le dispositif de réduction du bruit, le microphone de contrôle 21 étant maintenant installé au plus près de la vitre V2 qui est la plus éloignée de la source de bruit S. Seul est prévu un filtrage par rétroaction FEEDBACK. Comme sur la courbe n°2, on constate une amélioration de l'isolation acoustique d'environ 8 dB dans la gamme des basses fréquences voisines de la fréquence de résonance Fr. On améliore toutefois l'isolation acoustique dans une bande plus élargie d'environ 150 Hz-375 Hz.
La courbe n°4 correspond au cas où le double vitrage intègre le dispositif de réduction du bruit. Un filtrage par rétroaction FEEDBACK et un filtrage par anticipation FEEDFORWARD non adaptatif sont prévus. Le microphone de contrôle 21 est installé au plus près de la vitre V2. On constate une amélioration de l'isolation acoustique d'environ 8 dB dans la gamme des basses fréquences voisines de la fréquence de résonance Fr, sur une bande d'environ 150 Hz-375 Hz (comme sur la courbe n°3). On observe également une amélioration de l'isolation acoustique d'environ 5 dB dans la gamme des hautes fréquences voisines de la fréquence critique Fc, laquelle amélioration est due au filtrage par anticipation. La courbe n°5 correspond au cas où le double vitrage intègre le dispositif de réduction du bruit. Un filtrage par rétroaction FEEDBACK et un filtrage par anticipation FEEDFORWARD adaptatif sont prévus. Le microphone de contrôle 21 est installé au plus près de la vitre V2. On constate une amélioration de l'isolation acoustique d'environ 10 dB dans la gamme des basses fréquences voisines de la fréquence de résonance Fr, sur une bande plus large d'environ 125 Hz-400 Hz. On observe également une amélioration de l'isolation acoustique d'environ 8 dB dans la gamme des hautes fréquences voisines de la fréquence critique Fc. L'atténuation est donc ici globalement plus efficace en comparaison de la courbe 4. La combinaison des filtrages par anticipation adaptative et par rétroaction permet d'améliorer le comportement respectif desdits filtrages.
L'agencement des différents éléments et/ou moyens de l'invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention. En particulier :
- La fenêtre peut comporter plus de deux vitres, notamment trois vitres.
- Plusieurs microphones de contrôle 21 ou de référence 22 peuvent être reliés à l'électronique de contrôle 23, ces microphones étant préférentiellement installés sur chacun des profilés 19a, 19b, 19c, 19b de l'encadrement 19 ; dans ce cas, l'algorithme de contrôle gère chaque voie avec pour objectif de minimiser le niveau de pression sur chacun des microphones d'erreur, à partir des informations collectées sur les multiples microphones de référence.
- Le filtre par rétroaction FEEDBACK peut être adaptatif, en utilisant par exemple un algorithme de type I C-FXLMS pour « Internai Model Control Filtered-X Least Mean Squares ».
- Concernant les algorithmes de contrôle en mode FEEDBACK etou
FEEDFORWARD, le traitement peut être soit analogique soit numérique. - Hors cadre de la présente invention, le filtre par anticipation FEEDFORWARD peut être utilisé seul, sans filtre par rétroaction FEEDBACK.

Claims

Revendications
1. Fenêtre multi-vitrage formée par un encadrement (19) réalisé par des profilés (19a, 9b, 19c, 19d) supportant au moins deux vitres (V1 , V2) séparées par une lame d'air (L), ladite fenêtre présentant un plan médian longitudinal (P) et intégrant un dispositif de réduction active d'un bruit provenant d'une source de bruit (S), lequel dispositif comprend :
- au moins un haut-parleur (HP) qui se présente comme un corps creux (1 ) en forme de parallélépipède rectangle allongé et dont une face est constituée au moins partiellement par une membrane (7) vibrante disposée entre les deux vitres adjacentes (V1 , V2) de manière à vibrer et générer un contre-bruit dans la lame d'air (L),
- un actionneur (1 1 ) associé à la membrane (7), lequel actionneur (1 1 ) est adapté pour induire un mouvement vibratoire à ladite membrane,
- au moins un microphone de contrôle (21 ) porté par l'encadrement (19), lequel microphone est installé dans la lame d'air (L) pour capter les signaux acoustiques dans ladite lame d'air (L),
- une électronique de contrôle (23) adaptée pour contrôler l'actionneur (1 ) en fonction des signaux acoustiques captés par le microphone de contrôle (21 ), se caractérisant par le fait que :
- le corps creux (1 ) forme un des profilés (19a) de l'encadrement (19),
- la membrane (7) est disposée au milieu des deux vitres (V1 , V2), de manière symétrique par rapport au plan médian longitudinal (P) de la fenêtre,
- le microphone de contrôle (21 ) est décalé du plan médian longitudinal (P) de la fenêtre de sorte qu'il est plus près de la vitre (V2) qui est la plus éloignée de la source de bruit (S) que de l'autre vitre (V1 ).
