WO2006003174A2 - Systeme de protection sonore deployable - Google Patents

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WO2006003174A2
WO2006003174A2 PCT/EP2005/053097 EP2005053097W WO2006003174A2 WO 2006003174 A2 WO2006003174 A2 WO 2006003174A2 EP 2005053097 W EP2005053097 W EP 2005053097W WO 2006003174 A2 WO2006003174 A2 WO 2006003174A2
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sound
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deployment
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Inventor
Jean-Paul Guyvarch
Original Assignee
Tda Armements S.A.S
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/04—Sound-producing devices

Definitions

  • the invention relates to an acoustic protection system, for securing a determined area and remote control of an individual or a group of individuals in this area and having a potentially hostile behavior. It goes into the more general context of protection devices.
  • the current sound protection devices have certain well-known disadvantages, particularly related to the low frequencies used.
  • a first disadvantage lies in the difficulties that arise when one wants to generate very high sound levels, of the order of 13OdB, necessary to ensure its effectiveness to the device. This operation generally requires the use of bulky and heavy equipment, such as huge loudspeakers, whose deployment and rapid implementation are unlikely.
  • a second drawback is the lack of directivity of acoustic protection devices using compact equipment forming a single acoustic source.
  • the insonification diagram covers an extended area and can cover in particular the space where the user of the system is placed. This disadvantage is reflected in a difficult control of collateral effects.
  • the present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks, and in particular to provide a system for easy handling and rapid deployment, while ensuring accurate control of acoustic levels issued and the location and size of areas insonification. It is thus possible to define in the zone of interest, forbidden zones subjected to intense insonification, but also zones "quiet", subject to insonification of low intensity, for the use of operators who implement the device.
  • the subject of the invention is a deployable sound protection device comprising a plurality of compact electroacoustic networked sources whose emissions are combined in phase so as to obtain an insonification having the desired diagram.
  • the system according to the invention advantageously comprises means making it possible to know the relative position of the different electroacoustic sources and to determine the desired phase combination law.
  • the system according to the invention also has the advantage of using a source of electrical energy available elsewhere.
  • the system still has the advantage of being simple to deploy, the positioning of the various electroacoustic sources on the ground does not necessarily require great precision.
  • FIG. 1 a schematic diagram showing the elements of the system according to the invention
  • FIG. 2 a schematic illustration of the method for determining the relative position of the electroacoustic sources.
  • the system according to the invention comprises N sound sources distributed in different locations of the area of interest.
  • the sound sources are constituted by passive electroacoustic sources 11, powered by a low frequency external electrical signal. They typically consist of a transducer and a sound box.
  • the transducer can be for example loudspeaker of high power, intended for the reproduction of low frequencies and mounted on a suitable speaker.
  • the sound box is made of rigid materials and air-tight. It may for example be of the "Helmholtz cavity” type, or "quarter wave” resonator tube.
  • Such speakers have the advantage of being easily reproducible and allow the realization of several sources with substantially identical performance. But it is also possible to use other types of transducers, such as sonar transducers, for example, by adapting the frequency of these transducers to the needs.
  • the electroacoustic generators which constitute the N sources 11 are attacked by electrical signals synthesized by a high power generator 12 which delivers an electrical signal for each source, from the same reference signal.
  • the signals intended for each of the sources are out of phase with each other.
  • the phase shifts are made by a phase shifter device which can be incorporated in the generator or be a separate element.
  • the phase-shifting device makes it possible to apply an adjustable phase to each signal.
  • N sourcesi 1 are also connected to the generator, for example by means of two-wire electrical links 13. The links between sources and generator being electrical connections, they are not prone to weakening and can therefore be several tens of meters.
  • this reference power signal into N phase-adjustable signals can be performed by passive means such as transformers, adjustable induction coils or capacitors. But they can also more advantageously be made by well-known active means and commercially available.
