Déployer la conception sonore active pour la production de masse

Commencer par entrevoir la fin est l'une des sept habitudes des personnes très efficaces, décrites par Stephen Covey dans son best-seller, et c'est celle qui trouve le plus d'écho lors de l'élaboration de produits complexes. Prenons l'exemple du son actif : il doit être conçu, validé dans la voiture et enfin déployé dans le véhicule cible. Le déploiement d'une conception sonore active pour la production de masse signifie que le son actif doit fonctionner avec un matériel audio de niveau 1 spécifique. Les concepteurs sonores apportent une contribution essentielle à la création de sons qui correspondent à la perception de la marque, tant à l'extérieur qu'à l'intérieur. Mais ils ne doivent pas perdre de vue ce qui se passera à la fin, lorsque le son sera déployé dans des véhicules de production de masse. En pratique, cela signifie qu'une stratégie devrait être disponible pour déployer ce système dans le matériel audio intégré des fournisseurs de niveau 1.

La conception sonore active est une méthode

La conception sonore active (ASD) est une méthodologie qui, en plus du son fonctionnel, génère des sons significatifs à diffuser dans le véhicule (interne ou externe) afin d'améliorer la qualité sonore de l'habitacle (interne) et d'assurer la sécurité des piétons (externe).

Pourquoi les ingénieurs veulent-ils ajouter du son aux véhicules ? D'abord, parce qu'ils le doivent. Les véhicules électriques et hybrides font peu ou pas de bruit à basse vitesse. Cela crée des situations potentiellement dangereuses pour les participants au trafic dits faibles, tels que les piétons et les cyclistes. En particulier les malvoyants et les enfants. Dans le cas d'un piéton traversant une rue, le retour d'information auditif est utilisé pour signaler rapidement le danger.

Nous devons donc ajouter le son à l'extérieur du véhicule. Mais il est également possible de le faire à l'intérieur, "parce que nous le pouvons". Les moteurs électriques produisent des niveaux de couple remarquables qui sont instantanément disponibles dès que le conducteur appuie sur l'accélérateur. Mais la grande poussée à l'arrière n'est pas complétée par un son qui corresponde à la dynamique du véhicule.

Lorsqu'il s'agit de sons associés à des véhicules, il faut pas seulement s'assurer que chaque composant émet le "bon" son. Les concepteurs doivent également vérifier qu'ils sonnent bien lorsqu'ils interagissent les uns avec les autres.

L'analyse du bruit des véhicules électriques révèle de nouvelles sources de bruit. Généralement masqués par le bruit du moteur à combustion interne (MCI), ils sont désormais audibles dans les véhicules électriques. À des vitesses plus élevées, le bruit de la route et le bruit du vent deviennent beaucoup plus importants et sont en fait les plus grands contributeurs de bruit. D'autres systèmes et composants tels que le système HVAC ou les systèmes de refroidissement des batteries sont également audibles à l'intérieur du véhicule.

Toutes ces sources de bruit sont prises en compte par les concepteurs lorsqu'ils conçoivent les sons actifs d'un véhicule. La combinaison de ces sons avec le son ajouté artificiellement est une préoccupation majeure lors de la conception. Par conséquent, la validation dans le véhicule cible est d'une importance extrême et permet un réglage final du son. Il est également possible d'utiliser partiellement les simulateurs de véhicules en première ligne.

Déployer la conception sonore active pour la production de masse, ne signifie pas : "Engageons un concepteur sonore pour composer un son que nous mettrons ensuite dans le véhicule". Il s'agit plutôt d'une méthodologie qui suit 3 étapes très distinctes, décrites dans le schéma ci-dessous. Elles diffèrent légèrement selon que l'on cherche à concevoir un son AVAS extérieur ou un son intérieur. Mais la plupart du temps, les étapes sont les mêmes dans les deux processus. Concevoir en studio, valider et régler à l'intérieur du véhicule, puis déployer pour la production de masse.

Phase de conception

Dans la phase de conception, les concepteurs sonores commencent par reprendre tout à zéro. Ils visent à définir l'identité de la marque de l'équipementier automobile, le portefeuille de véhicules et les modèles individuels.

Même si la conception sonore est un exercice créatif, il existe un processus étape par étape pour concevoir des sons actifs. Cette exploration sonore de la marque est un processus qui définit les attributs qui doivent correspondre à un véhicule. Elle peut être établie dans une approche basée sur des règles. Elle est le résultat de plusieurs itérations et d'entretiens avec les principales parties prenantes. Il s'agit notamment de concepteurs, d'ingénieurs et de futurs acheteurs et conducteurs potentiels. Elle exploite des techniques telles que l'examen par un jury. Ces règles peuvent, à première vue, être très subjectives, et les concepteurs sonores s'efforceront de les représenter à l'aide d'échantillons sonores. L'ensemble définit le son de marque que nous voulons retrouver dans la conception sonore active.

Les signatures sonores peuvent déjà être évaluées dans une phase préliminaire en utilisant des profils de conduite enregistrés à partir de véhicules réels. Pour en savoir plus à ce sujet, lisez cet article.

