Dans une époque où les bruits urbains se font de plus en plus assourdissants, nombreux sont ceux qui aspirent à créer leur propre havre de paix acoustique. Les concepteurs de casques et d’écouteurs ont bien compris cette quête universelle.
Aujourd’hui, ils proposent une gamme de produits mettant en avant l’efficacité d’une technologie de réduction de bruit dite active. Si le terme est encore méconnu pour certains, c’est parce que jusqu’à récemment, la seule technologie utilisée était la réduction passive. Cette dernière a néanmoins montré ses limites, laissant place à un nouveau système qui fonctionne mieux.
En effet, la réduction de bruit active fonctionne en émettant des ondes sonores inverses pour neutraliser les bruits externes. Et pour y arriver, elle se sert d’une barrière antibruit composée de micros.
Cette technologie s’inscrit ainsi dans une quête de sérénité au sein d’un environnement perturbé par des sons indésirables. Est-ce la première fois que vous découvrez un tel système de réduction de bruit ? Installez-vous confortablement et laissez-moi vous guider à travers les rouages de cette innovation.
Dans cet article
Définition de la réduction de bruit active
De base, la réduction active de bruit vient de l’acronyme anglais « ANC », ce qui signifie Active Noise Control ou Cancellation. En français, le sigle est littéralement défini comme le contrôle actif du bruit, également connu sous le terme d’« antibruit ».
Techniquement, la réduction active de bruit ou ANC représente une fonction intégrée aux casques et écouteurs sans fil haut de gamme. Allant au-delà d’une simple fonctionnalité, cette technologie, basée sur le traitement du signal, a pour objectif d’éliminer les sons extérieurs indésirables.
Cependant, il est essentiel de ne pas comparer leur efficacité à celle des outils antibruit plus simples comme les bouchons d’oreilles.
En réalité, la technologie de l’ANC transcende l’efficacité de tout cela en faisant appel à des dispositifs électroniques intelligents. Ces derniers sont minutieusement programmés pour annihiler de manière active les perturbations sonores de votre environnement.
En complément de la réduction de bruit passive déjà en place, l’ANC assure une filtration efficace des bruits gênants et persistants. Par ricochet, elle procure une expérience auditive totalement immersive. Lorsqu’elle est activée sur un casque audio ou des écouteurs, cette fonction peut se manifester par un discret sifflement. Cela met en évidence son implication active dans la neutralisation des nuisances sonores.
État des lieux de la réduction de bruit active
Pour dresser un panorama de l’état des lieux de l’ANC, il est impératif d’explorer son histoire, jalonnée par diverses origines.
Qui a inventé la réduction de bruit active ?
Les pionniers de l’innovation
L’histoire de la réduction active de bruit nous amène au tout premier brevet déposé en 1930 par l’ingénieur allemand Paul Lueg. Son invention portait sur l’annulation des ondes planes à l’intérieur des tuyaux. Cependant, l’ingéniosité de l’allemand était limitée aux ondes planes ; ne pouvant donc pas s’appliquer à un environnement acoustique plus complexe.
Ce n’est qu’en 1980 que la technologie fut adaptée à ce type d’environnement, grâce aux efforts des Français Christian Carme et Alain Roure. Ils furent les premiers ingénieurs de recherche à déposer le concept au CNRS.
La continuité avec la NASA
Au cœur du XXe siècle, les États-Unis font de la conquête spatiale une priorité incontestée. La NASA travaillait donc sur divers projets dont la conception d’une nouvelle navette spatiale après le programme Apollo. L’objectif était de faciliter des voyages et des interventions régulières dans l’espace.
Cependant, les scientifiques de la NASA se trouvent confrontés à un défi inattendu : un niveau de bruit excessif dans le cockpit. En effet, les casques à réduction de bruit accessibles à l’époque se révèlent insuffisants. Il était quasi impossible de préserver l’ouïe des astronautes.
C’est ainsi que Bose s’associe à la NASA pour concevoir un équipement adapté à la réduction active de bruit (ANC).