  • the signals delivered to the sound sources 11 are necessarily signals of high power, of the order of several hundred to several thousand watts, which is why the generator is itself a device of very high power which requires a power supply 14 sized Consequently.
  • the generator may for example be powered by the local electrical distribution network, 220V - 50 Hz for example, or by one or more mobile generators.
  • the system according to the invention therefore has the advantage of physically dissociating the sound sources 11 to be deployed on the energy means area. This has the consequence of making the sources more easily manipulated than in the known systems of the prior art.
  • the structure of the system according to the invention has the advantage of separating the production of high power signals which is performed centrally by the generator 14, the production of the sound signals produced by the electroacoustic sources 11.
  • the electroacoustic sources are less heavy and therefore easier to deploy on the area of interest.
  • the system according to the invention also comprises a computer 15 with a user interface.
  • This calculator is in particular responsible for calculating the value of the phase shift to be applied to each of the signals from the generator 14, as a function of the desired acoustic emission diagram.
  • the implementation of the system according to the invention is achieved by the deployment on the area of interest of the various electroacoustic sources 11, their connection to the generator 12 and the connection of the generator to the computer 15 and to a source of electrical energy 14.
  • the system is then turned on, each acoustic source is driven by an electrical signal having a given phase relative to the reference signal.
  • An array of acoustic sources is thus formed, the operation of which can be described in a simplified manner as follows. It is assumed that the N electroacoustic sources are point sources with respect to the wavelength of the emitted signal, it is considered that the emitted signal is pure sinusoidal.
  • the sources being arranged on a ground they are localized by their relative coordinates (x1 y1 z1), (x2 y2 z2) (xn yn zn).
  • ki, k2,... K N are integers which can in particular be determined as a function of the position of the different sources 11 relative to one another.
  • a is a constant term, which one can simply choose equal to zero.
  • the computer of the device according to the invention can very simply calculate the phase corrections to be made to obtain a signal of maximum amplitude in a zone surrounding point C.
  • phase laws for obtaining a network of sound sources with an insonification diagram presenting maxima and minima is not described in this document. It uses numerical computation techniques similar to those used in the field of well-known radar antennas of radar and acousticians (underwater and aerial acoustics). These techniques perform a numerical optimization to find control laws maximizing the signal at one point, under minimization constraint at other points. Among these methods there may be mentioned by way of example the so-called "phase only nulli ⁇ g" methods used for the electronic scanning antenna of radars.
  • the networking of several compact electroacoustic sources makes it possible to benefit from a gain in sound volume. Indeed, for N networked sources, it is possible to expect in a known manner a maximum associated gain factor equal in decibels to 20 Log (N). Networking also makes it possible to benefit from an increased directivity, knowing that, as a first approximation, the width of the radiation pattern is a function proportional to the wavelength of the acoustic signal and inversely proportional to the size of the network.
  • the principles of implementation and operation of the system according to the invention appear relatively simple. This simplicity advantageously meets the requirements of speed of implementation of the device in case of need for rapid action.
  • the deployment of sources on the area of interest is subject only to the requirement of positioning easy to satisfy. It is sufficient in particular that the sources are positioned so that the spacing between sources is at least equal to half a wavelength, so as to limit the coupling problems between sources and thus ensure optimum operation of the network .
  • S1 sources, S2, S N should also preferably be arranged on one side with respect to the base in order to avoid potential ambiguity issues.
  • this positioning determines the width of the network constituted, which itself determines the directivity of this network along an axis perpendicular to (S1 S N ).
  • ⁇ represents the 3 dB width of the radiation pattern expressed in radians, where ⁇ is the wavelength of the acoustic signal and the width of the grating.
  • the system according to the invention performs, in a preferred embodiment, a location by acoustic propagation delay measurement and triangulation calculation, the principle of which is illustrated in FIG.
  • a location by acoustic propagation delay measurement and triangulation calculation the principle of which is illustrated in FIG.
  • the principle of measurement is described in the case of sources deployed on flat terrain This method of location remains of course generalizable.