Phase de validation

Au cours de la phase de validation, le concepteur sonore voudra intégrer les sons conçus en studio au véhicule cible. Car tout ce que vous concevez en studio doit être validé dans le véhicule.

Les modèles sonores doivent être testés sur un simulateur de son de véhicule ou, mieux encore, sur le prototype du véhicule. C'est essentiel pour s'assurer que le modèle sonore du studio n'a pas une tonalité différente dans le véhicule. L'interaction réelle du conducteur avec le son généré ne peut être testée que dans son environnement réel. À ce moment-là, une interaction en temps réel avec le véhicule est nécessaire pour accéder aux paramètres qui influencent le son actif.

La "prise" de la signature sonore et sa "connexion" au bus CAN nécessitent un matériel spécifique. Le matériel audio de niveau 1 pour la production de masse n'est probablement pas encore disponible (même s'il est sélectionné). Par ailleurs, le prototype du véhicule cible n'est souvent pas encore disponible, auquel cas un véhicule mulet est utilisé. Il s'agit d'un véhicule existant et représentatif dont le bruit intérieur est souvent faible. Une unité audio de développement est utilisée. Elle contient les mêmes composants que ceux que l'on trouve sur un véritable système audio de niveau 1.

Phase de déploiement

Comme nous l'avons dit au début, commencez en imaginant la fin. En termes de conception sonore active, cela signifie que les concepteurs doivent commencer à concevoir un son actif dans le but ultime de le déployer dans la production de masse du véhicule cible.  Plus concrètement, il doit fonctionner sur le matériel audio de niveau 1 sélectionné par l'équipementier automobile. Ce matériel ne gère pas seulement l'a conception sonore active, mais intègre également tous les autres processus audio en cours dans le véhicule, tels que l'info-divertissement, le bluetooth pour les téléphones portables, la navigation, les sons d'avertissement et la réduction active du bruit.

Pour comprendre le déploiement de la conception sonore active, il est nécessaire de comprendre le fonctionnement de ce type de matériel. Tout d'abord, il dispose généralement de plusieurs puces DSP audio, provenant de fournisseurs de puces tels que ADI, NXP ou TI. Ces puces sont généralement équipées d'une petite mémoire RAM interne. Elles sont intégrés sur une carte audio qui dispose également d'une mémoire flash permettant de stocker quelques échantillons audio et de les charger dans la RAM du DSP audio en cas d'utilisation. Enfin, il existe également des interfaces USB/UTP pour communiquer avec l'appareil, des bus audio et des entrées/sorties audio.

Sur ce matériel s'exécute une application appelée infrastructure logicielle. L'infrastructure logicielle est réalisée par un outil de programmation pour les dispositifs matériels embarqués, tel que Code Composer Studio ou AUTOSAR. Le code doit être compilé à l'aide d'un compilateur adapté à cet outil de programmation, puis flashé sur le matériel informatique.

Le déploiement de conceptions sonores actives en vue d'une production de masse sur de tels systèmes HW se heurte à deux difficultés majeures. Tout d'abord, la signature sonore doit fonctionner sur l'infrastructure logicielle. Ce serait un gaspillage de ressources si le son parfaitement conçu devait être reprogrammé à nouveau à partir de zéro dans l'infrastructure logicielle. De plus, ce n'est ni le travail ni la compétence du concepteur sonore de programmer le code matériel intégré.

La deuxième difficulté liée au déploiement de la conception sonore active réside dans le fait qu'une signature sonore doit être validée et réglée avec le véhicule. Ce ne serait certainement pas un processus efficace si chaque modification du son entraînait une première programmation de cette modification. Il faut ensuite recompiler le code, l'intégrer dans une puce et remettre la carte audio dans le véhicule. Ce n'est qu'ensuite que le concepteur peut le tester...

Afin de résoudre ces deux difficultés, il faut que la bibliothèque de synthèse sonore soit intégrée à l'infrastructure logicielle. Elle est utilisée par Simcenter Testlab Sound Designer. L'intégration signifie que la bibliothèque est compilée avec l'infrastructure logicielle. Elle fonctionne alors sur le DSP audio, peut accéder à la mémoire flash et il existe une interface pour communiquer avec elle. Cela permettra à l'outil de conception sonore de communiquer avec cette bibliothèque via USB ou UTP. L'outil permet de transférer une signature entièrement nouvelle dans le matériel audio sans avoir à recompiler le code. De plus, une mise à jour de quelques paramètres peut être effectuée en temps réel, et l'effet sera audible instantanément.

En conclusion...

La conception sonore active est un processus qui doit inclure la phase de déploiement. Ce serait une mauvaise stratégie de déploiement si le résultat de la phase de conception et de validation était un seul échantillon sonore qui doit être transmis à un fournisseur audio de niveau 1, qui doit mettre une équipe de concepteurs sonores en action pour recréer ce son.

Par conséquent, la puissance d'une solution de conception sonore réside dans sa capacité à déployer ce qu'elle crée sur des systèmes matériels audio embarqués.

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