Un réseau paramétrique commercial générique a mesuré 118 dB d’ultrasons à 40 kHz à 3,5 mètres, au moins 17 dB au-dessus de la recommandation pour le grand public avec laquelle il a été comparé (Dolder et al., Proceedings of ICA 2019). La même catégorie d’appareils peut concentrer le son audible dans un faisceau large de seulement 3 degrés (Pompei, JASA 1999), mais elle convertit généralement moins de 0,15% de sa puissance ultrasonore en son audible (Li et al., JASA 2023), et sa sortie chute d’environ 12 dB chaque fois que la fréquence audio est divisée par deux (Zhong, Kirby et Qiu, JASA 2020). Ce compromis, un faisceau étroit payé par beaucoup d’énergie inaudible, définit la technologie. Nous avons agrégé des données du Journal of the Acoustical Society of America, des APSIPA Transactions on Signal and Information Processing, de Health Canada, de l’ICNIRP, de MDPI Applied Sciences et Sensors, de Nature Communications et de la documentation des fabricants, que nous signalons comme affirmations du fabricant. Pour le volet industriel de l’exposition aux ultrasons, consultez nos statistiques sur l’exposition au bruit ultrasonore industriel.
TL;DR
- L’article de Westervelt de 1963, « Parametric Acoustic Array », compte 812 citations dans Crossref en octobre 2026 (métadonnées Crossref du JASA vol. 35, 1963).
- Les fréquences porteuses des dispositifs examinés ici s’étendent de 27 kHz à 90 kHz (Aoki, Kamakura et Kumamoto 1991 ; Ahn et al., Sensors 2019).
- Pompei a ramené la distorsion de jusqu’à 50% de THD à 5% tout en conservant un faisceau de 3 degrés (JASA 1999).
- La largeur du faisceau peut doubler sous un climat chaud et humide par rapport à un climat froid et sec (Shi, Kajikawa et Gan, APSIPA 2014).
- La sortie audible chute d’environ 12 dB chaque fois que la fréquence audio est divisée par deux (Zhong, Kirby et Qiu, JASA 2020).
- Le rendement de conversion des ultrasons en son est généralement inférieur à 0,15% (Li et al., JASA 2023).
- La modulation à bande latérale unique a maintenu la distorsion sous le seuil de 5% (-26 dB) sur la plage de fonctionnement, tandis que la double bande latérale simple est restée au-dessus de -20 dB (San Martin et al., Applied Sciences 2020).
- Health Canada autorise 110 dB dans les bandes de tiers d’octave de 25 à 50 kHz (Safety Code 24, 1991).
- Une unité commerciale a mesuré 118 dB dans la bande de 40 kHz à 3,5 m, dépassant la recommandation de l’ICNIRP pour le public d’au moins 17 dB (Dolder et al., ICA 2019).
- Neuf auditeurs exposés à des ultrasons de 40 kHz jusqu’à 120 dB n’ont montré aucune modification significative de l’audition par rapport aux témoins (Carcagno et al., Acta Acustica 2019).
1. D’une théorie de 1963 à l’Audio Spotlight : comment le réseau paramétrique s’est développé
Un réseau paramétrique est une façon de produire du son avec du son. Au lieu de déplacer l’air directement aux fréquences audio, le haut-parleur émet un faisceau ultrasonore inaudible (la « porteuse ») dont l’intensité est modelée par le signal audio. L’air ne réagit pas de façon parfaitement proportionnelle à des pressions aussi élevées (il est « non linéaire »), si bien qu’au fil de la propagation du faisceau, une petite partie de l’ultrason est reconvertie en son audible, un processus appelé auto-démodulation. La colonne d’air devant l’appareil se comporte comme un long réseau de haut-parleurs invisible, ce qui maintient le son audible étroit.
L’idée a mis 20 ans à passer de la théorie (1963) au haut-parleur (1983), puis 17 ans de plus pour atteindre un produit commercial (2000, selon le fabricant). L’article de Westervelt de 1963 reste l’ancrage du domaine, avec 812 citations dans Crossref, soit plus du double des 287 citations de l’article de 1983 sur l’« Audio Spotlight », qui a le premier proposé le haut-parleur (métadonnées Crossref, consultées en octobre 2026). Holosonics, qui vend la marque Audio Spotlight, affirme que des entreprises japonaises d’électronique ont essayé des versions commerciales avant d’y renoncer presque complètement à la fin des années 1980 ; c’est l’histoire propre à l’entreprise, pas un enregistrement indépendant.