2. Fenêtre selon la revendication 1 , dans laquelle le microphone de contrôle (21 ) est installé sur le profilé (19a) formé par le corps creux (1 ) du haut parleur (HP), ledit microphone de contrôle (21 ) étant adjacent à la membrane (7).
3. Fenêtre selon la revendication 1 , dans laquelle le microphone de contrôle (21 ) est installé sur un profilé (19b) qui est distant du profilé (19a) formé par le corps creux (1 ) du haut parleur (HP).
4. Fenêtre selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le microphone de contrôle (21 ) est orienté dans une direction qui est perpendiculaire à la direction de propagation, dans la lame d'air (L), des signaux acoustiques provenant de la source de bruit (S).
5. Fenêtre selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle l'électronique de contrôle (23) comprend un moyen de filtrage par rétroaction (FB) possédant une entrée (FBe) reliée au microphone de contrôle (21 ) et une sortie (FBs) reliée à l'actionneur (1 1 ).
6. Fenêtre selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle :
- au moins un microphone de référence (22) est porté par l'encadrement (19), lequel microphone de référence (22) est installé à l'extérieur de la lame d'air (L), au niveau de la vitre (V1 ) qui est la plus proche de la source de bruit (S),
- l'électronique de contrôle (23) comprend un moyen de filtrage par anticipation (FF), possédant une entrée (FFe) reliée au microphone de référence (22) et une sortie (FFs) reliée à l'actionneur (1 1 ).
7. Fenêtre selon la revendication 6, dans laquelle le microphone de contrôle (21 ) et le microphone de référence (22) sont portés par le même profilé
(19a).
8. Fenêtre selon la revendication 6, dans laquelle le microphone de contrôle (21 ) et le microphone de référence (22) sont portés chacun par un profilé distinct (19a, 19b).
9. Fenêtre selon l'une des revendications 6 à 8, dans laquelle le microphone de référence (22) est orienté dans une direction qui est parallèle à la direction de propagation des signaux acoustiques provenant de la source de bruit
(S).
10. Fenêtre selon l'une des revendications 6 à 9 prise en combinaison avec la revendication 5, dans laquelle :
- l'électronique de contrôle (23) comprend un moyen sommateur (24) possédant une première entrée (24e1 ), une seconde entrée (24e2) et une sortie (24s) reliée à l'actionneur (11),
- le moyen de filtrage par rétroaction (FB) comprend une entrée (FBe) reliée au microphone de contrôle (21) et une sortie (FBs) reliée à la première entrée (24e1) du moyen sommateur (24),
- le moyen de filtrage par anticipation (FF) comprend une entrée (FFe) reliée au microphone de référence (22) et une sortie (FFs) reliée à la seconde entrée (24e2) du moyen sommateur (24).
1 1. Fenêtre selon l'une des revendications 6 à 10, dans laquelle le moyen de filtrage par anticipation (FF) est du type adaptatif et comprend :
- une première entrée (FFe1) reliée au microphone de contrôle (21),
- une seconde entrée (FFe2) reliée au microphone de référence (22).
12. Fenêtre selon l'une des revendications 6 à 10, dans laquelle le moyen de filtrage par anticipation (FF) est du type non adaptatif.
13. Fenêtre selon l'une des revendications 1 à 12, dans laquelle le haut parleur (HP) est un haut-parleur linéaire.
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