La guerre du son

L'histoire regorge d'inventeurs rivaux qui se battent pour commercialiser des créations révolutionnaires : Howe et Singer pour la machine à coudre, Bell et Gray au téléphone, Edison et Swan pour l'ampoule électrique. Dans de nombreux cas, le gagnant est devenu un nom connu et un capitaine d'industrie, tandis que le perdant était essentiellement oublié.

Maintenant, dans la même tradition, deux inventeurs revendiquent chacun une nouvelle technologie audio qui, selon les entreprises, aura un marché énorme au cours des cinq prochaines années. Connu sous le nom de son directionnel, il utilise un émetteur d'ultrasons pour tirer un faisceau de son audible semblable à un laser si concentré que seules les personnes se trouvant à l'intérieur d'un chemin étroit peuvent l'entendre. C'est phénoménal, déclare Simon Beesley, responsable du marketing audio pour la division commerciale européenne de Sony. Jusqu'à présent, Sony n'a vendu qu'une poignée de systèmes de sonorisation directionnels pour des installations spécialisées dans des magasins et d'autres emplacements, mais en fin de compte, dit Beesley, il s'agira sans aucun doute d'un produit à plus d'un milliard de dollars.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de mai 2004

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Mais qui réclamera ce prix d'un milliard de dollars ? Elwood Woody Norris, de Poway, en Californie, American Technology Corporation (ATC) et F. Joseph Pompei, de Watertown, MA's Holosonic Research Labs, ont exploité le même principe scientifique pour créer des systèmes de sons directionnels concurrents, et chacun insiste sur sa version transformera l'acoustique. Norris et Pompei imaginent tous les deux une famille de quatre personnes assise dans une voiture et profitant de quatre sélections musicales ou émissions de radio différentes à la fois, sans casque. Ils voient également des panneaux d'affichage ou des présentoirs au niveau de la rue dans des magasins de détail qui ne s'adressent qu'à un seul consommateur de passage à la fois, ou une foire commerciale bondée dans laquelle la cacophonie de milliers de démonstrations de produits est remplacée par des milliers de faisceaux sonores concentrés confinés à leur propre expositions. Plutôt que d'utiliser un mégaphone, un policier pourrait contrôler les foules en dirigeant sa voix uniquement vers une personne créant une perturbation. L'objectif ultime, disent les deux inventeurs, est de remplacer un grand nombre des millions d'enceintes vendues chaque année pour le divertissement à domicile et les systèmes informatiques personnels par des appareils à son directionnel.

Ils partagent peut-être une vision, mais ces inventeurs en duel pourraient difficilement être plus différents. Woody Norris est un franc-tireur de la côte ouest de 65 ans sans diplôme universitaire qui a fait la majeure partie de son éducation formelle lors d'un passage en tant que technicien radar dans l'US Air Force il y a plus de 40 ans. Détenteur d'un brevet autrefois précieux mais périmé sur l'échographie diagnostique, l'inventeur autodidacte a fait une fortune personnelle qu'il estime à des dizaines de millions de dollars en inventant des appareils audio, y compris une radio FM de la taille d'une prothèse auditive. , une gamme d'enregistreurs vocaux à mémoire flash et de systèmes audio de voiture, et plusieurs modèles de casques pour téléphones portables. Il a travaillé sur ce qu'il appelle le son hypersonique pendant une grande partie de la dernière décennie et prétend avoir investi 40 millions de dollars dans son développement. Il a une compréhension intuitive de la physique et de l'électronique, explique Curt Edgar, directeur principal des technologies de pointe chez DaimlerChrysler, qui a rencontré Norris pour des démonstrations. Il a aussi une persévérance incroyable.

À l'opposé, Joe Pompei est un entrepreneur de 30 ans de la côte est avec des diplômes impressionnants mais peu d'expérience en tant qu'inventeur : son système Audio Spotlight est sa première invention majeure. Au lycée et pendant les pauses de l'université, tout en travaillant à temps partiel pour Bose, le fabricant de haut-parleurs de Framingham, MA, Pompéi a pris note des limites des haut-parleurs traditionnels. Mais, dit-il, les dirigeants de Bose n'étaient pas intéressés à entendre parler de l'avenir du son d'un jeune de 20 ans. Après avoir obtenu son diplôme en génie électrique du Rensselaer Polytechnic Institute, il a ensuite obtenu sa maîtrise en psychoacoustique à la Northwestern University. Il dit que c'est là, au milieu des années 1990, qu'il a eu l'idée d'utiliser des ultrasons silencieux comme moyen de produire un son audible. J'étais considéré comme un savant fou, se souvient Pompéi.