  • This method consists in measuring the distances between (Si, S 2 ), (Si, S 3 ), (S 1 , S N ), (S N , S 2 ), (S N , S 3 ), which defines the triangles (Si, S 2 , S N ) and (Si,
  • the measurement method applied to the sources S 1 and S 2 taken as an example can be described by the following steps:
  • the source includes a loudspeaker allowing the microphone function it is the loudspeaker that receives the wave emitted by S L
  • the negative S 2 must include a separate microphone that can be put into service for operations location.
  • the delay calculation operation is thus repeated as many times as the system comprises sources.
  • the number of sources is necessarily very limited, less than twenty in practice.
  • the computing load therefore remains limited both with regard to the location operation of the sources 11 and the calculation of the phase shift values to be applied to the different electrical signals exciting the sources.
  • the system according to the invention also has the important advantage of allowing the formation of an insonification diagram having both active areas and quiet areas.
  • the acoustic solution described above has the slight disadvantage of being sensitive to the wind. Indeed, the speed of propagation of sound in the air depends on various parameters (temperature, pressure ). The ultimate goal is to adjust the delay of these same acoustic signals to the area of interest, this measurement of delay is the most relevant parameter to measure.
  • the only drawback lies in the disturbance brought to this measurement by the wind, whose directional vector at a given moment makes different angles with the vectors (S1, S2), (S1, SN).

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Abstract

L'invention se rapporte à un système de protection acoustique, permettant de sécuriser une zone d'intérêt déterminée et de maîtriser à distance un individu ou un groupe d'individus se trouvant dans cette zone et ayant un comportement potentiellement hostile. Le système comporte au moins un jeu de N sources sonores (11) électroacoustiques formant un réseau et un générateur permettant de créer N signaux électriques issus d'une même référence et commandables en phase individuellement. Chaque signal électrique attaque une source sonore (11) déterminée, l'ensemble produisant une émission résultante dont le diagramme est fonction de la direction de la zone d'intérêt et de la répartition des zones actives et des zones tranquilles souhaitées. Le dispositif comporte en outre des moyens permettant de déterminer les position relatives des différentes source après leur déploiement, ce qui limite les contraintes de positionnement imposées aux opérateurs chargés du déploiement et en augment la rapidité. L'invention entre dans le domaine plus général des dispositifs de protection non létaux.

Description

Système de protection sonore déployable
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention se rapporte à un système de protection acoustique, permettant de sécuriser une zone déterminée et de maîtriser à distance un individu ou un groupe d'individus se trouvant dans cette zone et ayant un comportement potentiellement hostile. Il entre dans le contexte plus général des dispositifs de protection.
CONTEXTE DE L'INVENTION - ART ANTERIEUR
Parmi les différents types de dispositifs de protection permettant de maîtriser à distance un individu isolé ou de disperser et désorganiser un groupe potentiellement dangereux, on compte les dispositifs sonores. Ces dispositifs encore appelés armes sonores non létales ou SNL présentent de nombreux avantages tant par leur efficacité que par leur relative innocuité. Parmi ces avantages on peut notamment citer:
- Une certaine limitation de la portée liée à l'atténuation des ondes sonores en espace libre, qui permet de délimiter la zone d'action de tels dispositifs. L'amplitude des ondes sonores décroît en effet de manière connu eh fonction de l'inverse du carré de la distance parcourue par Tonde.
- La possibilité d'employer des fréquences graves ou très graves, de l'ordre de quelques dizaines de Hz à une centaine de Hz. Ces fréquences audibles ont en particulier un effet mécanique sur l'oreille interne humaine. Ces effets se traduisent généralement chez l'individu atteint par des nausées voire des pertes d'équilibre et l'empêchent ainsi de progresser.
- L'absence d'effets physiologiques persistant à long terme, pour un niveau sonore émis ne dépassant pas un certain seuil, la gêne occasionnée aux individus atteints par l'onde acoustique disparaissant dès lors que cesse l'émission.