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Article fondateur sur le réseau acoustique paramétrique | 1963, JASA vol. 35, p. 535 à 537 ; 812 citations Crossref | Westervelt, JASA 1963 |
| Théorie de l’auto-démodulation d’un faisceau ultrasonore modulé | 1965 | Berktay 1965, tel que cité dans Shi, Kajikawa et Gan, APSIPA 2014 |
| Premier réseau paramétrique publié dans l’air | 1975, JASA vol. 57, p. 562 à 568 ; 112 citations Crossref | Bennett et Blackstock, JASA 1975 |
| Premier haut-parleur paramétrique (« Audio Spotlight ») | 1983, JASA vol. 73, p. 1532 à 1536 ; 287 citations Crossref | Yoneyama et al., JASA 1983 |
| Premier prototype de recherche : rayon du projecteur et porteuse | Rayon de 21 cm, porteuse de 27 kHz | Aoki, Kamakura et Kumamoto, Electronics and Communications in Japan 1991 |
| Systèmes Audio Spotlight commerciaux utilisés depuis | 2000 | Historique de l’entreprise Holosonics (affirmation du fabricant) |
| Conception évaluée par les pairs la plus récente de ce tour d’horizon | Publiée le 22 mai 2026, porteuse de 60 kHz, plaque de 100 mm | Kim, Oh, Moon et Rho, Nature Communications 2026 |
Les données les plus récentes disponibles pour les lignes historiques sont forcément anciennes : ce sont les articles fondateurs. Les nombres de citations sont un instantané de Crossref au 27 octobre 2026 et augmentent chaque mois.
2. Fréquences porteuses : des prototypes à 27 kHz aux réseaux MEMS à 90 kHz
La fréquence porteuse est un compromis. Elle doit se situer bien au-dessus de la limite supérieure de l’audition humaine : la limite supérieure médiane de l’audition est de 17,9 kHz pour les personnes de 20 à 29 ans et tombe à 12,8 kHz pour celles de 70 à 79 ans (Lawton 2001, tel que tabulé dans AGNIR, Health Effects of Exposure to Ultrasound and Infrasound, 2010). Mais l’air atténue le son à peu près proportionnellement au carré de la fréquence (Skinner, Groves et Hinders, Applied Acoustics 2019), et le rapport AGNIR indique que les ultrasons au-dessus d’environ 300 kHz ne se propagent essentiellement pas dans l’air. La fenêtre utilisable est donc étroite. 40 kHz est la porteuse de recherche la plus courante, et l’article de 2026 de Nature Communications cite le Murata MA40S4S, un élément du commerce fixé à 40 kHz, comme exemple des émetteurs utilisés dans les haut-parleurs à réseau.
Monter la porteuse réduit le matériel. À 100 kHz, la longueur d’onde n’est que de 3,43 mm, ce qui a permis à une équipe coréenne de loger 672 transducteurs micro-usinés dans une surface rayonnante de 42 mm x 52 mm pour un prototype de la taille d’un téléphone (Ahn et al., Sensors 2019).