Petit rappel important : il faut souligner que le fondateur de la marque avait entamé le développement de quelques prototypes. Le Dr Amar Bose proposait déjà des casques ANC destinés aux pilotes d’avion entre 1986 et 1990.
Toutefois, il a fallu attendre 2000 pour voir le premier casque professionnel à réduction de bruit active destiné au grand public. Depuis lors, la technologie n’a cessé d’évoluer.
Quel est l’état actuel de la technologie ?
L’ANC a beaucoup influencé la conception des casques audio ou des écouteurs qu’ils soient sans fil ou avec connexion Bluetooth. Aujourd’hui, les casques à réduction de bruit active ont considérablement surpassé leurs prédécesseurs. On peut dire que la technologie a affiné son approche au fil du temps, avec des microphones antibruit récents et performants.
De plus, vous pouvez désormais obtenir un contrôle actif du bruit en traitant le signal audio selon trois modes distincts. Afin de clarifier ces avancées, une section complète de ce guide vous sera dédiée. J’y reviendrai.
Revenons sur un autre point qui met en exergue l’état des lieux de la réduction de bruit active. Il s’agit notamment des environnements d’application de la technologie.
Au-delà du domaine de l’audio, l’ANC est utilisée dans un environnement industriel ou encore l’aéronef. Là-bas, le bruit sonore des machines et avions peut atteindre des niveaux de fréquences potentiellement dangereux. L’ANC est donc intégrée dans des dispositifs de protection auditive. Cela assure la sécurité des ouvriers qui sont exposés à d’intenses nuisances intenses.
Outre ce secteur, l’isolation est également utilisée dans l’environnement du télétravail ou des transports en commun pour réduire la fatigue auditive.
Comment fonctionne la réduction de bruit active ?
Pour un néophyte, le système de l’ANC peut être une méthode d’isolement extrêmement difficile à comprendre. Pourtant, il est simple à mettre en œuvre. Pour saisir son fonctionnement, une plongée dans les concepts mathématiques et physiques s’avère nécessaire.
Le concept fondamental
Mathématiquement, le principe essentiel de la réduction active du son repose sur une équation simple : 1 + (-1) = 0. En termes plus clairs, cela signifie que la somme de deux chiffres identiques, mais opposés, s’annule mutuellement !
C’est là que la physique intervient pour éclairer des termes techniques cruciaux, sans lesquels la compréhension serait incomplète. Ces termes englobent le « bruit », le « son » et l’« onde ». Si le bruit se caractérise comme un son indésirable, le son représente une variation de pression. Pour être plus précis, c’est une vibration dans l’air qui arbore la forme de plusieurs ondes longitudinales.
Pour mieux appréhender ce concept mathématique et physique, considérons la théorie suivante. S’il est possible d’émettre, de manière simultanée, l’inverse exact de l’onde à éliminer, la somme des deux sera nulle. On revient donc au 1 + (-1) = 0. En général, le fonctionnement de la réduction active du son s’inscrit dans cette théorie.
Cependant, ces explications demeurent à une fréquence générale. On est encore dans les grandes théories. Entrons à présent dans les détails pratiques du fonctionnement du système de la réduction active du son.
Le fonctionnement de l’ANC
Cette technologie vise avant tout à améliorer notre expérience auditive plutôt qu’à instaurer un silence total. Voici comment tout ceci fonctionne :
La capture précise des stimuli sonores
Dans la pratique, il existe un réseau de capteurs stratégiquement disposés autour du casque audio ou des écouteurs. Ces capteurs peuvent être considérés comme de petites oreilles magiques sous la forme de microphones et de haut-parleurs. Par la suite, ils vont entendre ou capturer de manière précise les bruits environnants perçus par l’auditeur.
Le traitement numérique du signal
Une fois ces informations sonores capturées, le matériel interne du casque sera aidé par des algorithmes de traitement numérique avancés. Cette phase est indispensable et annonce le début d’une série d’opérations sophistiquées.
La manipulation fine des ondes sonores
Vous avez bien suivi le concept fondamental susmentionné ? Si c’est le cas, vous avez certainement compris que l’ANC repose sur la compréhension ingénieuse du caractère ondulatoire du son.
