L'atelier propose une initiation aux principes de base du contrôle actif monocanal d'un bruit indésirable. Pour cela, une plateforme de prototypage rapide (Bela) est utilisée afin de déployer une solution de contrôle actif reposant sur un haut-parleur secondaire et un microphone d'erreur, appliquée à un montage académique de conduit de longueur finie. En pratique, ce cas correspond au contrôle actif en mode plan dans une gaine de ventilation.
Les algorithmes présentés sont classiques en contrôle actif de bruit : le filtrage numérique repose sur un filtre à réponse impulsionnelle finie (Finite Impulse Response, FIR), et l'apprentissage des coefficients du FIR est basé sur l'algorithme du gradient stochastique (Least Mean Square, LMS).
Le montage expérimental est composé d'un tube instrumenté avec deux haut-parleurs. Le premier haut-parleur génère un bruit indésirable qui se propage en mode plan dans le conduit ; il simule la source de bruit à atténuer activement. Le second haut-parleur, situé entre le haut-parleur primaire et la sortie du conduit, génère un anti-bruit destiné à atténuer le bruit rayonné en sortie. La commande d'anti-bruit du haut-parleur secondaire est synthétisée en temps réel par le filtrage du signal de commande du haut-parleur primaire. Le microphone d'erreur, placé en sortie du conduit, permet de guider l'apprentissage du filtre de commande.
Dans un premier temps, le chemin secondaire reliant le haut-parleur secondaire au microphone d'erreur est identifié in situ, en temps réel, sous la forme d'un filtre FIR, à l'aide de l'algorithme LMS. L'analyse fréquentielle de la réponse impulsionnelle obtenue, réalisée sous Python ou Matlab, met en évidence la complexité de la réponse acoustique du conduit (délai de propagation et multiples modes de résonance).
Dans un second temps, le contrôle actif est activé à l'aide de l'algorithme LMS à référence filtrée (FxLMS). Différents types de bruits (harmoniques et aléatoires) sont générés par la source de bruit primaire afin d'explorer les paramètres de réglage du FxLMS. L'analyse fréquentielle du filtre de contrôle ainsi que les performances mesurées au microphone d'erreur permettent de comprendre concrètement le fonctionnement et les limites du système de contrôle actif.