Ces avantages de maîtrise et de réversibilité des effets, démarquent avantageusement les SNL des autres types de dispositifs mécaniques ou électromagnétiques qui peuvent être également utilisés dans des circonstances analogues.
En revanche les dispositifs de protection sonores actuels présentent certains inconvénients bien connus, liés en particulier aux basses fréquences utilisées.
Un premier inconvénient réside dans les difficultés qui apparaissent lorsque l'on veut générer des niveaux sonores très forts, de l'ordre de 13OdB, nécessaires pour assurer son efficacité au dispositif. Cette opération nécessite en général la mise en œuvre d'équipements volumineux et lourds, comme par exemple d'énormes enceintes acoustiques, dont le déploiement et la mis en œuvre rapide sont peu envisageables.
Un second inconvénient tient au manque de directivité des dispositifs acoustiques de protection utilisant des équipements compacts formant une source acoustique unique. Pour de telles sources le diagramme d'insonification couvre une zone étendue et peut couvrir en particulier l'espace ou est placé l'utilisateur du système. Cet inconvénient se traduit par une maîtrise difficile des effets collatéraux.
En troisième lieu on peut également soulever l'inconvénient que présentent les dispositifs actuels en matière de logistique de transport et de mise en œuvre. Cet inconvénient est particulièrement sensible dans le cas de systèmes employant des sources d'énergie pneumatiques ou thermiques, par exemple à base de gaz combustibles, comme les source utilisant des tubes résonateurs quart d'onde.
PRESENTATION DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités, et en particulier de proposer un système permettant une manutention simple et un déploiement rapide, tout en assurant une maîtrise précise des niveaux acoustiques émis ainsi que de l'emplacement et de la taille des zones d'insonification. Il est ainsi possible de définir dans la zone d'intérêt, des zones interdites soumise à une insonification intense, mais également des zones "tranquille", soumise à une insonification de faible intensité, à l'usage des opérateurs qui mettent le dispositif en oeuvre.
A cet effet l'invention a pour objet un dispositif de protection sonore déployable comportant plusieurs sources électroacoustiques compactes mises en réseau dont les émissions sont combinées en phase de façon à obtenir une insonification ayant le diagramme voulu.
Le système selon l'invention comporte avantageusement des moyens permettant de connaître la position relative des différentes sources électroacoustiques et de déterminer la loi de combinaison en phase voulue.
Le système selon l'invention présente également l'avantage d'utiliser une source d'énergie électrique disponible par ailleurs.
Le système présente encore l'avantage d'être simple à déployer, le positionnement au sol des différentes sources électroacoustiques ne requérant pas nécessairement une grande précision.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantage pourront apparaître dans la description qui suit, description réalisée en regard des figures annexées qui représentent:
- La figure 1, un schéma de principe présentant les éléments du système selon l'invention, - La figure 2, une illustration schématique du procédé de détermination de la position relative des sources électroacoustiques.
DESCRIPTION DETAILLEE
Comme l'indique la figure 1 , Le système selon l'invention comporte N sources sonores réparties en différents endroits de la zone d'intérêt. Les sources sonores sont constituées par des sources électroacoustiques passives 11 , alimentées par un signal électrique extérieur de basse fréquence. Elles sont typiquement constituées d'un transducteur et d'une caisse de résonance. Le transducteur peut être par exemple haut-parleur de forte puissance, destiné à la reproduction des basses fréquences et monté sur un baffle adapté. La caisse de résonance est réalisée en matériaux rigides et étanches vis-à-vis de l'air. Elle peut par exemple être du type "cavité de Helmholtz", ou encore tube résonateur "quart d'onde". De tels haut-parleurs présentent l'avantage d'être aisément reproductibles et de permettre la réalisation de plusieurs sources aux performances sensiblement identiques. Mais il est également possible d'utiliser d'autres types de transducteurs, comme des transducteurs sonar par exemple, en adaptant la fréquence de ces transducteurs aux besoins.
