Stage M2 – Modélisation de vibreurs électrodynamiques couplés à la peau

Contexte

Junia ISEN est une école d’ingénieur spécialisée en informatique et électronique. Un de ses laboratoires est spécialisé en acoustique (IEMN, UMR 8520 CNRS), notamment en perception sonore et vibrotactile.
Le projet de recherche « Staccato » (Médiation vibrotactile pour la pratique musicale partagée), financé par l’Agence Nationale de la Recherche, étudie l’utilisation des signaux vibrotactiles (génération de vibrations destinées à être diffusées par contact avec la peau et ressentis par des participants) 1) comme élément d’un vocabulaire à partir duquel il est possible de produire de la musique vibratoire, et 2) comme vecteur d’information pour la communication interpersonnelle, dans le contexte du jeu musical collectif. Ce projet réunit une équipe multidisciplinaire autour de l’acoustique, l’ingénierie, la psychologie, la linguistique, dont l’équipe portant ce stage : Junia / IEMN (UMR CNRS 8520).
Dans le cadre de ce projet, des transducteurs électrodynamiques sont utilisés (type Dayton Audio DAEX25CT et DAEX19CT). Ils fonctionnent de la même manière que des haut-parleurs électrodynamiques. Les vibrations sont donc générées comme seraient générés des sons à l’aide de logiciels dédiés (Python, Matlab, Pure Data, Max/MSP, etc.) et restitués via une chaîne électroacoustique classique (carte-son, amplificateur audio, vibreur considéré comme un haut-parleur). Des modèles, celui de Thiele-Small par exemple, permettent aujourd’hui d’anticiper le comportement des haut-parleurs en considérant les caractéristiques électro-mécaniques du dispositif. Or, ici, le vibreur est maintenu en contact avec un matériau visco-élastique (peau), ce qui a pour effet de modifier le comportement du transducteur. Il faut donc maintenant faire évoluer le modèle de Thiele-Small, en considérant ce couplage, afin de pouvoir anticiper le comportement des vibreurs en contact avec la peau.

Description du poste et des missions
Afin de pouvoir faire évoluer le modèle de Thiele-Small (ou un équivalent) en considérant le couplage avec un matériau visco-élastique, ce stage s’articulera autour de différentes missions de :
– Bibliographie (mécanique, électronique, analogie électro-mécanique…) ;
– Mesures sur un système réel (vibromètre laser, analyseur d’impédance, accéléromètre…), à vide (vibreur non couplé) comme chargé (vibreur couplé à la peau comme à différents matériaux, avec différentes forces de serrage, etc.) : les différentes configurations expérimentales nécessiteront une réflexion approfondie et un soin particulier, tant la spécificité du système vibrant réside dans son couplage au système récepteur ;
– Conception d’une modélisation physique (un modèle analytique est envisagé) ;
– Comparaison du modèle physique et des mesures sur le système réel.

Au sein du laboratoire d’acoustique, vous serez encadré par un doctorant de troisième année et deux enseignants-chercheurs (voir section « contact »), membres du projet Staccato.