De nouvelles structures acoustiques respectueuses de l’environnement contribuent à réduire le bruit
L’environnement acoustique peut avoir autant d’impact sur l’homme que la température et la lumière. Dans les villes, les bruits indésirables pénètrent souvent dans les espaces personnels, et le bruit dans les trains, les bus et les métros peut causer un inconfort important aux voyageurs. La pollution sonore en général devient un problème majeur en Europe: le nombre de personnes exposées à des niveaux de bruit ambiant supérieurs aux niveaux des indicateurs fixés par la Directive européenne sur le bruit ambiant a dépassé les 53 millions en 2018. La capacité à réduire la transmission du son d’un environnement à un autre est donc cruciale. Les technologies d’insonorisation actuelles sont basées sur des propriétés ou des microstructures de matériaux spécifiques, comme la mousse amortissante. Habituellement, ils doivent être fabriqués à partir de matériaux haute densité et peuvent être très coûteux. Les métamatériaux acoustiques sont des matériaux conçus pour contrôler, diriger et manipuler les ondes sonores, et sont un candidat prometteur pour une utilisation dans les technologies de contrôle du son. Plutôt que de dépendre de matériaux spécifiques, leur succès repose sur des caractéristiques spécifiques de la forme de leur structure. «Les métamatériaux comprennent tous les matériaux qui, grâce à une conception appropriée et à une fonctionnalisation de la topologie, atteignent des caractéristiques physiques spécifiques et des performances supérieures à celles des matières premières disponibles dans la nature. Ces propriétés ne dépendent donc pas de la nature microscopique et moléculaire des matériaux constitutifs mais uniquement de la géométrie et de la topologie finales», explique Giovanni Capellari, co-fondateur de Phononic Vibes. Le projet PHOMETAPAN, financé par l’UE et hébergé par Phononic Vibes, a développé une nouvelle technologie basée sur des métamatériaux acoustiques. Le système absorbe et isole les vibrations sonores indésirables pour contrôler le niveau sonore qui le traverse. D’une largeur de seulement 5 cm, les nouveaux panneaux innovants de PHOMETAPAN peuvent être jusqu’à deux fois plus efficace pour réduire le bruit que les produits d’insonorisation concurrents.
Arrêter le son
La technologie est basée sur un sous-ensemble de métamatériaux appelés métapanneaux phononiques. Les panneaux s’appuient sur la physique des structures mécaniques appelées cristaux phononiques, des structures artificielles basées sur la répétition d’une cellule élémentaire, conçues pour maximiser l’isolation acoustique. La nouvelle structure peut isoler et arrêter le bruit, et est faite de plastiques recyclés, permettant au système d’être plus durable que les panneaux d’insonorisation existants. «Le projet PHOMETAPAN vise à industrialiser la topologie complexe de la cellule unitaire et à évaluer le potentiel d’exploitation commerciale du système», ajoute Giovanni Capellari, coordinateur du projet PHOMETAPAN. L’équipe a testé avec succès ses produits dans un laboratoire. Certains produits ont déjà été conçus pour fonctionner dans des applications industrielles, mais cette technologie pourrait facilement être utilisée dans les maisons, réduisant les bruits indésirables des machines à laver, lave-vaisselle et autres appareils bruyants. Les entreprises de construction et les opérateurs immobiliers pourraient donc également en bénéficier.
Faire de l’Europe un leader du contrôle du son
Le projet PHOMETAPAN vise à placer l’Europe à la pointe des technologies acoustiques, en favorisant l’utilisation de métamatériaux dans toute une gamme de secteurs, de marchés et d’industries différents. Un coach, nommé au cours du projet, a aidé l’équipe à approfondir ses connaissances sur l’analyse de marché, le développement de produits et le développement commercial, tandis que la subvention de l’UE les a aidés à tester la faisabilité technique et commerciale du métapanneau. «Sans le soutien des initiatives de l’UE, de nouvelles activités basées sur la recherche universitaire, comme celle-ci, ne pourraient pas voir le jour», déclare Giovanni Capellari.
Mots‑clés
PHOMÉTAPAN, acoustique, bruit, son, design, métamatériaux, phononique, cristaux, structure