Les générateurs électroacoustiques qui constituent les N sources 11 sont attaqués par des signaux électriques synthétisés par un générateur de forte puissance 12 qui délivre un signal électrique pour chaque source, à partir d'un même signal de référence. Les signaux destinés à chacune des sources sont déphasés les uns par rapport aux autres. Les déphasages sont réalisés par un dispositif déphaseur qui peut être incorporé au générateur ou bien être un élément séparé. Le dispositif déphaseur permet d'appliquer à chaque signal une phase réglable. Les N sourcesi 1 sont par ailleurs reliées au générateur, par exemple au moyen de liaisons électriques bifilaires 13. Les liaisons entre sources et générateur étant des liaisons électriques, elles sont peu sujettes à l'affaiblissement et peuvent donc faire plusieurs dizaines de mètres.
L'application d'un déphasage spécifique à chacun des signaux qui attaquent les sources électroacoustiques 11, permet de réaliser, connaissant la position relative des sources, un réseau de sources ayant un diagramme d'émission de direction et de forme déterminée.
La division de ce signal de puissance de référence en N signaux réglables en phase peut être réalisée par des moyens passifs tels que des transformateurs, des bobines d'induction réglables ou encore des capacités. Mais elles peuvent aussi plus avantageusement être réalisées par des moyens actifs bien connus et disponible dans le commerce. Les signaux délivrés aux sources sonores 11 sont nécessairement des signaux de forte puissance, de l'ordre de plusieurs centaines à plusieurs milliers de watts, C'est pourquoi le générateur est lui-même un dispositif de très forte puissance qui nécessite une alimentation 14 dimensionnée en conséquence. A cet effet le générateur peut par exemple être alimenté par le réseau de distribution électrique local, en 220V - 50 Hz par exemple, ou par un ou plusieurs groupes électrogènes mobiles. Le système selon l'invention présente donc l'avantage de dissocier physiquement les sources sonores 11 à déployer sur zone des moyens d'énergie. Ceci a pour conséquence de rendre les sources plus aisément manipulables que dans les systèmes connus de l'art antérieur.
La structure du système selon l'invention présente l'avantage de séparer la production des signaux de forte puissance qui est effectuée de manière centralisée par le générateur 14, de la production des signaux sonores réalisée par les sources électroacoustiques 11. Ainsi les sources électroacoustiques sont moins lourdes et par conséquent plus facile à déployer sur la zone d'intérêt.
Afin d'assurer le contrôle manuel ou automatique d'ensemble, le système selon l'invention comporte également un calculateur 15 doté d'une interface utilisateur. Ce calculateur a en particulier la charge de calculer la valeur du déphasage à appliquer sur chacun des signaux issus du générateur 14, en fonction du diagramme d'émission acoustique souhaité.
La mise en œuvre du système selon l'invention est réalisée par le déploiement sur la zone d'intérêt des différentes sources électroacoustiques 11 , leur raccordement au générateur 12 et le raccordement du générateur au calculateur 15 et à une source d'énergie électrique 14. Le système étant ensuite mis en marche, chaque source acoustique est attaquée par un signal électrique présentant une phase donnée par rapport au signal de référence. On constitue ainsi un réseau de sources acoustiques dont le fonctionnement peut être décrit de manière simplifiée comme suit. On prend comme hypothèse simplificatrice que les N sources 11 électroacoustiques sont des sources ponctuelles en regard de la longueur d'onde du signal émis, l'on considère que le signal émis est sinusoïdal pur
(signal continu en bande étroite). On choisit en outre des sources 11 émettant un même niveau.
Les sources étant disposées sur un terrain elles sont localisées par leurs coordonnées relatives (x1 y1 z1), (x2 y2 z2) (xn yn zn).
