The Sound of E: A la recherche du son ultime des voitures électriques

Luxury Style
à la recherche du son ultime des voitures électriques

Depuis 2019, toutes les nouvelles voitures électriques et hybrides en Europe doivent émettre un son pour alerter les piétons et les cyclistes. Mais alors, comment le créer ? Dans le cas de l’Audi e-tron GT, en utilisant un didgeridoo et un tube en plastique.

TEXTE / Anja Van Der Borght

Le son d’une voiture est une caractéristique unique, qui peut être décrite physiquement, mais qui se vit surtout sur les routes. Le son se ressent avec les tripes, nous touche et nous envoie des signaux. Les basses fréquences ­dégagent une impression de puissance sereine, tandis que les moyennes fréquences expriment la sportivité et l’agilité. Les hautes fréquences, quant à elles, sont associées à une certaine clarté. Elles s’intègrent également parfaitement à l’ambiance sonore d’une voiture ­électrique. La façon dont les piétons dans la rue perçoivent le son extérieur d’une voiture est toute autre que celle dont le conducteur et le passager avant expérimentent le son à l’intérieur. Même si les occupants n’en ont
pas toujours conscience, le son a toujours un impact important sur leurs sensations durant le trajet. Il n’est donc pas étonnant que les constructeurs automobiles investissent massivement dans la recherche du son ultime.

Un studio de musique en guise de bureau

Plusieurs tables de mixage, un enchevêtrement de câbles colorés, trois ordinateurs portables, trois écrans d’ordinateur et autant de haut-parleurs : bienvenue le bureau de Rudolf ­Halbmeir, ingénieur du son chez Audi. Avec un didgeridoo, un archet et un synthétiseur posés contre l’armoire, son lieu de travail a tout d’un studio de musique. Halbmeir est un musicien passionné, qui écrit des chansons pendant son temps libre. Après une formation d’électricien et un diplôme d’ingénieur en mécanique, ­Halbmeir a fait de son hobby son métier. « Je joue sept instruments et j’ai mon propre studio d’enregistrement à la maison ; mon patron s’est dit que mon profil pourrait convenir », dit-il en riant.

Halbmeir est responsable de l’acoustique des modèles Audi depuis 2009. Ces dernières années, il a principalement travaillé sur le bruit extérieur des modèles électriques Audi e-tron, en particulier pour les marchés chinois et ­américain. Halbmeir tourne quelques boutons et enclenche les bandes sonores. « Nous avons développé nous-même cette interface utilisateur », explique-t-il. « Ce que nous voulions ne se vendait pas à l’époque. »

Du violon au tube ­en plastique

Sous son bureau, une pédale d’accélération et un haut-parleur lui permettent d’accélérer une Audi e-tron fictive tout en entendant le son ­simultanément. Halbmeir appuie sur la pédale, le son s’intensifie, des amplitudes virtuelles ­oscillent sur l’écran… De quoi avoir des frissons, mais Halbmeir ne semble pas s’en émouvoir. Pour lui, il s’agit d’une journée de travail ordinaire. L’ingénieur du son a constitué une vaste base de données de plus de cent sonorités et mélodies. « Elle comporte différents sons de synthétiseur ainsi que des enregistrements de bruits d’autoroute », explique-t-il. « J’aime expérimenter, pour découvrir ce qui produit un son exploitable. En fait, le son d’une voiture a beaucoup de similitudes avec la musique. Pour trouver la base du son de l’Audi e-tron GT, j’ai essayé toutes sortes d’instruments : du violon à la guitare électrique en passant par le didgeridoo. Mais aucun ne semblait vraiment approprié. C’est alors que j’ai trouvé dans le jardin un morceau de tuyau en plastique de trois mètres de long et de huit centimètres de diamètre. J’ai fixé un ventilateur à l’une des extrémités et j’ai écouté le son à l’autre ­extrémité : un vrombissement profond très particulier. J’ai immédiatement su que j’avais trouvé la base du son de l’Audi e-tron GT. »

Cet éclat de créativité a été suivi d’un travail d’ingénierie traditionnel, tant dans le laboratoire de sonorisation d’Audi que sur l’ordinateur du bureau. Pour ce faire, Halbmeir a ­utilisé un programme directement développé par l’équipe de concepteurs sonores d’Audi, inspiré de logiciels commerciaux de création musicale. Halbmeir et son collègue Stephan Gsell, membre de l’équipe acoustique depuis 2015 et titulaire d’un doctorat en ingénierie électrique, l’ont utilisé pour affiner la structure des fréquences en un mix savamment équilibré de 32 sons, dont la superposition a donné le son de l’Audi e-tron GT.

