Lundi 11 avril 11h00 - 12h00 : remise de la Médaille Française 2021 de la SFA

Joël Gilbert (LAUM, CNRS, Univ. Le Mans)
La science des cuivres : un cuivre ça cuivre, et attention une note pédale peut en cacher une autre.

Les instruments de musique à vent de type cuivre ont récemment fait l’objet d’une monographie [1]. L’accent est mis ici sur deux thèmes : propagation acoustique non linéaire et cuivrabilité d’une part, systèmes dynamiques et notes pédales d’autre part. Une caractéristique importante d'un instrument de musique est son timbre. Le musicien exerce une grande influence sur le contrôle du timbre. Mais l'espace de paramètres dans lequel il peut exercer ce contrôle est affecté par le profil de la perce de l'instrument. C’est le facteur majeur qui détermine l’effet de la propagation non linéaire de l'onde sonore interne sur l’enrichissement spectral du son émis au cours d'un crescendo. Ainsi la cuivrabilité est utilisée comme discriminateur quantitatif entre les différents types d'instruments.
D'autre part, les cuivres possèdent une série de « notes naturelles » proche d’une série harmonique : Bb1, Bb2, F2, Bb3, D4 … pour le trombone ou l’euphonium par exemple. La note la plus grave (Bb1) est la « note pédale ». La note pédale du trombone a un comportement singulier, elle sonne une quinte au-dessus de la première résonance acoustique de l’instrument (Eb1). Bouasse a montré qu’il est possible de jouer ce Eb1 si on remplace l’embouchure par un bec de saxophone. Par ailleurs, l’euphonium permet facilement l’émission d’un D2 entre les deux premières notes naturelles, appelée « note fantôme » car peu connue des tubistes. Après le paradoxe de la note pédale du trombone, maintenant le paradoxe de la note fantôme du tuba. Ces deux paradoxes sont maintenant bien compris de par le calcul de diagrammes de bifurcation, et la modélisation physique confirme que oui, une note pédale peut en cacher deux autres.

[1] Campbell, M., Gilbert, J., and Myers, A. (2021). The Science of Brass Instruments. Springer Nature, Cham, Switzerland.

Mardi 12 avril 16h10 - 17h10 : remise de la Médaille Étrangère 2021 de la SFA

John Page (Ultrasonics Research Laboratory, Univ. Manitoba, Canada)
Acoustic waves in complex media: highlighting resonances in wave physics and collaborations

In this presentation, I will describe work done in collaboration with researchers in France that explores the wave physics of complex materials in which scattering of ultrasonic waves can lead to “unusual” behaviour. A common element in this research is the important role often played by resonances and resonant interactions. I will highlight a number of topics, including atypical dispersion in a phononic crystal, super-absorption and double negativity in bubbly metamaterials, and wave transport in inhomogeneous media where strong multiple scattering of ultrasound occurs. In the last case of multiply scattered waves in disordered media, energy transport can often be well described using the diffusion approximation, with resonances giving rise to slow diffusion and remarkably low values of the so-called energy velocity. Of particular interest to us are situations where interference effects lead to the breakdown of diffusive transport, resulting in a transition to localized behaviour in which energy becomes trapped near the source.
Ultrasonic techniques have proven to be especially valuable for investigating this Anderson localization of classical waves in three-dimensional disordered media, where we continue to be surprised by wave phenomenon that some of us were not initially expecting. An example is the effect of anisotropy on the transport of multiply scattered waves, where anisotropic transport is clearly observed in the diffusive regime but becomes progressively suppressed as the Anderson transition is approached.

Mercredi 13 avril 14h20 - 15h20 : remise de la Médaille Française 2019 de la SFA

Anne-Christine Hladky-Hennion (IEMN, Univ. Lille, CNRS, Centrale Lille, Lille)
Les métamatériaux acoustiques : généralités et applications

Les cristaux phononiques (c'est-à-dire les arrangements périodiques de plusieurs matériaux) ont suscité un grand intérêt au cours des deux dernières décennies en raison des propriétés inhabituelles qu'ils peuvent présenter. Classiquement, en fonction des propriétés des matériaux et de la disposition géométrique, les cristaux phononiques peuvent produire des bandes interdites, c'est-à-dire des gammes de fréquences dans lesquelles la propagation des ondes est interdite (i.e. les ondes sont évanescentes). Ces bandes interdites de Bragg offrent plusieurs applications potentielles, du kHz au GHz selon la périodicité spatiale, dans des domaines tels que l’isolation phonique, le filtrage fréquentiel sélectif, la furtivité en acoustique sous-marine ou la réalisation de transducteurs plus performants pour le contrôle non-destructif...
Le vocable métamatériaux désigne une classe de matériaux artificiels présentant une structuration à une échelle plus petite que la longueur d’onde leur permettant d’adopter un comportement sans équivalent à l’état naturel. Les métamatériaux possèdent un comportement effectif macroscopique en relation étroite avec les propriétés des sous-structures les constituant. Ils peuvent présenter des résonances dites « locales » ou objets de petite taille mais résonants à des fréquences telles que la longueur d’onde effective dans le milieu ambiant est grande comparativement à l’objet. L’apparition de bandes interdites leur confèrent également un certain nombre d’applications potentielles.
Dans cette présentation, après des généralités sur les métamatériaux et les cristaux phononiques, plusieurs applications spécifiques sont décrites, d’une part pour l’acoustique sous-marine, et d’autre part pour la réalisation de filtres RF agiles. Il s’agit à chaque fois de présenter l’état de l’art, les solutions actuelles et de proposer des perspectives en lien avec de nouvelles opportunités, de la conception à la réalisation de métamatériaux acoustiques.