On considère par ailleurs un point C de coordonnées (xc yc zc). Ce point est par exemple situé au centre de la zone d'intérêt. Les lois de l'acoustique enseignent que le signal sonore sera maximum au point C si les signaux issus des N sources 11 arrivent en phase au point C. Si die, d2c, dwc sont les distances des sources à la cible, φi, φ2... (pN les corrections de phase apportées, et λ la longueur d'onde des signaux émis, pour que les signaux émis par les différentes sources sonores arrivent en phase au point C, il suffit que les relations suivantes soient vérifiées :
Figure imgf000008_0001
a
φ2 + 21Id2C / λ = 2k2π + a
ΦN + 2π djvjc / λ = 2kNπ + a
Dans ces relations, ki, k2, ...KN sont des nombres entiers qui peuvent notamment être déterminés en fonction de la position des différentes sources 11 les unes par rapport aux autres. D'autre part, a est un terme constant, que l'on peut simplement choisir égal à zéro.
A partir de ces relations et connaissant l'emplacement relatif des sources 11 et la position de la cible, le calculateur du dispositif selon l'invention peut très simplement calculer les corrections de phase à apporter pour obtenir un signal d'amplitude maximum dans une zone entourant le point C.
Par suite, pour obtenir un signal d'amplitude minimum dans certaines zones dites "tranquilles", et en particulier la zones où évolue l'opérateur, il suffit de légèrement modifier la loi de phase optimale décrite ci-dessus, sans modifier les amplitudes supposées égales des signaux émis, de telle façon que la sommation vectorielle des signaux au centre des zones tranquilles soit quasi nulle.
Le calcul des lois de phase permettant d'obtenir un réseau de sources sonores avec un diagramme d'insonification présentant des maxima et des minima n'est pas décrit dans ce document. Il fait appel à des techniques de calcul numérique semblables à celles utilisé dans le domaine des antennes radar à réseaux bien connues des radaristes et des acousticiens (acoustique sous-marine et aérienne). Ces techniques réalisent une optimisation numérique permettant de trouver des lois de commande maximisant le signal en un point, sous contrainte de minimisation en d'autres points. Parmi ces méthodes on peut citer à titre d'exemple les méthodes dites de "phase only nulliπg" utilisées pour les antennes à balayage électronique des radars.
La mise en réseau plusieurs sources électroacoustiques compactes permet de bénéficier d'un gain en volume sonore. En effet, pour N sources mises en réseau, on peut espérer de manière connue un facteur de gain associé maximum égal en décibels à 20 Log (N). La mise en réseau permet également de bénéficier d'une directivité accrue, sachant qu'en première approximation la largeur du diagramme de rayonnement est une fonction proportionnelle à la longueur d'onde du signal acoustique et inversement proportionnelle à la taille du réseau.
Comme on peut le constater au travers de la description qui précède, les principes de mise en œuvre et de fonctionnement du système selon l'invention apparaissent relativement simples. Cette simplicité répond avantageusement aux exigences de rapidité de mise en place du dispositif en cas de nécessité d'une action rapide. Le déploiement des sources sur la zone d'intérêt ne fait l'objet que d'exigence de positionnement facile à satisfaire. Il suffit en particulier que les sources soient positionnées de telle sorte que l'espacement entre sources soit au moins égal à une demi- longueur d'onde, de façon à limiter les problèmes de couplage entre sources et à assurer ainsi un fonctionnement optimum du réseau. Les sources S1, S2, SN doivent également être, de préférence, disposées d'un seul côté par rapport à la base afin d'éviter d'éventuels problèmes de levée d'ambiguïté.
En ce qui concerne le positionnement des sources il convient de constater que ce positionnement détermine la largeur du réseau constitué, qui détermine elle-même la directivité de ce réseau suivant un axe perpendiculaire à (S1 SN). A ce titre on peut en première approximation écrire:
d où θ représente la largeur à 3 dB du diagramme de rayonnement exprimée en radians, λ étant la longueur d'onde du signal acoustique et d la largeur du réseau.
