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Test du casque à suppression active de bruit SONY MDR-NC22

Page mise en ligne le 24/09/2007 - Mandorlo F.
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Une fois n´est pas coutume, nous allons nous intéresser à un produit destiné aux voyageurs. Le bruit est une des nuisances les plus désagréables lors de longs trajets dans les transports ferrovières, mais surtout aériens. Typiquement, dans un 777 en classe Eco, il est de rigueur de monter fortement le volume des casques distribués aux voyageurs pour couvrir convenablement le bruit ambiant. Sans parler qu´il est difficile de dormir...
Pourtant, il existe un moyen de réduire les nuisances sonores : la compensation active.

Principe de fonctionnement de la suppression active de bruit

Notions principales

Avec un modèle linéarisé des équations de Navier-Stokes, on peut montrer que le son correspond à une variation de pression qui obéït à une équation de Helmholtz, à savoir Δp+k2.p=0, avec k le vecteur d´onde dans le milieu considéré. La solution de cette équation pour une longueur d´onde k donnée est une combinaison linéaire de sinus et cosinus.
De la longueur d´onde, on peut remonter à la fréquence puisque l´on a f=2.π.c/k, avec c la vitesse de propagation de l´onde sonore dans le milieu considéré, qui vaut approximativement (car dépéndante aussi de la température) 340 m.s-1 dans l´air.

De la source à nos oreilles : le trajet type du bruit

Principalement, certains éléments sont de par leur fonctionnement des sources de bruit : c´est le cas de la plupart des moteurs, qu´ils soient à combustion ou à réacteur. D´autres sources correspondent à la mise en contact de plusieurs pièces : c´est le cas du contact métal/métal des roues des trains, dont les rails comportent plus ou moins de défauts, mais aussi des pneus de voiture sur une route.
Une fois la vibration acoustique générée, celle-ci se propage dans les matériaux à différentes vitesses et finit par rencontrer l´air de notre environnement d´écoute.
De manière générale, la génération d´un bruit provient d´une vibration qui se propage dans une structure et qui met en vibration une surface, un peu comme un haut parleur. Pour peu que la vibration corresponde à une résonnance d´une pièce, celle sera amplifiée de façon plus ou moins prononcée. Depuis maintenant plusieurs (dizaines ?) années, le problème du bruit est traité dès la conception des pièces (notamment toleries, forme des pièces maitresses...), de sorte à limiter la mise en vibration d´une surface à des fréquences non désirées.
Quelque soit la façon dont la source sonore est générée, elle finit par rencontrer l´air de notre environnement d´écoute, pour arriver à nos oreilles. Bien sûr, il existe des parades pour limiter la propagation du son, comme notamment la réalisation de sandwitchs matériau dense/gaz/matériau dense, ce qui est le cas des doubles (voire triples) vitrages. L´utilisation d´isolants peut aussi limiter la propagation des ondes sonores.

La suppression active de bruit : principe

L´onde sonore étant constituée de fonctions sinusoïdales, il convient de constater que si on la superpose avec un onde :

  • de même fréquence
  • en opposition de phase
  • de même amplitude

alors on peut annuler le bruit par interférences. Evidement, les hypothèses sont lourdes et donc en pratique, les appareils ne pourront que réduire le bruit ambiant. De plus, l´efficacité d´un tel produit est limitée dans l´espace, dans une certaine zone d´interférences entre le bruit environnant et l´onde générée par l´appareil "anti-bruit" !

Principe de l´atténuation du bruit : la zone bleue correspond à la zone couverte par le dispositif anti-bruit, dans la zone fortement bruitée en rouge

Principe de l´atténuation du bruit : la zone bleue correspond à la zone couverte par le dispositif anti-bruit, dans la zone fortement bruitée en rouge

Pour une efficacité optimale, le micro qui joue le role de capteur doit se trouver au plus près de la zone à traiter.

Les limites

Les paramètres fréquence/amplitude/phase ne sont bien sûr disponibles que si on réalise une acquisition du bruit que l´on cherche à supprimer. Sans entrer dans les détails, il existe plusieurs méthodes de suppression du bruit, mais principalement, les performances sont fortement dépendantes du temps d´acquisition, du traitement et de restitution du son correctif. La condition d´opposition de phase ne peut donc pas être parfaite, mais sera d´autant plus vérifiée que la durée de cette chaine sera courte. Les graphes suivants montrent le résultat pour un signal de 1 kHz avec des erreurs de phase ou d´amplitude.

