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Atelier 1: serious game "ACQUISITION"

Félix FOUCART - LAUM

Le groupe EXACT (EXpérimentation en ACousTique) vous propose de faire partie des bêta-testeurs d’un nouvel outil pédagogique pour l’apprentissage de la mise en œuvre d’une chaîne d’acquisition acoustique et vibratoire.
Face au faible impact des enseignements théoriques descendants et aux contraintes fortes de la mise en pratique en classe (effectifs, matériel, coûts…), nous avons imaginé une alternative ludique : un jeu de cartes pédagogique.
À partir de cartes représentant les différents éléments d'instrumentation (sources, câbles, capteurs etc ...), les étudiants manipulent « virtuellement » le matériel. En petits groupes ils construisent des chaînes d’acquisition complètes pour répondre à des objectifs concrets (temps de réverbération d’une salle, fonction de transfert d’une structure, réponse en fréquence d’un haut-parleur, etc.).
Une première version du jeu sera proposée lors de ces journées afin d’en tester les mécanismes et de participer à son développement.

Atelier 2: Contrôle actif d'un bruit aléatoire en conduit fini

Philippe Micheau - CRASH

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).
Dansun 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.

Atelier 3: Développement de l'élastographie passive : vers une imagerie de l'ensemble des tissus mous du corps humain.

Bruno Giammarinaro - Labtau

La palpation est une méthode de diagnostic utilisée par les médecins dont on retrouve des écrits datant de l'Egypte antique. L'approche est par exemple toujours recommandée dans pour le dépistage du cancer du sein à travers les recommandations d'autopalpation lors des campagnes “Octobre Rose”. La palpation permet en fait au médecin d'estimer l'élasticité des tissus. Il s'agit ici d'une première approche sensible au module d'Young. Dans les tissus biologiques, considérés comme incompressibles, le module d'Young est relié au module de cisaillement. Ainsi, le médecin est ainsi sensible à l'élasticité de cisaillement. Ce constat représente la fondation du choix de l'utilisation des ondes de cisaillement pour le développement de l'élastographie.
Le module de cisaillement est relié, en milieu homogène élastique, à la vitesse de propagation. Les stratégies développées reposent ainsi sur l'estimation de la vitesse des ondes de cisaillement. Historiquement, ces méthodes ont été développées avec sources actives d'ondes de cisaillement. Typiquement, un vibreur (ou piston) est placé en contact avec le milieu à caractériser ou imager et l'onde est ensuite suivie pour en estimer sa vitesse. La source peut émettre en régime harmonique (cas de l'élastographie par résonance magnétique) ou de manière impulsionnelle. Cette dernière, couplée avec l'échographie ultrasonore, est ainsi la base de la “Transient Elastography” utilisée par le Fibroscan (Echosens, Paris). Les ondes de cisaillement peuvent être directement générées dans le milieu. La force de radiation acoustique obtenue par la focalisation d'ondes ultrasonores permet de mettre en mouvement les tissus impactés ; la modulation de ces séquences permet ainsi de générer des ondes de cisaillement. Cette méthode est à la base des méthodes ARFI-SWE.
Les méthodes présentées précédemment sont soit coûteuses, soit limitées en profondeur à cause de la source des ondes. Elles s'appuient cependant sur des sources artificielles d'ondes de cisaillement. Or, le corps humain est rempli de sources naturelles d'ondes élastiques liées à l'activité cardiaque, la pulsatilité artérielle ou l'activité musculaire. Néanmoins, ces sources étant non contrôlées, de nouvelles approches de mesure de vitesse ont été nécessaires. Un autre domaine, à beaucoup plus grande échelle, est confronté à cette problématique : la sismologie. Des méthodes de corrélation de “bruit sismique” y ont été développées avant un transfert vers l'imagerie médicale. Cela représente le fondement de l'élastographie passive.
Ainsi, nous vous proposons un atelier expérimental portant sur les méthodes d'élastographie passive (ou issue de la corrélation de bruit sismique) développées au sein du LabTAU (INSERM U1032). Une démonstration sera effectuée en utilisant un échographe portable sur un fantôme Model 049 (CIRS) dédié à l'élastographie. L'objectif sera de retrouver les inclusions de différentes élasticités. Tous les traitements de données seront effectués sous Matlab et Python.

Atelier 4: Mesure d'impédance acoustique d'absorbeurs électroacoustiques et plasmacoustiques actifs

Hervé Lissek - EPFL

Cet atelier combine la technique de mesure d'impédance acoustique en tube de Kundt à deux microphones et le contrôle actif d'impédance acoustique de haut-parleurs électrodynamiques (absorbeurs électroacoustiques) et à décharge corona (absorbeurs plasmacoustiques).

Dans un premier temps, les stagiaires prendront en main une plateforme expérimentale Speedgoat (programmable sur Matlab/Simulink), comprenant des voies d'acquisition et des sorties, et suivrons pas à pas la configuration de mesure d'impédance acoustique en tube de Kundt, incluant la phase de calibration avec un échantillon de matériaux poreux.

Dans un deuxième temps, ils.elles apprendront à programmer des absorbeurs électroacoustiques ou plasmacoustiques, en expérimentant plusieurs réglages d'impédance acoustiques (résonateur large bande, résonateurs à multiples degrés de liberté, matériaux plasmacoustiques purement résisitifs, etc.).

Enfin les performances acoustiques de ces matériaux acoustiques actifs seront évaluées dans le banc-test du tube de Kundt préalablement programmé.

Atelier 5: Démonstration du M480 : solution ambisonique d'ordre 7

François Salmon / Charles Verron - Noise Makers

Cet atelier présentera la solution ambisonique d’ordre 7 développée par le consortium HD Audio 3D (Feichter Electronics - Université de Bretagne Occidentale - Noise Makers).

La solution comprend le M480, un microphone équipé de 480 capsules MEMS, et des plugins de traitement associés. Elle permet un rendu spatial de la scène sonore au casque (en binaural) et sur haut-parleur (en 9.1.6) ainsi que le monitoring de l’énergie acoustique à 360 degrés, et le focus dans une région particulière de l'espace (beamforming).

Au programme de l’atelier :

- Captation d’une scène sonore avec le M480

- Analyse et édition de la scène sonore (conversion A/B, rotation, beamforming, décodage)

- Ecoute en binaural 

- Démonstration sur casque VR (contenus IEEEVR 2025)

Atelier 6: Le capteur d’impédance : une alternative au tube de Kundt pour la mesure des propriétés d’absorption acoustique des métamatériaux.

Jean-Christophe Le Roux- Almacoustic

L’atelier propose de comparer deux dispositifs de mesure de coefficient d’absorption acoustique : le tube de Kundt et le capteur d’impédance. Le tube de Kundt est un outil universel bien connu. Le capteur d’impédance est un dispositif de mesure développé par Almacoustic (en collaboration avec le LAUM). Le principe de mesure du capteur est différent de celui du tube de Kundt, ce qui apporte une meilleure qualité métrologique aux basses fréquences et une mise en œuvre simplifiée. Ce dispositif est particulièrement bien adapté à la qualification des métamatériaux.

Dans un premier temps, les stagiaires prendront en main le logiciel INTAC qui permet d’effectuer les mesures ainsi que les post-traitements associés aux deux dispositifs.

Dans un second temps, des mesures comparatives seront réalisées sur différents matériaux en utilisant les deux dispositifs. Un accent particulier sera mis sur les résultats obtenus aux basses fréquences.