Les performances obtenues par un tel système notamment en terme de dynamique dépendent du nombre de sources mises en œuvre, des caractéristiques des sources et de la géométrie du réseau, mais dans la pratique des écarts de niveau supérieurs à 20 dB, entre zones tranquilles et zones d'insonification maximum sont facilement accessibles.
Cette simplicité de mise en œuvre trouve sa contrepartie dans le fait que le système selon l'invention doit être en mesure d'effectuer la localisation des sources et en particulier de déterminer la position relative des sources les unes par rapport aux autres. Cette détermination doit être réalisée avec une précision relativement grande, typiquement de l'ordre du centimètre. Pour réaliser cette localisation, il est possible d'ajouter au système des équipements complémentaires. On peut par exemple envisager d'équiper chaque source d'un récepteur GPS et d'une liaison numérique filaire ou radio avec le calculateur du système, le calculateur effectuant ensuite le calcul des positions relatives des cibles. On peut également envisager tout autre moyen de mesure approprié, optique ou radioélectriques par exemple. Cependant de tels façons de déterminer la position relatives des cibles présentent l'inconvénient de nécessiter l'ajout au système d'éléments matériels dont l'unique rôle est la mesure de la position des sources. Ces éléments outre qu'ils complexifient l'ensemble, tendent à rendre le système moins simple à mettre en œuvre. Pour déterminer précisément la position relative des différentes sources après leur déploiement, le système selon l'invention effectue, dans une forme de réalisation préférée, une localisation par mesure de retard de propagation acoustique et calcul de triangulation dont le principe est illustré par la figure 2. Pour des raisons de simplification de la description le principe de la mesure est décrit dans le cas de sources déployées sur un terrain plat Cette méthode de localisation reste bien évidemment généralisable.
Cette méthode consiste à mesurer les distances entre (Si, S2), (Si, S3), (S1, SN), (SN, S2), (SN, S3), ce qui définit les triangles (Si, S2, SN) et (Si,
S3, SN) qui ont la base (Si, SN) commune, à une ambiguïté de symétrie par rapport à cette base, ambiguïté qui peut être levée par une légère contrainte de déploiement des sources comme par exemple l'orientation des sources dans un seul demi-plan par rapport à la base. Le but est de déterminer par un quelconque procédé géométrique connu la localisation relative des sources Si, S2, SN.
Le procédé de mesure, appliqué aux sources Si et S2 prises comme exemple peut être décrit par les étapes suivantes:
- Envoi par le générateur, à l'instant t0, d'une impulsion électrique 21 sur la liaison électrique vers Si, ce qui provoque la l'émission d'une onde sonore 22 (sinusoïde amortie à la fréquence de résonance) par Si.
- Réception par S2 de l'onde émise, après un temps de propagation. A cet effet, si la source comporte un haut-parleur autorisant la fonction microphone c'est le haut-parleur qui reçoit l'onde émise par SL Dans la négative S2 doit comporter un microphone séparé pouvant être mis en service pour les opérations de localisation.
- Envoi par S2 au générateur du signal électrique 23 correspondant au son reçu. Cet envoi est réalisé par la liaison électrique reliant S2 au générateur.
- Mesure du retard entre impulsion émise 21 et signal reçu 23, après amplification et mise en forme, le retard mesuré correspondant principalement à la propagation acoustique entre S1 et S2, les retards de transmission électrique des signaux étant négligeables devant le temps de propagation du signal sonore, et de surcroît calculables.
- Détermination de la distance séparant Si et S2 par le calculateur.
L'opération de calcul de retard est ainsi répétée autant de fois que le système comporte de sources.
Pour des raisons pratiques de mise en œuvre sur le terrain, le nombre de source est nécessairement très limité, inférieur dans la pratique à une vingtaine. La charge de calcul reste donc limitée aussi bien en ce qui concerne l'opération de localisation des sources 11 que le calcul des valeurs de déphasages à appliquer aux différents signaux électriques excitant les sources. L'exécution en temps réel de ces différentes tâches par un calculateur du commerce, par exemple du type PC portable, ne pose aucun problème.