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Porteuse d’un des premiers haut-parleurs paramétriques de recherche | 27 kHz | Aoki, Kamakura et Kumamoto 1991 |
| Porteuse utilisée dans les exemples de contrôle de directivité, avec bandes latérales inférieure et supérieure (les fréquences supplémentaires qui portent l’audio) | 40 kHz ; bande latérale inférieure de 39 à 28 kHz, bande latérale supérieure de 41 à 52 kHz | Shi, Kajikawa et Gan, APSIPA 2014 |
| Deux tons primaires dans une simulation de réseau à longueur limitée (rayon d’ouverture de 0,3 m) | 47,5 kHz et 52,5 kHz | Skinner, Groves et Hinders, Applied Acoustics 2019 |
| Porteuse de conception d’un haut-parleur paramétrique à métamatériau | 60 kHz | Kim et al., Nature Communications 2026 |
| Porteuse mesurée sur un panneau paramétrique de 0,6 m x 0,6 m | 64 kHz | Zhong, Kirby et Qiu, JASA 2020 |
| Porteuse indiquée pour le transducteur à film Holosonics AS-24iX | Environ 60 kHz (affirmation du fabricant) | Page produit Holosonics AS-24iX 2026 |
| Résonances mesurées d’un réseau MEMS conçu pour les appareils mobiles | 83 kHz et 90 kHz | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Fréquence au-delà de laquelle les ultrasons cessent effectivement de se propager dans l’air | Environ 300 kHz | AGNIR RCE-14, 2010 |
La mesure indépendante à 64 kHz et le chiffre d’environ 60 kHz de la documentation du fabricant sont cohérents, ce qui suggère que les panneaux à transducteurs à film de plus grande taille ont dépassé le point classique de 40 kHz. Les mêmes réseaux à 40 kHz sont aussi les bêtes de somme de la lévitation acoustique, traitée dans nos statistiques sur la lévitation acoustique.
3. Largeur de faisceau et directivité : quelle est l’étroitesse du spot ?
La directivité est la raison pour laquelle on accepte les inconvénients. Comme le son audible est généré le long du faisceau ultrasonore, sa largeur est fixée principalement par l’ouverture ultrasonore et la longueur d’onde plutôt que par la longueur d’onde audio, bien plus grande. La thèse de Pompei au MIT en 2002 décrit le réseau paramétrique comme offrant une directivité bien supérieure à celle des haut-parleurs traditionnels de taille comparable, et l’aperçu APSIPA ajoute qu’il peut transmettre un faisceau tout aussi étroit avec une unité d’excitation plus petite. Pompei a rapporté une largeur de faisceau de 3 degrés en 1999, et même un réseau MEMS de la taille d’une paume a gardé sa largeur de faisceau à mi-puissance (l’angle dans lequel le niveau reste à moins de 3 dB de la valeur dans l’axe) autour de 7 degrés de 5 à 10 kHz.
Deux réserves comptent pour les pièces réelles. La largeur du faisceau dépend de la météo : les auteurs de l’APSIPA ont constaté qu’elle peut doubler dans un climat chaud et humide par rapport à un climat froid et sec, tout en restant presque constante pour une humidité relative entre 40% et 80%. Et le son fuit vers l’arrière : dans le panneau de 0,6 m mesuré par Zhong et ses collègues, la zone derrière l’appareil où le niveau à 315 Hz dépassait 35 dB était à peu près circulaire, avec un rayon d’environ 1,3 m.
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Largeur de faisceau d’un réseau paramétrique aérien à faible distorsion | 3 degrés | Pompei, JASA 1999 |
| Largeur de faisceau à mi-puissance d’un réseau paramétrique MEMS à ses porteuses de 83 et 90 kHz | Environ 6 degrés | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Largeur de faisceau à mi-puissance du même réseau pour le son audible à 5 kHz et à 10 kHz | 7,3 degrés et 7,1 degrés | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Largeur de faisceau entre premiers zéros (angle entre les premières directions silencieuses) d’un réseau paramétrique de 40 kHz à 8 canaux | 40 degrés | Shi, Kajikawa et Gan, APSIPA 2014 |
| Variation de la largeur de faisceau, climat chaud et humide contre climat froid et sec | Peut doubler | Shi, Kajikawa et Gan, APSIPA 2014 |
| Niveau audible à 315 Hz, 0,1 m derrière le panneau contre 1,0 m devant | 45 dB contre environ 61,4 dB | Zhong, Kirby et Qiu, JASA 2020 |
| Faisceau indiqué pour le Holosonics AS-24iX | 5 degrés ; 1,5 m x 1,5 m à une distance d’écoute typique de 2 m (affirmation du fabricant) | Page produit Holosonics AS-24iX 2026 |
L’écart avant-arrière de la ligne Zhong ressort à environ 16 dB (61,4 moins 45), un chiffre que l’article n’indique pas lui-même. Il faut traiter avec prudence la ligne sur le faisceau du fabricant : un cône complet de 5 degrés à 2 m ne ferait qu’environ 0,17 m de large (2 x 2 m x tan 2,5 degrés), si bien que les chiffres de 5 degrés et de 1,5 m sur la même page ne peuvent pas décrire le même bord du faisceau (voir la note sur les données).