Jeudi 14 avril 14h00 - 15h00 : Conférence invitée

Rozenn Nicol (Orange Labs, Lannion)
De la recherche en acoustique dans les télécoms : Acoustics reloaded.

Cette conférence vise à illustrer la diversité de la recherche acoustique dans les télécommunications à travers mes propres travaux, en montrant comment les évolutions technologiques ont enrichi les thèmes de recherche. Axées originellement sur les communications vocales, les télécommunications ont longtemps considéré l’acoustique comme un domaine majeur (codage, reconnaissance automatique ou synthèse de la parole). Un équipement emblématique est la chambre sourde du site d’Orange à Lannion.
Une première évolution est l’introduction du son 3D, d’abord pour la visioconférence avec le concept de téléprésence, puis pour l’enrichissement des contenus de type radio, télévision, VOD, ou des jeux vidéo. Des antennes de haut-parleurs, ou de microphones, ont été déployées pour mettre en oeuvre des systèmes « holophoniques » ou « ambisoniques ». Les interactions entre son et image 3D ne sont pas oubliées.
A la fin des années 2000, les smartphones envahissent nos vies et entraînent indirectement l’adoption massive du casque d’écoute qui ouvre la voie au son 3D binaural. L’individualisation des filtres binauraux liés à la morphologie de l’auditeur, principal frein à une diffusion grand public, suscite alors de nombreuses recherches.Après le développement des technologies de spatialisation sonore, leur évaluation perceptive est abordée. En complément des méthodes classiques, des approches innovantes issues des neurosciences sont explorées en cherchant des indicateurs de l’immersion sonore dans l’activité cérébrale.
La dernière évolution est l’usage de l'acoustique comme capteur universel pour l'internet des objets. Tout objet (électro-ménager, voiture, bâtiment, …) peut devenir communiquant, et écouter son environnement pour y détecter des informations ou des événements grâce à des modèles de reconnaissance automatique de sons à base de réseaux de neurones. Les applications vont de la sécurité et l’assistance aux personnes à la mesure acoustique de biodiversité. Les interactions avec l’environnement sont aussi revisitées avec la commande mentale où l’acoustique aura peut-être son mot à dire…

Vendredi 15 avril 9h00 - 10h00 : Conférence invitée

Judicaël Picaut (UMRAE, Univ. Gustave Eiffel, Bouguenais)
Acoustique urbaine : des premières recherches aux nouveaux enjeux et défis

Bien que les premières recherches sur le sujet de l'acoustique urbaine aient vu le jour dans les années 70, il faudra attendre la fin des années 90 pour qu'une communauté scientifique se mette en place progressivement et aborde à nouveau ce sujet d'étude. Dès lors le nombre de publications scientifiques traitant de cette problématique n'a cessé d'augmenter, de manière quasi-exponentielle jusqu'à aujourd'hui. Cette forte mobilisation de la communauté scientifique a notamment eu pour objectif de tenter d'apporter des solutions concrètes pour faire face aux enjeux sanitaires et sociétaux de la pollution sonore, en particulier dans les pays développés.
Si les premiers travaux se sont initialement focalisés sur des sujets d'étude très "physiques", dans un objectif de mieux comprendre et modéliser les phénomènes d'émission et de propagation acoustique en milieu urbain, une autre communauté s'est très rapidement mise en place pour aborder le sujet dans sa dimension perceptive, d'abord sous l'angle de la gêne, puis la qualité des environnements sonores. Plus récemment encore, avec le développement de nouvelles technologies, de la ville intelligente, des capacités de calcul et de traitement de l'information... les recherches en acoustique urbaine ont considérablement évolué, s'ouvrant sur d'autres disciplines, telles que les mathématiques appliquées, les statistiques, les sciences de l'information géographique, les sciences des données, le design sonore...
Dans cette communication, nous nous proposons de retracer cette petite histoire de l'acoustique urbaine, puis nous nous focaliserons sur ses derniers verrous et enjeux pour les années à venir.