Unité mixte de recherche Ircam-cnrs

Premiers résultats : la démarche de contrôle actif modal se décompose selon les étapes suivantes :

• 
  Identification des modes propres de vibration du système
  
• 
  Mise en place du système de contrôle à partir d’une simulation du système à contrôler
  
• 
  Mise en œuvre sur le système réel
  

Les étapes 1 et 2 ont été réalisées pour 2 prototypes d’instruments de musique actifs simplifiés : un instrument à cordes et un instrument à vent.

1. 
   Monocorde actif : un instrument à corde simplifié a été construit. Appelé « monocorde », il est constitué d’une corde en acier tendu et d’une table d’harmonie rectangulaire en épicéa encastrée sur tout son contour, reliés par un petit chevalet de bois. Une analyse modale de la table d’harmonie a été effectuée par vibrométrie laser (coll. F. Ollivier UPMC). L’identification des paramètres modaux (fréquences, amortissements) a été effectuée à l’aide du logiciel Modan. L’influence de la tension de la corde sur les propriétés modales de la table a été mesurée.
   

Un système de contrôle modal a été implémenté sous Simulink. Il est constitué d’un observateur de Luenberger qui permet de reconstruire le vecteur d’état du système à partir de la mesure et d’un contrôleur dont les gains sont calculés par placement de pôles (coll. B. Chomette UPMC). Ce système de contrôle a été validé sur une simulation de la table d’harmonie du monocorde, en montrant la possibilité de modifier fréquences et amortissements des modes de vibration. Les conséquences du contrôle sur le résultat sonore ont été qualifiées à l’aide d’une synthèse sonore faite pour une excitation de type corde frottée (générée par Modalys) comme perturbation à l’entrée de la simulation.

2. 
   Prototype d’instrument à vent : un instrument à vent simplifié a aussi été construit. Simple tuyau cylindrique ouvert, il contient également un microphone à électret et un haut-parleur collocalisés latéralement au tuyau. L’identification des modes propres du système a été effectuée par une mesure de l’impédance d’entrée à l’aide du système BIAS. Les déformées modales ont été obtenues par des mesures microphoniques en 100 positions dans le système (coll. David Sharp, Open University, UK).
   

Un système de contrôle modal a été implémenté de la même manière que pour le monocorde et a été validé sur une simulation d’un tuyau cylindrique. Les paramètres modaux obtenus en boucle fermée ont été entrés dans le logiciel Modalys. Les conséquences du contrôle sur le son et la jouabilité de l’instrument ont ainsi pu être évaluées.