4. Sortie audible, chute dans les basses fréquences et rendement de conversion
La physique qui rétrécit le faisceau affame aussi les basses. La théorie et les mesures s’accordent sur une pente d’environ 12 dB par octave : divisez la fréquence audio par deux et vous perdez environ 12 dB de sortie, ce qui explique pourquoi les haut-parleurs paramétriques sonnent maigres en dessous de quelques centaines de hertz. Le tableau du rendement est encore plus sévère. Li et ses collègues ont calculé que la puissance sonore audio augmente avec le carré de la fréquence audio et avec la taille de l’ouverture, diminue quand la fréquence ultrasonore monte, et que le rendement de conversion des ultrasons en son est généralement inférieur à 0,15% pour les configurations typiques (Li, Zhong, Jing et Lu, JASA 2023).
C’est pourquoi la consommation, et non le volume sonore, domine les articles d’ingénierie. L’équipe coréenne MEMS a réduit la consommation de son système de 6,65 W à 3,25 W grâce à un circuit d’adaptation, contre les 65 à 100 W nominaux qu’elle cite pour les haut-parleurs paramétriques conventionnels, mais elle n’a produit qu’environ 62 dB de son audible à 0,45 m.
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Hausse mesurée de la sortie audible entre 300 et 1500 Hz (réseau de 40 kHz) | Environ 12 dB par octave | San Martin, Tello, Valencia et Marzo, Applied Sciences 2020 |
| Baisse de la sortie audible quand la fréquence audio est divisée par deux | 12 dB | Zhong, Kirby et Qiu, JASA 2020 |
| Rendement de conversion des ultrasons en son, configurations typiques | Généralement inférieur à 0,15% | Li et al., JASA 2023 |
| Niveau audible (fréquence différence) à partir d’une onde primaire ultrasonore de 125 dB, réseau MEMS, 0,45 m | Environ 62 dB | Ahn et al., Sensors 2019 |
| Niveau audible à l’oreille d’une tête artificielle, haut-parleur paramétrique contre haut-parleur conventionnel, réglé pour un test d’écoute | 72,3 dBA contre 72,4 dBA | Lee, Shimomura et Katsuura, Journal of Physiological Anthropology 2012 |
| Bande audible de la conception à métamatériau de 2026, destinée à un auditeur situé à 0,5 m | 500 Hz à 10 kHz (quatre octaves) | Kim et al., Nature Communications 2026 |
| Niveau maximal indiqué pour le Holosonics AS-24iX | 95 dB SPL à 1 kHz ; consommation maximale de 90 W (affirmation du fabricant) | Page produit Holosonics AS-24iX 2026 |
Les auteurs de Nature Communications reconnaissent franchement que le niveau de leur prototype est « relativement limité » par rapport aux haut-parleurs conventionnels et l’attribuent au « rendement de conversion non linéaire intrinsèquement faible ». De meilleurs transducteurs n’ont pas changé la physique sous-jacente.
5. Distorsion harmonique et prétraitement : de 50% de THD à des valeurs à un chiffre
L’auto-démodulation dans l’air est elle-même un processus non linéaire ; alimenter un réseau paramétrique avec une simple modulation d’amplitude donne donc la sortie la plus forte, mais aussi un second harmonique marqué. Les ingénieurs le combattent par un prétraitement de l’audio avant la modulation : en prendre la racine carrée (AM à racine carrée, SRAM), n’envoyer qu’une seule bande latérale (AM à bande latérale unique, SSB), ou recourir à des schémas modifiés (MAM). L’indice de modulation, noté m, indique à quel point l’audio fait varier la porteuse ; une modulation plus profonde est plus forte mais plus distordue. Pompei a montré en 1999 qu’une AM pure avec des transducteurs à bande étroite produisait jusqu’à 50% de distorsion harmonique totale (THD), et que le prétraitement associé à des transducteurs à large bande la ramenait à 5%.
