Stanislav Sergeev reçoit le prix Asea Brown Boveri Ltd. (ABB) 2024
Plasma-based Electroacoustic Actuator for Broadband Sound Absorption
Thèse EPFL n°9784
Directeurs de thèse : Prof. P. Vandergheynst, Dr H. Lissek
Pour son travail pionnier associant la physique des plasmas, l’ingénierie acoustique et le contrôle actif. Son concept de « méta-couche plasmacoustique » révolutionne les techniques de protection contre le bruit, permettant pour la première fois de manipuler des ondes sonores sans recourir à un matériau tangible.
Le bruit environnemental a un impact immense sur la santé, ce qui rend le développement de technologies de réduction du bruit important. Les méthodes existantes ne sont généralement pas compactes, à large bande, légères et mécaniquement robustes. Les absorbeurs passifs sont encombrants et inefficaces dans les basses fréquences. Les méthodes de réduction active du bruit, y compris la suppression active du bruit et le contrôle de l'impédance acoustique, étendent la bande passante de fonctionnement et restent petites par rapport à une longueur d'onde. Les haut-parleurs électrodynamiques sont un choix conventionnel pour les transducteurs contrôlés, mais sont limités par leur diaphragme fragile, leur poids élevé et leur nature résonnante, limitant la bande passante de contrôle. Cette thèse se concentre sur le développement d'un transducteur électroacoustique à base de plasma pour les applications de contrôle actif du son. Le champ acoustique est manipulé en ionisant partiellement une fine couche d'air avec une décharge corona atmosphérique et en le contrôlant avec un champ électrique alternatif. En utilisant la physique unique de ce transducteur avec le modèle analytique, une absorption sonore parfaite et une réflexion acoustique réglable sont obtenues sur deux décennies de fréquence, de quelques Hz à la gamme kHz. Cette bande passante et cette compacité sans précédent, ainsi que la simplicité et la légèreté de la construction, ouvrent de nouvelles portes dans les applications de contrôle du bruit et les métamatériaux acoustiques.