Un tel procédé de localisation est a priori très avantageux car il ne nécessite que peu de matériel complémentaire aux éléments déjà employés pour réaliser la fonction première du système que constitue la protection. D'autre part,
Le système tel qu'il est décrit dans le texte qui précède représente donc une solution avantageuse au problème posé par la réalisation d'un système de protection acoustique ne présentant pas les inconvénients de l'art antérieur. Ses principaux avantages tiennent d'une par dans la séparation des différents éléments composant ce système, et à la facilité et à la de constitution d'un réseau de source, constitution qui ne nécessite pas un positionnement précis des sources les unes par rapport aux autres et qui permet un déploiement opérationnel rapide.
Grâce à sa structure en réseau de sources, le système selon l'invention présente également l'avantage important de permettre la formation d'un diagramme d'insonification présentant à la fois de zones actives et de zones tranquilles. La solution acoustique décrite précédemment présente le léger inconvénient d'être sensible au vent. En effet, la vitesse de propagation du son dans l'air dépend de divers paramètres (température, pression...). Le but final étant d'ajuster le retard de ces mêmes signaux acoustique vers la zone d'intérêt, cette mesure de temps de propagation représente le paramètre le plus pertinent à mesurer. Le seul inconvénient réside dans la perturbation apportée à cette mesure par le vent, dont le vecteur directionnel à un instant donné fait des angles différents avec les vecteurs (S1, S2), (S1, SN).
Cependant cette perturbation peut être compensée en utilisant un dispositif, de type anémomètre par exemple, permettant de mesurer la vitesse du vent et en apportant une correction appropriée aux retards mesurés. Cette solution semble, dans tous les cas, plus simple et plus facile à mettre en œuvre que d'autres solutions possibles utilisant le même principe de triangulation à partir de mesures de retard sur des impulsions électromagnétiques, radio ou lumineuses, qui ont l'avantage d'être indépendantes de la vitesse du vent, mais aussi l'inconvénient corollaire de ne pas compenser automatiquement les dispersions de vitesses de propagation du son dans l'air. Ces solutions présentent de plus l'inconvénient de nécessiter la mise en place de moyens supplémentaires sur les sources comme par exemple un émetteur récepteur et une antenne.

Claims

REΞVENDICATIONS
1. Système de protection sonore déployable caractérisé en ce qu'il comporte au moins:
- un jeu de N sources sonores (11 ) pouvant émettre des sons de forte puissance, - un générateur de signaux électriques de forte puissance (12) fournissant N signaux électriques de même fréquence et de même amplitude à partir d'un signal unique de référence, chacun des signaux étant envoyé vers une des sources sonores, - des moyens pour modifier de manière séparée la phase de chacun des N signaux envoyés vers les sources,
- un calculateur (15) effectuant la gestion du système et commandant les moyens pour modifier la phase des signaux générés, le système permettant de réaliser un réseau de sources acoustiques capable d'émettre une onde sonore d'intensité variable de manière sélective dans une zone d'intérêt située dans une direction donnée, et de créer au sein de cet zone d'intérêt des zones tranquilles où l'intensité du signal est faible et des zones actives ou l'intensité du signal est forte voire très forte.
2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les sources sonores sont des sources électroacoustiques comportent des haut- parieurs de forte puissance.
3. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que les sources sonores comportent des transducteurs piézoélectriques.
4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour modifier la phase comportent des circuits déphaseurs passifs.
5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour modifier la phase comportent des circuits déphaseurs actifs.
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour repérer les positions relatives des différentes sources sonores (11) après leur déploiement.
7. Système selon la revendication 6 caractérisé en ce que Chaque source comporte des moyens pour recevoir les sons émis par les autres sources.
8. système selon la revendication 7 caractérisé en ce que lesdits moyens pour recevoir les sons consistent en un microphone.
9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux sonores émis sont des signaux de basse fréquence.
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