Le matériel limite pourtant les calculs. Le réseau de 49 transducteurs de 16 mm testé en 2020 culminait à 40,9 kHz avec une bande passante à -3 dB de seulement 1,5 kHz, une fenêtre étroite pour les fréquences supplémentaires que les schémas de prétraitement ajoutent à la porteuse. La même équipe a noté que des niveaux de porteuse supérieurs à 120 dB sont courants même à 2 m de tels réseaux, assez pour saturer des microphones de mesure ordinaires ; pour une comparaison avec de petits haut-parleurs conventionnels, voir nos statistiques sur la distorsion des haut-parleurs de smartphone.
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| THD avec AM pure et transducteurs à bande étroite contre THD après prétraitement audio et transducteurs à large bande | Jusqu’à 50% contre 5% | Pompei, JASA 1999 |
| Niveau de distorsion jugé généralement acceptable pour le matériel domestique | Inférieur à -26 dB (5%) | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Distorsion avec une AM à double bande latérale simple | Supérieure à -20 dB sur pratiquement toute la plage | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| AM à bande latérale unique (bande inférieure ou supérieure) | Inférieure au seuil de -26 dB sur la plage de fonctionnement | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Niveau audible sacrifié par le schéma recommandé (AM modifiée 1, m = 0,6) | 2 dB | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Distorsion résiduelle dans la bande après égalisation récursive, en simulation | -70 dB ou moins | Lee et Gan, IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing 2006 |
Il n’y a pas de gagnant unique. Dans l’étude de 2020, les schémas à bande latérale unique avaient la plus faible distorsion harmonique mais la pire distorsion d’intermodulation (distorsion créée quand deux tons se mélangent), tandis que l’AM à racine carrée et l’AM modifiée se comportaient le mieux en intermodulation. Les harmoniques au-delà du deuxième étaient négligeables dans tous les schémas. Données les plus récentes disponibles pour les chiffres de 50% et de 5% : Pompei, JASA 1999.
6. Limites d’exposition aux ultrasons aériens : ce que les recommandations autorisent
Un haut-parleur paramétrique ne fonctionne que si ses ultrasons sont intenses ; ses règles d’exposition comptent donc bien plus que pour un haut-parleur ordinaire. Les limites sont fixées par bande de tiers d’octave, une tranche du spectre large d’un tiers d’octave, désignée par sa fréquence centrale. La caractéristique frappante est la falaise entre 20 et 25 kHz : Health Canada autorise 75 dB dans la bande de 20 kHz mais 110 dB à partir de 25 kHz, et son tableau précise que des effets subjectifs peuvent survenir immédiatement, de sorte que les limites ne dépendent pas de la durée d’exposition (Health Canada, Safety Code 24, 1991).
Ces chiffres sont anciens et peu étayés, et leurs successeurs le disent. Dans son examen de 2024, l’ICNIRP a conclu que les limites IRPA de 1984 reposent sur des preuves limitées et pourraient être soit trop élevées, soit trop basses, mais qu’une révision formelle doit attendre davantage de recherches (déclaration de l’ICNIRP sur les ultrasons aériens, 2024).
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Limite canadienne, bandes de tiers d’octave de 16 kHz et 20 kHz | 75 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite canadienne, bandes de tiers d’octave de 25, 31,5, 40 et 50 kHz | 110 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite canadienne de niveau de pression acoustique total pour les autres parties du corps lorsque des protections auditives sont portées | 137 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite IRPA 1984 pour le grand public, bande de 20 kHz | 70 dB (5 dB sous les 75 dB professionnels) | Déclaration de l’ICNIRP 2024 |
| Limite IRPA 1984 pour le grand public, bande de 25 kHz et au-delà | 10 dB sous les 110 dB professionnels (100 dB) | Déclaration de l’ICNIRP 2024 |
| Tolérance IRPA pour une exposition professionnelle de moins d’1 heure | +9 dB (l’ICNIRP dit qu’elle manque de justification) | Déclaration de l’ICNIRP 2024 |
| Niveaux ultrasonores dont il n’est pas démontré qu’ils provoquent une perte auditive | Inférieurs à 120 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Niveau au-dessus duquel des effets nocifs aigus surviennent chez l’humain | Environ 155 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
Les consignes de l’OSHA, en place depuis 2004, autorisaient 30 dB supplémentaires sur les niveaux maximaux admissibles ; elles ont depuis été abandonnées (Acoustics Today, Fall 2020, Exposure to Ultrasound in Air). Données les plus récentes disponibles : Health Canada Safety Code 24, 1991, et lignes directrices provisoires de l’IRPA, 1984, telles que réexaminées par l’ICNIRP en 2024.
