Précision des fonctions de transfert des éléments finis liée à la perception humaine

In the field of sound quality, auralization techniques exploit numerical simulation methods to reproduce sounds even in the absence of a physical prototype, which accelerates the design process. However, simulations require significant computational time: how to reduce them? This thesis evaluates the influence of the errors of finite element simulations (FEM) on the sounds perceived after sound synthesis. If these errors have little influence on human perception, then acoustical engineers could benefit from using less accurate but equally perceived numerical models to more numerically expensive ones. After a state of the art, finite element theory is described here and numerical errors are analyzed. Numerical experiments show how this theory adapts to the reality of simulations for simple cases. Then, a prototype of a quarter vehicle is built, simulated and tested; the case studied represents the transmission of sound between the tire-road contact point and a pedestrian a few meters away from the vehicle. A reference model is built and validated from the measurements. Fifteen other models are obtained by progressively degrading the initial parameters. The obtained transfer functions are used to obtain acoustic signals by convolution with the temporal recording of a tire. Analysis of different sound metrics suggests that differences due to numerical errors are not significant, which is confirmed by perceptual experience: participants found the tests difficult, and only some sounds were perceived as "different" from reference sounds. However, some finite element parameters were identified as key parameters of sound reproduction quality and are analyzed. The thesis concludes with a summary and proposed perspectives for future research.Dans le domaine de la qualité du son, les techniques d’auralisation exploitent les méthodes de simulations numériques pour reproduire les sons même en l’absence de prototype physique, ce qui accélère le processus de conception. Cependant, les simulations nécessitent des temps de calcul importants : comment les réduire ? Cette thèse évalue l’influence des erreurs des simulations par éléments finis (FEM) sur les sons perçus après synthèse sonore. Si ces erreurs influent peu sur la perception humaine, alors les ingénieurs en acoustique pourraient en tirer parti en utilisant des modèles numériques moins précis mais perçus de manière équivalente à des modèles plus coûteux en ressources numériques. Après un état de l’art, la théorie des éléments finis est ici décrite et les erreurs numériques sont analysées. Des expériences numériques montrent comment cette théorie s’adapte à la réalité des simulations pour cas simples. Ensuite, un prototype de quart de véhicule est construit, simulé et testé ; le cas étudié représente la transmission du son entre le point de contact pneu-chaussée et un piéton à quelques mètres du véhicule. Un modèle de référence est construit et validé à partir des mesures. Quinze autres modèles sont obtenus en dégradant progressivement les paramètres initiaux. Les fonctions de transfert obtenues sont utilisées pour obtenir des signaux acoustiques par convolution avec l’enregistrement temporel d’un pneu. L’analyse de différentes métriques des sons suggère que les différences dues aux erreurs numériques ne sont pas significatives, ce que l’expérience perceptive confirme : les participants ont trouvé les tests difficiles, et seuls certains sons ont été perçus comme "différents" des sons de référence. Toutefois, certains paramètres des éléments finis ont été identifiés comme des paramètres clés de la qualité de la restitution sonore et sont analysés. La thèse se termine par un résumé et des propositions de perspectives pour les recherches futures