Des ingénieurs du MIT ont créé un haut-parleur ultra-mince qui peut être produit comme du papier peint
Des ingénieurs du MIT ont mis au point un haut-parleur ultrafin qui pourrait être utilisé pour faire produire du son à des surfaces entières. Selon l’équipe, cette conception unique devrait être économe en énergie et facile à produire à grande échelle.
De manière générale, les haut-parleurs fonctionnent en faisant vibrer une membrane, qui manipule l’air au-dessus d’elle pour produire des ondes sonores. Dans les haut-parleurs que l’on trouve généralement dans les systèmes audio ou les casques, cela se fait à l’aide de courants électriques et de champs magnétiques.
Mais ces dernières années, les scientifiques ont mis au point des moyens d’obtenir des résultats similaires dans des dispositifs beaucoup plus minces. Les haut-parleurs à couche mince utilisent des matériaux piézoélectriques, qui vibrent en réponse à l’application d’une tension. Ces matériaux ont été utilisés dans des téléphones et des téléviseurs, et même à titre expérimental pour créer des haut-parleurs à partir d’objets aussi inhabituels que des drapeaux.
Le problème, c’est que ces minces haut-parleurs doivent être soit autoportants, soit séparés d’une autre surface – les monter réduit leur capacité à vibrer et à produire du son. Dans la nouvelle étude, les chercheurs du MIT ont redessiné des haut-parleurs minces afin qu’ils puissent être montés sur diverses surfaces.
Au lieu de faire vibrer toute la surface de la membrane, l’équipe a formé le matériau en une grille de dômes surélevés, qui vibrent indépendamment les uns des autres. Pour ce faire, ils ont pris en sandwich une fine couche de matériau piézoélectrique, d’une épaisseur de 8 micromètres seulement, entre deux couches de plastique PET. L’une des couches de PET comporte une grille de trous minuscules, à travers lesquels le matériau piézoélectrique fait saillie. La couche inférieure de PET protège la membrane et permet de monter le haut-parleur sur une surface.
« C’est un processus très simple et direct », a déclaré Jinchi Han, auteur principal de l’étude. « Il nous permettrait de produire ces haut-parleurs à haut débit si nous l’intégrions à l’avenir à un processus de laminage. Cela signifie qu’il pourrait être fabriqué en grande quantité, comme du papier peint pour recouvrir les murs, les voitures ou l’intérieur des avions. »
Le haut-parleur qui en résulte ne mesure que 120 mm d’épaisseur et ne pèse que 2 g, avec des milliers de minuscules dômes de 15 micromètres de haut. Pour tester l’appareil, les chercheurs l’ont fixé à un mur et ont mesuré sa sortie à l’aide d’un microphone situé à 30 cm de distance. Le haut-parleur était capable de produire un son d’une intensité allant jusqu’à 66 décibels (dB) avec 25 V d’électricité à 1 kHz, et 86 dB à 10 kHz. Le dispositif est également économe en énergie, puisqu’il n’utilise que 100 milliwatts de puissance par centimètre carré de haut-parleur.
Outre les haut-parleurs à couche mince montables, l’équipe indique que le dispositif pourrait être utilisé comme détecteur d’ultrasons ou, s’il est recouvert d’un matériau réfléchissant, pour produire des affichages lumineux uniques.
https://ieeexplore.ieee.org/document/9714188
https://news.mit.edu/2022/low-power-thin-loudspeaker-0426