7. Expositions mesurées et études chez l’humain près de faisceaux ultrasonores
Un audit de laboratoire publié sur un réseau paramétrique commercial n’est pas rassurant. En mesurant dans l’axe à 3,5 m dans une chambre anéchoïque (une pièce sans écho ; voir nos statistiques sur les essais en chambre anéchoïque), Dolder et ses collègues ont trouvé 118 dB dans la bande de 40 kHz, au-dessus de toutes les recommandations auxquelles ils l’ont comparé. Réduire le gain a diminué de 10 dB la sortie audible pondérée A, mais de seulement 1 dB le signal de pompe à 40 kHz : un faisceau qui sonne plus faible n’est donc pas forcément une exposition aux ultrasons plus faible (Dolder et al., ICA 2019).
Les données chez l’humain sont maigres et surtout nulles. Une étude de 2019 a exposé une oreille de neuf jeunes auditeurs à des ultrasons de 40 kHz jusqu’à 120 dB et n’a trouvé aucune modification fonctionnelle significative par rapport à neuf témoins (Carcagno, Di Battista et Plack, Acta Acustica united with Acustica 2019), et une étude physiologique sur neuf sujets à 0,3 m et 1,0 m d’un haut-parleur paramétrique de 40 kHz n’a trouvé aucune différence significative avec un haut-parleur conventionnel. La sensibilité auditive est l’inconnue : l’ICNIRP note que 40% des enfants testés avaient des seuils inférieurs à 100 dB à 26 kHz.
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Ultrasons dans la bande de 40 kHz à 3,5 m d’un réseau paramétrique commercial, gain élevé contre gain faible | 118 dB contre 117 dB | Dolder et al., ICA 2019 |
| Dépassement de la recommandation de l’ICNIRP pour le grand public à 40 kHz | Au moins 17 dB (18 dB à gain élevé) | Dolder et al., ICA 2019 |
| Dépassement des valeurs professionnelles de l’ICNIRP et des valeurs fondées sur l’OSHA à 40 kHz, gain élevé | 8 dB et 3 dB | Dolder et al., ICA 2019 |
| Ultrasons émis par des réseaux de retour haptique vers 40 kHz, à 60 cm et à 20 cm (à titre de comparaison) | 125 dB et 155 dB | Battista 2019 et Lieber et al. 2019, tels que tabulés dans Acoustics Today, Fall 2020 |
| Sources mesurées dans une enquête sur l’exposition du public ; niveau d’un sèche-mains à 40 kHz | 16 sources ; 84 dB | Fletcher et al., JASA 2018 |
| Conception de l’étude d’exposition : ton à 40 kHz modulé en amplitude, niveaux et durée | 105, 110, 115 et 120 dB, 10 minutes par niveau ; 9 exposés contre 9 témoins ; aucune modification significative | Carcagno et al., Acta Acustica 2019 |
| Étude physiologique près d’un haut-parleur paramétrique de 40 kHz : sujets et distances | 9 sujets à 0,3 m et 1,0 m ; aucune différence significative avec un haut-parleur conventionnel | Lee, Shimomura et Katsuura 2012 |
| Seuils d’audition ultrasonore cités par l’ICNIRP | 88 dB ou plus à 24 kHz ; 3 oreilles sur 32 sous 100 dB à 28 kHz ; 40% des enfants sous 100 dB à 26 kHz | Déclaration de l’ICNIRP 2024 |
Le test de Dolder porte sur une unité générique en conditions de laboratoire ; il n’établit pas ce que reçoit un auditeur devant une exposition de musée. Le rapport AGNIR a formulé clairement le déficit plus large : les expositions humaines aux ultrasons n’ont pas été bien quantifiées, sauf celles provenant des dispositifs médicaux. Données les plus récentes disponibles : Dolder et al., 2019, et Carcagno et al., 2019.
