EPSYD – DEFI CLE : Robotique

EPSYD

Évaluation psychoacoustique du bruit de drone

À partir d’enregistrements réalisés en laboratoire, ce projet étudie comment le bruit produit par des hélices de drones de petite taille, dans différentes configurations, est perçu et interprété, et pourquoi certains sons sont plus gênants. Ces résultats pourront contribuer à concevoir des drones mieux intégrés à nos environnements sonores.

Objectifs

L’objectif est de mieux comprendre la perception subjective associée aux caractéristiques acoustiques d’hélices de drones petite taille dans différentes configurations, afin d’évaluer quantitativement et qualitativement la perception de ces sons et la gêne qu’ils provoquent, au moyen de tests d’écoute accompagnés d’un bref questionnaire sur les représentations mentales, d’une tâche d’association libre et d’une évaluation de la gêne perçue.

Résultats obtenus

La perception du bruit d’hélice de drones est multidimensionnelle et ne peut pas être expliquée par un seul paramètre acoustique ou psychoacoustique. Même lorsque la sonie est égalisée, les participant.e.s différencient les sons écoutés selon l’équilibre entre leurs composantes tonales, large bande et timbrales. L’interaction avec un élément structurel produit également des changements perceptibles en modifiant l’équilibre et la complexité du son.
L’analyse des représentations mentales a révélé que les participant.e.s associent les sons à des sources et des événements familiers, notamment des machines rotatives, des appareils électroniques, des interférences, des phénomènes naturels ou des signaux d’alerte. Ces résultats suggèrent que la gêne perçue peut dépendre non seulement des caractéristiques acoustiques du son, mais également de la manière dont celui-ci est organisé et interprété dans les représentations mentales construites tout au long des expériences antérieures.
L’évaluation quantitative et subjective de la gêne a permis de faire des liens avec certains paramètres de design et critères psychoacoustiques. Cette évaluation a également été comparée aux prédictions de modèles de gêne psychoacoustique issus de la littérature. Les modèles les plus récents présentent une relation plus étroite avec les évaluations subjectives de la gêne réalisées par les participants aux tests d’écoute que les modèles classiques testés.
Cette étude constitue une base pour approfondir l’étude de configurations de drones plus complexes et pour développer à terme des stratégies visant à réduire les nuisances sonores.

Type de financement

Stage M2

Stagiaire recruté

Marina Gabriela CORTELLINI

Référents

Hélène PARISOT-DUPUIS

Julien TARDIEU

Partenaire

MSHS-T

LMA, AMU – CNRS – Centrale Marseille

Mots-clés

Acoustique,

Perception,

Traitement du signal,

Drone,

Nuisances sonores

Date

Du 02/03/2026 au 31/08/2026

Tutelle

ISAE-SUPAERO

L’équipe

Marina Gabriela CORTELLINI

Stagiaire

ISAE- SUPAERO

Acoustique

Hélène PARISOT-DUPUIS

Chercheuse

ISAE- SUPAERO

Aéroacoustique

Julien TARDIEU

Ingénieur

MSHS-T

Perception auditive

+ Présentation détaillée

L’utilisation des drones se développe rapidement dans de nombreux secteurs et pourrait introduire une nouvelle source de bruit environnemental pour les populations urbaines. Dans le cadre du Défi Clé « Robotique centrée sur l’humain », soutenu par la Région Occitanie, cette étude s’intéresse à la manière dont les sons produits par les hélices de drones sont perçus et interprétés.

La signature acoustique d’un drone multicoptère résulte principalement de la combinaison de composantes tonales et large bande produites par ses hélices. Les interactions entre les hélices et la structure du drone modifient et complexifient le son émis. Une campagne expérimentale menée à l’Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO), a permis d’enregistrer le bruit émis par des hélices de petites tailles isolées et en interaction avec un élément structurel. Cette campagne avait précédemment montré l’influence de différents paramètres de conception sur le bruit produit.

Cependant, l’analyse spectrale des mesures acoustiques ne permet pas à elle seule de rendre pleinement compte de la manière dont les auditeurs perçoivent et interprètent des sons complexes. La perception sonore dépend non seulement des caractéristiques des signaux acoustiques, mais aussi de la manière dont les auditeurs organisent les sons dans leur cerveau, reconnaissent des sources ou des événements familiers et les mettent en relation avec leurs expériences antérieures. Ainsi, la gêne peut dépendre à la fois des caractéristiques physiques d’un son et de la manière dont celui-ci est interprété.
En collaboration avec la Maison des Sciences Humaines et Sociales de Toulouse (MSHS-T), ce travail s’appuie sur des recherches antérieures consacrées à la perception du bruit de moteur d’avion et sur des modèles psychoacoustiques récents de la gêne liée au bruit de drones.

Cette étude explore le bruit d’hélices de drones seules et en interaction avec des éléments structurels au moyen de tests d’écoute à travers trois approches complémentaires : l’organisation perceptive, les représentations mentales et l’évaluation de la gêne perçue. En combinant ces réponses subjectives avec une caractérisation acoustique et psychoacoustique, l’étude a examiné comment les propriétés mesurables du son sont reliées à la manière dont le bruit d’hélice est réellement perçu et interprété.

Les résultats constituent une base pour approfondir l’étude de configurations de drones plus complexes et développer à terme des stratégies de réduction du bruit plus efficaces. Une meilleure compréhension de la manière dont le bruit des drones est perçu pourrait contribuer à améliorer l’intégration de ces nouvelles technologies aériennes dans nos environnements sonores.

+ Références bibliographiques

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