Le risque de perte auditive ne vient pas uniquement du bruit des machines bruyantes ou d’autres bruits évidents. Cela peut également affecter les personnes se trouvant dans des environnements publics comme les théâtres et les salles de concert. Absorber cet excès de son pour rendre les environnements publics plus sûrs pour l’audition et utiliser les ondes sonores indésirables pour créer de l’électricité, tel est l’objectif d’un article intitulé « Système piézoélectrique pour exploiter l’énergie sonore en environnement fermé », publié dans Physique des Fluides.
« Selon les Centers for Disease Control and Prevention, environ 12,5 % des enfants et adolescents âgés de 6 à 19 ans et 17 % des adultes âgés de 20 à 69 ans ont subi des dommages permanents à leur audition suite à une exposition excessive au bruit », auteur Rajendra » Prasad P a dit. « Un bruit supérieur à 70 décibels pendant une période prolongée peut commencer à endommager notre audition. Nous avons besoin de systèmes capables d’atténuer les sons très puissants. »
Dans leur étude, les auteurs se sont concentrés sur les espaces clos comme les théâtres et les salles de concert et ont construit un système de capteurs piézoélectriques pouvant être installés dans les murs, les sols et les plafonds pour absorber les ondes sonores et collecter leur énergie. Les ondes sonores émises par les haut-parleurs dans ces espaces clos se situent généralement entre 60 et 100 décibels, atteignant parfois 120 décibels, a expliqué Prasad.
« Nous avons classé le son présent dans des environnements fermés en fonction de l’intensité (décibels) susceptible de provoquer une perte auditive », a déclaré Prasad. « L’énergie sonore absorbée à l’aide de capteurs piézoélectriques est traitée par notre système pour la convertir en énergie électrique. En fonction du modèle de génération d’énergie, la sortie du système est commutée entre la batterie et la sortie directe exploitée. »
Pour concevoir un système optimal de capture des ondes sonores dans des espaces clos, les auteurs ont utilisé des simulations informatiques pour affiner les variables, notamment la tension nécessaire pour alimenter le composant principal de l’appareil, la fréquence et l’intensité du son d’entrée, ainsi que des capteurs piézoélectriques testés en parallèle et configurations série.
« Ce qui est surprenant, c’est que le rendu de la conception est maximal autour de certaines fréquences qui correspondent à la fréquence et à l’intensité du son utilisé dans les théâtres ou les auditoriums », a déclaré Prasad. « Notre conception réduit la vibration du son chaque fois qu’il est réfléchi par le matériau piézoélectrique et réduit l’intensité sonore globale de l’espace clos. »
En plus de réduire le risque de perte auditive, les auteurs souhaitaient concevoir un système énergétique respectueux de l’environnement, utilisant une fonction de gestion intelligente de l’énergie qui s’ajuste en fonction de la quantité de son entrant. Il utilise également des matériaux respectueux de l’environnement.
« Le matériau piézoélectrique que nous avons utilisé est une forme de quartz, qui n’est rien d’autre qu’un minéral composé de silice », a expliqué Prasad. « Il est facilement biodégradable et également recyclable. »
Plus d’information:
Roshan Zameer Ahmed et al, Système piézoélectrique sur l’exploitation de l’énergie sonore en environnement fermé, Physique des Fluides (2023). DOI : 10.1063/5.0173934