Résumé : les réseaux acoustiques paramétriques en chiffres
| Métrique | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Citations Crossref de l’article de Westervelt de 1963 sur le réseau paramétrique | 812 | Crossref, JASA 1963 |
| Premier article sur le haut-parleur paramétrique (« Audio Spotlight ») | 1983 | Yoneyama et al., JASA 1983 |
| Plage des fréquences porteuses des dispositifs examinés ici | 27 kHz à 90 kHz | Aoki et al. 1991 ; Ahn et al., Sensors 2019 |
| Porteuse mesurée sur un panneau de 0,6 m x 0,6 m | 64 kHz | Zhong, Kirby et Qiu, JASA 2020 |
| Largeur de faisceau d’un réseau paramétrique à faible distorsion | 3 degrés | Pompei, JASA 1999 |
| Largeur de faisceau entre premiers zéros d’un réseau paramétrique de 40 kHz à 8 canaux | 40 degrés | Shi, Kajikawa et Gan, APSIPA 2014 |
| Variation de la largeur de faisceau, chaud et humide contre froid et sec | Peut doubler | Shi, Kajikawa et Gan, APSIPA 2014 |
| Perte de sortie audible à chaque division par deux de la fréquence audio | Environ 12 dB | Zhong, Kirby et Qiu, JASA 2020 |
| Rendement de conversion des ultrasons en son | Généralement inférieur à 0,15% | Li et al., JASA 2023 |
| Niveau audible à partir d’une onde primaire de 125 dB à 0,45 m | Environ 62 dB | Ahn et al., Sensors 2019 |
| THD avec AM pure et transducteurs à bande étroite contre THD après prétraitement | Jusqu’à 50% contre 5% | Pompei, JASA 1999 |
| Distorsion de l’AM à double bande latérale simple | Supérieure à -20 dB | San Martin et al., Applied Sciences 2020 |
| Bande audible d’un haut-parleur paramétrique à métamatériau de 2026 | 500 Hz à 10 kHz | Kim et al., Nature Communications 2026 |
| Limite canadienne, bandes de 25 à 50 kHz | 110 dB | Health Canada Safety Code 24, 1991 |
| Limite IRPA pour le grand public, bande de 20 kHz | 70 dB | Déclaration de l’ICNIRP 2024 |
| Ultrasons mesurés dans la bande de 40 kHz à 3,5 m d’une unité commerciale ; dépassement de la recommandation de l’ICNIRP pour le public | 118 dB ; au moins 17 dB | Dolder et al., ICA 2019 |
| Niveau d’exposition le plus élevé d’une étude auditive contrôlée à 40 kHz (aucune modification significative) | 120 dB | Carcagno et al., Acta Acustica 2019 |
Méthodologie et sources
Nous avons mené 15 recherches ciblées et lu directement les articles primaires, les normes et les documents d’agences, via les pages des éditeurs, PubMed Central, les dépôts institutionnels et les services de métadonnées Crossref et OpenAlex. Chaque chiffre ci-dessus a été lu dans une source pendant la recherche menée pour cette mise à jour. Les chiffres des fabricants sont signalés comme affirmations du fabricant et restent minoritaires dans chaque section.
- Westervelt, « Parametric Acoustic Array », JASA 1963 et Yoneyama et al., « The audio spotlight », JASA 1983 : articles fondateurs ; nombres de citations issus des métadonnées Crossref (Bennett et Blackstock, JASA 1975, également issu de Crossref).
- Shi, Kajikawa et Gan, « An overview of directivity control methods of the parametric array loudspeaker », APSIPA Transactions on Signal and Information Processing 2014
- Pompei, « Beams of sound: A low-distortion airborne parametric array », JASA 1999 ; résumé de la thèse de Pompei au MIT en 2002 pour la comparaison de directivité.
