L’exposition à long terme au bruit à basse fréquence peut causer de nombreux problèmes de santé, mais la solution pourrait se trouver dans un objet inattendu : une balle de ping-pong. Ces balles de plastique creuses pourraient par conséquent contribuer à réduire les nuisances sonores urbaines.
Le bruit à basse fréquence est omniprésent dans les villes, près des routes et des aéroports. Bien qu’il puisse être perçu comme un bruit de fond dans le paysage acoustique, il peut provoquer des maux d’oreilles, des troubles respiratoires, de l’irritabilité et d’autres effets indésirables à long terme.
Étant produit par une variété de sources et étant moins affecté par les structures que les sons à haute fréquence, le bruit à basse fréquence peut être difficile à éviter.
Les balles de ping-pong comme solution
Dans le Journal of Applied Physics, des chercheurs de l’Université de Lille et de l’Université technique nationale d’Athènes décrivent une métasurface acoustique qui utilise des balles de ping-pong comme résonateurs de Helmholtz pour créer une isolation sonore à basse fréquence peu coûteuse mais efficace.
«Les balles de ping-pong sont des objets du quotidien, présents en grand nombre dans le monde entier», a indiqué l’auteur Robine Sabat. «Notre motivation était d’utiliser ces objets facilement accessibles pour créer une structure de panneau isolant à basse fréquence.»
Fonctionnement de la métasurface acoustique
Les métasurfaces acoustiques sont des matériaux spécialement conçus pour manipuler les ondes sonores. Cette métasurface utilise des balles de ping-pong creuses avec de petits trous percés dans chacune, modélisant des résonateurs de Helmholtz.
«Le résonateur de Helmholtz a la capacité unique de capturer les ondes sonores ambiantes précisément à sa fréquence naturelle et peut être représenté comme des cavités reliées à leur environnement par un col étroit», a expliqué Robine Sabat.
En ajustant le nombre de balles, le nombre de trous et la taille des trous, les chercheurs ont pu modifier les propriétés acoustiques de la métasurface, prouvant qu’il est possible de concevoir un panneau d’absorption sonore sans matériaux coûteux.
«Le potentiel de cette métasurface va au-delà de l’isolation sonore», a déclaré Sabat. «Il peut être élargi pour atteindre diverses fonctions similaires à d’autres métasurfaces, comme la focalisation du son, la réflexion inhabituelle du son, la manipulation de la transmission du son, et plus encore.»
En synthèse
Les balles de ping-pong pourraient offrir une solution économique et écologique pour lutter contre les problèmes de santé liés à l’exposition au bruit à basse fréquence. Grâce à une métasurface acoustique innovante, ces objets du quotidien pourraient être utilisés pour créer des panneaux d’isolation sonore efficaces et peu coûteux. Les applications potentielles de cette technologie vont au-delà de l’isolation sonore et pourraient inclure la focalisation du son, la réflexion inhabituelle du son et la manipulation de la transmission du son.
Pour une meilleure compréhension
1. Qu’est-ce que le bruit à basse fréquence et pourquoi est-il problématique ?
Le bruit à basse fréquence est un type de bruit présent dans les villes, près des routes et des aéroports. Il peut provoquer des maux d’oreilles, des troubles respiratoires, de l’irritabilité et d’autres effets indésirables à long terme. Il est difficile à éviter en raison de sa présence dans diverses sources et de sa moindre affectation par les structures par rapport aux sons à haute fréquence.
2. Comment les balles de ping-pong aident à réduire le bruit à basse fréquence ?
Les chercheurs ont développé une métasurface acoustique qui utilise des balles de ping-pong comme résonateurs de Helmholtz pour créer une isolation sonore à basse fréquence peu coûteuse mais efficace. Les balles de ping-pong creuses avec de petits trous percés dans chacune agissent comme des résonateurs de Helmholtz, capturant les ondes sonores ambiantes à leur fréquence naturelle.
3. Qu’est-ce qu’une métasurface acoustique ?
Une métasurface acoustique est un matériau spécialement conçu pour manipuler les ondes sonores. Les métasurfaces peuvent être utilisées pour diverses fonctions, telles que la focalisation du son, la réflexion inhabituelle du son et la manipulation de la transmission du son.
4. Quels sont les avantages de cette solution par rapport aux isolants acoustiques ?
Les balles de ping-pong offrent une alternative économique et écologique aux isolants acoustiques traditionnels. Elles sont facilement accessibles et peuvent être recyclées, ce qui réduit les coûts et l’impact environnemental de l’isolation sonore à basse fréquence.
5. Quelles sont les autres applications potentielles de cette technologie ?
Outre l’isolation sonore, la métasurface acoustique utilisant des balles de ping-pong pourrait être élargie pour atteindre diverses fonctions similaires à d’autres métasurfaces, comme la focalisation du son, la réflexion inhabituelle du son, la manipulation de la transmission du son, et plus encore.
Sabat, R., Cochin, E., Kalderon, M., Lévêque, G., Antoniadis, I. A., Djafari-Rouhani, B., & Pennec, Y. (2023). Low frequency sound isolation by a metasurface of Helmholtz ping-pong ball resonators. Journal of Applied Physics, 10.1063/5.0160267. https://www.doi.org/10.1063/5.0160267
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