Ici, le casque va d’abord dupliquer la fréquence sonore perçue. Ensuite, il va procéder à un décalage temporel afin de créer un déphasage intentionnel entre les ondes sonores originales et reproduites. Cette stratégie astucieuse va enfin créer une annulation cohérente des fréquences indésirables.
Vous avez encore quelques doutes dans la compréhension du fonctionnement ?
Gardez simplement à l’esprit que les micros intégrés à votre casque captent les bruits environnants. Ensuite, ils les « annulent » en les ré-émettant directement vers votre oreille. Et pour que cette méthode soit réellement efficace, une condition cruciale doit être remplie.
À l’évidence, les deux ondes sonores, celle qui est captée et celle qui est réémise, doivent être en totale opposition. En termes scientifiques, cela se traduit par une interférence destructive. Quand une onde atteint son point le plus fort, l’autre doit être à son niveau le plus bas. Ce système intelligent permet donc de réduire de manière significative les bruits parasites autour de vous.
Quels sont les avantages de la réduction de bruit active ?
Le système de la réduction active des nuisances sonores s’inscrit comme une avancée technologique aux multiples retombées. Voici pour vous quelques avantages considérables qu’elle procure.
Une qualité d’écoute optimisée
Le contrôle actif du bruit élimine de manière minutieuse les bruits de fond persistants. En raison de cette netteté remarquable, il est donc vivement recommandé pour l’écoute de la musique ou encore les communications. Prenons l’exemple d’une salle de travail animée pour les travailleurs en open-space. Avec l’ANC d’un casque Bluetooth ou sans fil, les conversations lointaines, les cliquetis de claviers et les bruits ambiants sont atténués.
Une atténuation de la fatigue auditive
Dans des environnements particulièrement bruyants, il peut arriver que vous ayez besoin d’augmenter le volume de vos airpods ou de votre casque. L’intention est claire : contrebalancer les nuisances sonores. Toutefois, cela peut induire une fatigue auditive. Grâce à l’ANC, vous pouvez éviter ce genre de malaise.
Dans le cas d’un voyageur dans une salle de transport en commun, l’ANC agit comme une barrière protectrice. En utilisant un casque bose ou sony, il évite le bruit constant des moteurs, des annonces et des conversations des passagers. Même à un niveau de volume bas, le contrôle actif de bruit garantit une clarté sonore suffisante pour la musique ou les podcasts. Le voyageur profitera donc d’une expérience plus agréable tout en préservant sa santé auditive.
Une stimulation de la concentration
Un environnement agité peut considérablement entraver la concentration sur la réalisation d’un travail.
Considérons l’exemple d’un freelance ou d’un étudiant installé dans un coin de café animé pour travailler ou étudier. Ce genre de milieu est souvent caractérisé par le murmure des conversations, le bruit des machines à café et la musique d’ambiance.
Dans ce contexte bruyant, l’ANC activé dans ses airpods ou ses écouteurs jouent un rôle crucial en créant une bulle sonore isolée. Très vite, le brouhaha constant se transforme en un doux murmure, facilitant ainsi une meilleure concentration.
Quels sont les inconvénients de la réduction de bruit active ?
Certains fabricants optent parfois pour le chemin de la facilité lorsqu’il s’agit de concevoir un casque intégrant l’ANC. Cela entraîne donc la production de modèles avec divers défauts d’origine. Voici quelques aspects que l’on peut également reprocher au système de la réduction de bruit active :
Un prix élevé
Les casques bose ou sony équipés de l’ANC sont généralement plus onéreux que leurs homologues sans cette tech. En effet, l’intégration de la technologie dans ces types de produits requiert une sophistication technique et une ingénierie avancée. De manière inéluctable, cela se traduit par des prix de fabrication plus élevés. C’est principalement pour cette raison que les appareils épousant la tech ANC font partie des produits haut de gamme.