- Li, Zhong, Jing et Lu, « A note on the audio sound power generated by a parametric array loudspeaker », JASA 2023
- Zhong, Kirby et Qiu, « A non-paraxial model for the audio sound behind a non-baffled parametric array loudspeaker », JASA 2020
- San Martin, Tello, Valencia et Marzo, « Experimental Evaluation of Distortion in Amplitude Modulation Techniques for Parametric Loudspeakers », Applied Sciences 2020
- Ahn et al., « A Critical Step to Using a Parametric Array Loudspeaker in Mobile Devices », Sensors 2019
- Kim, Oh, Moon et Rho, « Dual-domain metamaterials co-integrated with a compact ultrasonic transducer for highly directional audio generation », Nature Communications 2026
- Skinner, Groves et Hinders, « Demonstration of a length limited parametric array », Applied Acoustics 2019
- Aoki, Kamakura et Kumamoto, Electronics and Communications in Japan 1991, et Lee et Gan, IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing 2006 (résumé et métadonnées bibliographiques via Crossref et OpenAlex).
- Lee, Shimomura et Katsuura, « Physiological responses at short distances from a parametric speaker », Journal of Physiological Anthropology 2012
- Dolder, Fletcher, Lloyd Jones, Lineton et Leighton, « Exposure levels for parametric arrays in light of guideline ambiguities », Proceedings of ICA 2019
- Fletcher et al., « Public exposure to ultrasound and very high-frequency sound in air », JASA 2018
- Carcagno, Di Battista et Plack, Acta Acustica united with Acustica 2019
- Health Canada, Safety Code 24: Guidelines for the Safe Use of Ultrasound, Part II, 1991
- ICNIRP, Validity of the 1984 Interim Guidelines on Airborne Ultrasound and Gaps in the Current Knowledge, Health Physics 2024
- UK Advisory Group on Non-ionising Radiation, RCE-14, Health Effects of Exposure to Ultrasound and Infrasound, 2010
- Acoustics Today, Fall 2020, tableau d’exposition reproduit d’après Leighton et al.
- Holosonics page produit AS-24iX et historique de l’entreprise, 2026 : affirmations du fabricant uniquement.
- Note sur les données : la page de Holosonics donne à la fois un faisceau de 5 degrés et une couverture de 1,5 m x 1,5 m à 2 m ; un angle total de 5 degrés ne couvrirait qu’environ 0,17 m à cette distance (2 x 2 m x tan 2,5 degrés), si bien que les deux chiffres reposent probablement sur des bords ou des définitions différents, et Skinner et al. citent une autre affirmation de Holosonics d’environ 2 m de largeur de faisceau à 4 m. Le résumé d’Ahn et al. désigne le faisceau de 83 kHz comme une onde de fréquence différence, alors que la section des résultats traite 83 et 90 kHz comme des ondes primaires ; nous les présentons comme des porteuses. Le résumé de Carcagno et al. mentionne une durée totale de 50 secondes qui contredit ses 10 minutes par niveau, nous ne rapportons donc que le chiffre par niveau. La valeur IRPA de 100 dB pour le public à partir de 25 kHz suit la formulation « 10 dB sous la valeur professionnelle » de l’ICNIRP et correspond aux 100 dB que Dolder et al. tabulent pour les bandes de 25, 31,5 et 40 kHz. Les niveaux avant et arrière à 315 Hz de Zhong et al. proviennent de leurs figures de modèle et de mesure pour un seul panneau et ne se généralisent peut-être pas. Aucune source que nous avons pu lire ne donnait de coefficients d’absorption de l’air de 40 à 64 kHz, ce tour d’horizon les laisse donc de côté. La plupart des données d’exposition datent de 1991 à 2019 ; l’ICNIRP a indiqué en 2024 que ses lignes directrices ne peuvent pas encore être formellement révisées, de nouvelles limites modifieraient donc les sections 6 et 7.
Dernière mise à jour : 27 octobre 2026. Nous actualisons ce tour d’horizon chaque trimestre, et la prochaine révision est attendue lorsque l’ICNIRP publiera ses prochaines recommandations sur les ultrasons aériens ou que de nouvelles mesures JASA de haut-parleurs paramétriques commerciaux paraîtront.