On y trouve notamment des sons de synthétiseur modifiés, des bruits d’une visseuse sans fil, d’un modèle réduit d’hélicoptère, mais ­aussi des variations de sons avec le tube en ­plastique. « C’est presque une symphonie », confie Halbmeir. « Quinze de ces sons sont joués à tout moment pendant la conduite. J’appelle ce type de son ‘technico-réaliste’ ; il n’est pas trop harmonique. Autrement les gens n’en seraient pas conscients. » Quand il compose, Halbmeir se fie à son intuition. « Je me laisse guider par les différentes tonalités. Je sens, j’écoute, je ressens la musique. Mon instinct est souvent plus important que mon oreille. »

Le son parfait pour l’e-tron

Une autre partie du travail de développement s’est déroulée au cours des nombreux kilomètres parcourus à bord de la voiture. Ce n’est que sur le terrain que les développeurs peuvent faire l’expérience des conditions quotidiennes : le mouvement, le bruit du vent et des pneus, les autres véhicules, etc. Le son extérieur parfait pour l’Audi e-tron ne devait pas être distrayant ou déplaisant, mais il devait être perceptible, quel que soit l’environnement, pour pouvoir avertir les cyclistes et les piétons qu’une voiture s’approche, accélère ou freine.

« Nous créons des sons différents en ajustant le volume, mais aussi en modulant le son », ­explique Halbmeir. « Le cerveau identifie facilement les sons monotones et constants comme étant simplement du bruit de fond. »

« Notre son se renouvelle sans cesse car l’algorithme mixe et accentue différemment chacune des sonorités », explique Gsell. Cet ajustement s’effectue sur la base des données relatives au régime du moteur électrique, au poids, à la vitesse du véhicule et à d’autres paramètres. Lorsque la voiture roule lentement, le son ­électrique est discret. Au fur et à mesure que la vitesse augmente, le niveau augmente et le bruit s’intensifie. Bien que le son soit synthétisé, il donne une impression authentique du travail ­effectué par le système de propulsion. Les réglementations entourant les voitures électriques n’étant pas encore uniformisées à l’international, l’Audi e-tron GT aura le même son dans l’Union européenne et en Chine. Mais le son ­sera plus fort aux États-Unis.

Au labo

Dans le laboratoire de sonorisation, Stephan Gsell et Rudolf Halbmeir effectuent des tests avec une vraie voiture équipée de la techno­logie Audi e-tron. « C’est important, car les haut-parleurs de la voiture sont différents de ceux dans notre bureau et les sons sonnent ­différemment quand ils viennent de la voiture », explique Halbmeir. « Le laboratoire de sonorisation est une chambre semi-anéchoïque. ­Cela signifie que la pièce ne réfléchit pratiquement pas le son du plafond et des murs, mais a un sol en asphalte normal qui réfléchit le son », ajoute Gsell.

Au centre de la pièce se trouve un modèle de démonstration Audi e-tron, entouré de ­dizaines de petits microphones. Dès que l’épaisse porte de la chambre semi-anéchoïque, encore plus épaisse que celle d’un immense coffre-fort, se referme, nous semblons transportés dans une autre atmosphère. Le laboratoire de sonorisation semblerait presque tout droit sorti du futur. Le plafond et les murs sont habillés de panneaux découpés graphiquement et recouverts de mousse insonorisante. Cet environnement joue sur notre ouïe et notre perception. Nos voix semblent presque disparaître dans la pièce. Nous sommes un peu désorientés pendant les premières secondes, mais cela ne dure pas longtemps.

Le paradoxe de la ­conception sonore

Les occupants de l’Audi e-tron GT peuvent ­décider comment et s’ils veulent entendre le son électrique. Conformément aux dispositions légales, l’équipement de série comprend le ­système d’alerte sonore à basse vitesse, l’AVAS (Acoustic Vehicle Alerting System). Le son est diffusé par un haut-parleur situé à l’avant de la voiture. À des vitesses plus élevées (à partir de 20 km/h dans l’UE et 32 km/h en Amérique du Nord), le volume diminue, et à 60 km/h, il est imperceptible.

Le pack audio, disponible en option, offre une expérience sonore bien plus émotionnelle. Deux unités de contrôle et des amplificateurs situés dans le coffre génèrent les sons extérieurs et intérieurs. Dans cette configuration, le haut-parleur extérieur avant est associé à un haut-parleur arrière, ainsi qu’à deux haut-parleurs dans les portes arrière pour le son intérieur. Grâce à leur format relativement imposant, ils peuvent reproduire avec précision des fréquences allant jusqu’à 65 Hz.

Grâce au système de profil de conduite Audi drive select, le conducteur peut moduler les ­caractéristiques sonores. En mode « efficiency », le véhicule a uniquement recours au signal d’avertissement AVAS. En mode « comfort », le haut-parleur extérieur situé à l’arrière entre également en jeu, offrant un son extérieur puissant et raffiné qui accompagne la voiture jusqu’à la vitesse maximale. En mode « dynamic », les deux haut-parleurs externes sont plus puissants et le son de l’intérieur est ajouté. L’e-tron GT est le premier modèle électrique Audi permettant au conducteur d’adapter son expérience auditive selon ses souhaits : du silence de la propulsion électrique à un environnement sonore prenant.

Halbmeir écoute à nouveau le son de l’Audi e-tron GT et conclut avec malice : « C’est marrant : avant je devais rendre les voitures aussi silencieuses que possible. Et maintenant, je dois veiller à ce qu’on les entende grâce à des bruits artificiels. »

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