Erreur de 10% sur la phaseErreur de 10% sur l´amplitude
Erreur de 10% sur la phaseErreur de 10% sur l´amplitude

Allure de l´onde résultante (noir) après correction de la source (en rouge) en générant le signal bleu

Le casque SONY MDR-NC22

Le boitier de contrôle du SONY MDR-NC22 est disponible dans différents coloris dont blanc Mac, argent/noir et argent/rosé.

Données constructeurs

Concernant les performances audio, SONY indique :

  • Impédance : 20 Ω (à 1 kHz) en marche et 8.5 Ω (à 1 kHz) à l´arrêt
  • Sensibilité : 102 dB/mW (100 dB/mW à l´arrêt)
  • Bande passante : 8 à 22 kHz
  • Taille du diaphragme : 13.5 mm
  • Compensation active : 50 à 1500 Hz (plus de 12 dB d´atténuation à 200 Hz)
  • Autonomie : 50h (pile AAA)

Les accessoires sont les suivants :

  • différents adaptateurs en silicone pour les oreillettes
  • un sac de transport
  • un adpatateur pour se brancher sur les casques en avion
Bundle du casque SONY MDR-NC22

On constate que les micros pour capter le bruit sont présents sur chaque oreillette (visible à droite du SONY sur l´image ci dessus) : une position idéale pour neutraliser le bruit qui entre dans chacune des oreilles !

Utilisation

L´appareil comporte uniquement deux boutons : son utilisation est donc très simple ! Le premier est un interrupteur ON/OFF et le second permet d´annuler l´atténuation de bruit lorsqu´on maintient l´appuie. Un indicateur lumineux indique le fonctionnement au pas de l´appareil.
La nature même des oreillettes fait que lorsqu´elles sont en place, elles atténuent naturellement le bruit environnant.

En ne branchant aucun appareil sur le connecteur jack 3.5 mm, on obtient alors un simple atténuateur de bruit, ce qui en soit est déjà intéressant !

Pour finir, on peut désactiver l´atténuation et se servir de l´atténuateur comme un simple casque : il remplace donc un casque classique !

A titre indicatif :
  • en TGV, il ne reste plus qu´un léger bruit de fond
  • en avion (Aribus 777 en classe Eco), il reste un faible bruit de fond, plus marqué qu´en TGV, mais nettement moins génant que le bruit ambiant. Etant donné qu´on peut le brancher sur les sorties audio de ce genre d´avion, on appréciera de regarder un film avec un casque de qualité qui supprime le bruit des moteurs. Etant donné que le volume de la video ne nécessite pas de monter aussi haut qu´avec le casque fournit par l´équipage, on notera que les maux de têtes sont nettement moins prononcés. Après 12h d´avion, nos oreilles souffrent moins puisqu´on éprouve moins de difficulté à se réadaptater à un niveau sonore plus faible.
  • au milieu d´une file d´attente : il reste un léger bruit de fond. Cependant, il reste assez difficile de suivre une discution si l´atténuation est active. En effet, la fréquence de coupure de 1500 Hz laisse passer une partie de la voie. On distingue la présence des messages audio courament utilisés en gare ou en aéroport, mais il faut vraiment tendre l´oreille pour comprendre... et ne pas avoir de musique en même temps !

Malgré la bande passante de compensation plutôt étroite, l´atténuation s´avère efficace !

Casque SONY MDR-NC22

Conclusion

Impressionnant ! La compensation est réellement efficace. Le bouton Monitor qui permet de couper momentanément la compensation est fort pratique, et permet aussi de facilement se rendre compte des performances du produit.
Evidement, il est indispensable de bien ajuster les oreillettes et boucher le conduit auditif pour une efficacité maximale. On pourra l´utiliser de deux façons :

  • soit pour écouter de la musique sans avoir à monter le volume pour couvrir le bruit ambient. La qualité du casque est vraiment correcte et suffira largement à la majorité. Bien sûr, les mélomannes pourront peut-être trouver à redire, mais n´oublions pas qu´il s´agit aussi de supprimer le bruit environnant, et dans ce domaine, il y a peu de concurrence.
  • soit tout simplement pour atténuer le bruit environnant et pouvoir se reposer au calme. Dormir en classe Eco devient nettement plus facile, tout comme en train !

Enfin, n´ayant pas à monter fortement le volume de la musique pour l´entendre clairement, on a tendance à utiliser un son à plus bas volume, pour le plus grand bien de nos oreilles !
Un produit qui apporte un confort certain, et presque indispensable à tout voyageur !


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