Simon BELLONCLE : étude des réseaux d’antennes microphoniques sphériques pour la capture et l’analyse à grande échelle spatiale des champs acoustiques

du 1er novembre 2020 au 31 octobre 2023

Laboratoires : LMFA (Lyon) et LVA (Lyon)
Directeurs de thèse / encadrants : Pierre Lecomte et Quentin Leclere

Résumé :  

La capture des champs acoustiques à l’aide d’un antenne microphonique est le point d’entrée de toute méthode d’analyse acoustique telle que la formation de voie et l’imagerie acoustique , l’identification du nombre de source, de leur direction d’arrivée, etc. Lors de la réalisation d’une antenne, de nombreux facteur conditionnent la qualité de l’analyse parmi : le nombre de microphones, leur arrangement , la position/orientation de l’antenne, l’influence de l’antenne sur le champ acoustique. Bien que la tendance à augmenter et densifier le nombre de microphones permet d’augmenter la précision et la résolution de l’analyse, la mise en oeuvre d’une telle stratégie peut s’avérer lourde et couteuse. Les approches d’analyse parcimonieuse deviennent pertinentes dans ce contexte.
Lorsque la géométrie de l’antenne microphonique le permet, une stratégie d’analyse efficace des champs acoustiques est l’approche modale : le champ acoustique capté par l’antenne microphonique est décomposé sur une base modale et l’analyse se fait dans cette base. Une des bases les plus en vogue est celle des harmoniques sphériques, avec la technique ambisonique . La capture du champ acoustique utilise une antenne sphérique de microphones qui permet de représenter de manière continue le champ acoustique aux abords de l’antenne. La zone de représentation valide du champ est limitée à la première source acoustique (problème intérieur), augmente avec le degré de décomposition, et diminue à mesure que la fréquence augmente. Pour augmenter taille de la zone de représentation du champ acoustique, des approches récentes utilisent des réseaux d’antennes microphoniques sphériques. Les applications actuelles visent à la navigation dans un champ acoustique pour la réalité virtuelle mais des applications industrielles seraient tout à fait envisageables.
Dans ce contexte, cette offre de thèse propose d’étudier les réseaux d’antennes microphoniques sphériques pour la capture et l’analyse à grande échelle spatiale des champs acoustique. En se basant sur la l’état de l’art, le premier objectif est de s’approprier les méthodes actuelles parmi les approches linéaires, paramétriques et non-linéraires. Le LVA possède une expertise sur les approches bayésiennes qui pourront être étudiées dans ce contexte. Dans un second temps, une validation expérimentale des approches proposées sera menée en utilisant un réseau d’antennes microphoniques sphériques.
Si les résultats d’analyse sont satisfaisant, il sera envisagé de réfléchir à la reconstruction du champ acoustique capté sur réseau de haut-parleurs, en utilisant les moyens expérimentaux du LMFA.