Son Shepard sur véhicule électrique
Le son harmonique d'un moteur thermique doit être limité en intensité mais est utile pour :
- informer le conducteur par feedback acoustique sur la dynamique du véhicule (vitesse et variations de vitesse), sur le régime et l'état de fonctionnement du moteur, en évitant une sous estimation de la vitesse, et en facilitant le maintien d'une vitesse constante, l'utilisation d'un moteur à boîte de vitesses dans sa plage de fonctionnement optimale, et la détection d'un défaut de fonctionnement éventuel.
- informer les piétons du passage du véhicule en particulier à vitesse réduite où les bruits de roulement et aérodynamiques sont réduits
- identifier le type de moteur (cycle, carburant, intervalles d'allumage et nombre de cylindres, etc...) et parfois la marque ou le modèle
- masquer partiellement les bruits indésirables du chassis, de l'habitacle, de la transmission du couple aux roues motrices, des accessoires du moteur, ainsi que les bruits de roulement ou aérodynamiques
- donner des émotions et du plaisir (de conduire) avec des sensations de confort, de luxe, ou de sportivité, en accord avec l'image de marque du véhicule, en fonction du timbre sonore et de ses variations en fonction du régime et de la charge
Sur les véhicules thermiques modernes, le son harmonique du moteur est de plus en plus réduit :
- réduction du niveau sonore extérieur pour réduction des nuisances
- réduction du niveau sonore intérieur en automobile pour des raisons de confort
Les fréquences prédominantes sont de moins en moins proportionnelles au régime moteur (turbocompresseur, accessoires électriques, système audio, désactivation de cylindres, etc...) ou à la vitesse du véhicule (transmission CVT ou en mode électrique)
Sur les véhicules électriques, le niveau sonore du moteur est très faible mais avec des fréquences très élevées pouvant être gênantes (bruit électromagnétique dont ceux de la conversion statique si traction asynchrone, ventilation, bruit de roulement et vibrations).
L'absence de son harmonique de basse fréquence pose plusieurs problèmes :
- absence de feedback acoustique sur la dynamique du véhicule
- absence d'alerte sonore pour les piétons
- absence de masquage des bruits indésirables
- absence d'émotion ou de sensation liée à la dynamique ou à l'image de marque du véhicule
Il est possible de sonoriser un véhicule électrique mais pas avec une fréquence prédominante proportionnelle à la vitesse du véhicule :
- différence de fréquence trop élevée sur une grande plage de vitesse du véhicule (0 à 130 km/h et plus)
- feedback insuffisant avec une variation de fréquence pas assez rapide en accélération ou décélération
La solution est d'utiliser l'illusion sonore de la gamme de Shepard :
- plusieurs notes séparées d'une octave (fréquence x 2)
- avec une gamme ascendante, les notes les plus aiguës disparaissent progressivement et sont remplacées par les plus graves, et inversement avec une gamme descendante
La version continue (en boucle) de la gamme est appelée glissando de Shepard-Risset (utilisée en musique, dans les films et jeux vidéo)
Sur un véhicule électrique, il est possible :
- diminuer l'amplitude sonore aux extrémités de la plage de fréquence
- faire varier légèrement la fréquence prédominante en proportion de la vitesse du véhicule
- ajouter des fréquences intermédiaires pour créer des accords ou personnaliser le son par rapport à une image de marque