Le silence est précieux et malheureusement très rare. Nous vivons dans une société submergée par le bruit, où il est pratiquement impossible de le trouver. Mais une nouvelle étude a peut-être enfin donné naissance à l'invention la plus ingénieuse du 21e siècle: un matériau spécial en forme d'anneau qui peut littéralement avaler le son.
Le silence est l'une des choses les plus précieuses sur Terre. Dommage, cependant, que le monde dans lequel nous vivons aille dans une direction complètement différente. Mais pas seulement. Les moyens actuels d'assurer le silence n'ont pas suivi le rythme de l'époque.
«Les barrières sonores d'aujourd'hui sont littéralement des murs épais et lourds», a déclaré le mathématicien Reza Ghaffarivardavagh.
Ce dernier, avec des collègues de l'Université de Boston, pourrait avoir une solution définitive, un métamatériau acoustique capable d'annuler 94% du son. Avec Xin Zhang, le scientifique est parti de l'hypothèse que les «barricades» qui atténuent les bruits peuvent aider à étouffer le sifflement de la circulation aux heures de pointe ou à contenir la symphonie de la musique à l'intérieur des murs d'une salle à manger. concert, mais c'est une approche maladroite qui ne convient pas aux situations où le flux d'air est également important. Imaginez barricader l'évent d'un moteur à réaction: l'avion ne quitterait jamais la terre.
Xin Zhang et Ghaffarivardavagh se sont demandé: "Pouvons-nous concevoir une structure capable de bloquer le bruit tout en garantissant le passage de l'air?"
Grâce à leurs prouesses mathématiques et à l'impression 3D, ils ont réussi à le faire en concevant une structure ouverte en forme d' anneau avec des spécifications mathématiquement parfaites, capable d'éliminer le son et de maintenir le flux d'air. Pas une barrière, donc, mais un canal ouvert.
Un tel exploit ne pourrait être possible qu'en développant un matériau aux propriétés inhabituelles et non naturelles, capable d'exercer une influence isolée sur les sons. En d'autres termes, c'est un métamatériau acoustique. Ce dernier a été façonné de manière à envoyer les sons entrants d'où ils venaient. A l'intérieur de l'anneau, un motif hélicoïdal interférait avec les sons, les empêchant de se transmettre vers le centre (ouvert) tout en préservant le passage de l'air.
«Le son est causé par de minuscules perturbations dans l'air. Donc, notre objectif était de faire taire ces petites vibrations », ont expliqué Ghaffarivardavagh et Zhang. "Si nous voulons que l'intérieur d'une structure soit ouvert, nous devons garder à l'esprit que ce sera le chemin par lequel le son voyagera."
Les deux chercheurs ont calculé les dimensions et les spécifications que le métamatériau aurait dû avoir pour interférer avec les ondes sonores transmises, empêchant le son, mais pas l'air, d'être rayonné à travers la structure ouverte. Pour ce faire, ils ont exploité le potentiel de l'impression 3D.
Comme cas de test, ils ont décidé de créer une structure qui pourrait faire taire le son provenant d'un haut-parleur. Dans le laboratoire, ils ont scellé le haut-parleur dans l'extrémité d'un tuyau en PVC. D'autre part, ils ont fixé le métamatériau acoustique. À ce stade, les scientifiques ont cliqué sur le bouton de lecture et ont écouté. Debout au milieu de la pièce, ils n'entendirent pas la note irritante émanant de l'orateur.
Le métamatériau, qui entourait le périmètre intérieur de l'embouchure du tube, fonctionnait comme un véritable bouton "muet". Presque magique.
En comparant les niveaux sonores en présence et en l'absence du métamatériau, l'équipe a calculé que dans le premier cas, ils pourraient être réduits de près de 94%.
Maintenant que leur prototype s'est avéré si efficace, les chercheurs ont un certain nombre d'idées pour appliquer le métamatériau afin de rendre le monde plus silencieux.
Francesca Mancuso