Une consommation énergétique
Lorsqu’un produit est doté de l’ANC, il nécessite une grande quantité d’énergie pour alimenter le processus d’annulation du bruit. Cette consommation peut entraîner une diminution de l’autonomie du produit entre deux charges. Afin de remédier à ce défi énergétique, certains casques permettent à l’utilisateur de désactiver la fonction ANC lorsqu’elle n’est pas nécessaire. Cela préserve ainsi la batterie pendant les moments où la réduction du bruit n’est pas une priorité.
Des possibilités d’altération de la qualité sonore
La réduction de bruit active peut parfois influencer la qualité sonore de manière perceptible. Cela se produit lorsque le processus d’annulation du bruit interfère, dans certains cas, avec la musique ou le son que l’on écoute.
Par ailleurs, certains paramètres de l’ANC présentent une particularité déconcertante. Au lieu d’éliminer simplement les bruits aux alentours, ils ajoutent un élément perturbateur supplémentaire. Dans le jargon, on le qualifie de « hiss », c’est-à-dire un léger sifflement continu. Généralement, cette altération peut être remarquée dans un environnement exceptionnellement silencieux.
En l’absence de bruit à compenser, le système génère lui-même un bruit, introduisant ainsi une note discordante dans votre oreille.
Une efficacité sélective
Le contrôle actif de bruit cache une efficacité variable selon la nature des bruits. En effet, il excelle habituellement dans l’élimination des bruits constants de basse fréquence. Il peut s’agir du vrombissement d’un moteur ou du souffle d’un ventilateur. Toutefois, sa performance peut s’avérer moins concluante face à des bruits soudains ou de haute fréquence. Ici, il est question des conversations humaines ou des sons aigus.
Une sensation de compression auriculaire
L’ANC fonctionne en émettant des ondes sonores inverses pour neutraliser les bruits externes. Cette action peut occasionner une modification subtile de la pression atmosphérique autour de vos oreilles. Vous ressentirez donc une sensation de compression ou de vide auriculaire à certains moments.
Toutefois, il faut souligner que cette expérience sensorielle diffère d’une personne à l’autre. La plupart des individus peuvent utiliser l’ANC sans ressentir cette sensation inconfortable.
Une conséquence sur la sécurité
Dans certaines circonstances, entraver les sons ambiants peut poser un risque pour la sécurité. Lors d’activités en plein air telles que la course à pied ou le vélo, il est nécessaire de prêter attention aux avertissements cruciaux. On pense évidemment aux klaxons ou aux signaux d’alerte. La réduction de bruit active pourrait potentiellement compromettre la perception de ces sons essentiels, mettant ainsi en danger la sécurité de l’utilisateur.
L’évolution vers une réduction de bruit active hybride : une optimisation du système
La réduction de bruit active hybride représente une avancée dans le domaine des systèmes ANC. Contrairement aux systèmes traditionnels, les microphones ne sont pas simplement positionnés à l’intérieur de l’appareil audio. On les retrouve aussi à l’extérieur du casque.
Les systèmes hybrides réagissent ainsi de manière plus rapide et plus précise aux sons environnants. Les microphones externes captent instantanément les sons dès leur émission. Cela favorise une prise en compte étendue des fréquences avec une correction automatique des erreurs.
De plus, les micros internes agissent comme dans un mode à retour, en « écoutant » ce que l’utilisateur entend. Ces informations sont ensuite récoltées pour renforcer le système et enrichir votre expérience d’écoute.
En raison de cette sophistication, ce système d’isolation de bruit est plus onéreux, avec un prix double. D’ailleurs, cela se comprend aisément.
Techniquement, l’usage de deux microphones peut engendrer un surplus de « bruit blanc » indésirable. Il faut donc beaucoup d’ingéniosité pour concevoir des micros de haute qualité capable de contrer ce phénomène. Par conséquent, les casques dotés de la technologie ANC hybride sont généralement plus coûteux.
Cependant, est-ce une raison suffisante pour compromettre la qualité sonore et la tranquillité qu’ils offrent ? La réponse est certainement un catégorique non, surtout si la santé auditive et le bien-être au travail sont vos priorités essentielles.