Il a d'abord démontré le principe de base au MIT Media Laboratory. Alors qu'il terminait son doctorat au MIT en 2002, Pompei a lancé Holosonic, démarrant l'entreprise avec seulement quelques milliers de dollars de sa propre bourse de recherche. Le système de Pompéi se comporte vraiment comme un projecteur, explique David Rabkin, vice-président de la technologie au Musée des sciences de Boston, qui utilise le système dans une exposition. Vous dirigez le faisceau vers une personne et l'éclairez avec du son. Mais une fois que vous sortez du faisceau, le son diminue rapidement.

Les technologies et les visions des inventeurs sont étonnamment similaires. Il est donc probable que les différences dans leurs personnalités, leurs antécédents et leurs tactiques commerciales seront des facteurs critiques pour décider qui est le premier à surmonter les obstacles - y compris les coûts élevés, le manque de normes de production en série et les problèmes de performances - qui se dressent entre eux et les marchés lucratifs qu'ils envisagent tous les deux. Lequel d'entre eux prévaut, le cas échéant, en dira long sur la valeur relative de l'éducation et de l'expérience, de la jeunesse et de la sagesse - et peut-être de la chance et du timing - pour assurer la place d'un inventeur dans l'histoire.

Entendre des choses

Une chose que Pompéi et Norris ont en commun est la suivante : chacun a rapidement appris qu'en poursuivant le son directionnel, il s'engageait sur un chemin que d'autres avaient emprunté auparavant. Norris dit qu'il a eu l'idée de ce qui est devenu son système de son hypersonique à la fin des années 1970. Il avait récemment collecté des fonds en vendant des actions dans l'une de ses startups et, plein d'argent, recherchait avec impatience sa prochaine grande affaire. J'étais ignorant et assez naïf pour penser que j'étais la première personne à penser à cela, dit-il. Mais alors qu'il recherchait d'anciens brevets et publications, des noms sont sortis du mur. Les gens essaient cela depuis cinquante ans. Les propres recherches de Pompei ont révélé que de grandes entreprises japonaises avaient examiné le concept au début des années 1980 mais avaient abandonné leur quête, soupçonnant que la technique produirait un son déformé ou nécessiterait trop de puissance pour être utile.

Norris et Pompei pensent tous deux avoir résolu la plupart des problèmes qui ont bloqué leurs prédécesseurs. Chacun de leurs systèmes contient un processeur de signal, un amplificateur et un dispositif en forme de plaque qui projette des faisceaux d'ultrasons. Dans son laboratoire de la banlieue de San Diego, Norris branche son émetteur de son hypersonique dans un lecteur de CD portable ordinaire pour une démonstration à l'extérieur sur le parking. Lorsqu'il pointe l'appareil vers un visiteur se tenant à environ 20 mètres, le visiteur est capable d'entendre clairement des sons allant d'une cascade à la musique de jazz. Mais lorsque Norris pointe l'émetteur vers la gauche ou la droite ou vers le ciel, le visiteur n'entend aucun son. À l'intérieur de la salle de conférence du laboratoire, Norris dirige l'émetteur vers les murs, faisant rebondir les faisceaux sonores de sorte qu'ils semblent provenir de points sur le mur plutôt que de l'appareil lui-même.

Il est facile de comprendre pourquoi le son directionnel est cool, mais comprendre comment cela fonctionne est beaucoup plus difficile. Les haut-parleurs traditionnels génèrent des ondes sonores audibles qui se propagent dans toutes les directions comme les ondulations d'un caillou jeté dans un étang. Les appareils de Norris et de Pompei génèrent à la place des faisceaux d'ondes ultrasonores étroits, semblables à des lasers, qui ont une fréquence supérieure à 20 000 hertz, la limite supérieure de ce que l'oreille humaine peut détecter. Les ondes sonores audibles des haut-parleurs traditionnels et les ondes ultrasonores d'un système de son directionnel se déforment lorsqu'elles voyagent dans les airs ; dans un système audio traditionnel, la distorsion dégrade légèrement le son qu'un auditeur entend finalement. Mais dans un système de son directionnel, la distorsion est en fait le mécanisme qui génère le son audible, brisant les ondes ultrasonores en ondes sonores audibles de basse fréquence le long d'un chemin droit et étroit.

Monter le volume

Les chemins des deux inventeurs, d'autre part, convergent sur un champ de bataille de marché où les clients d'entreprise seront gagnés et perdus. L'affrontement est déjà féroce. Pompei, par exemple, affirme qu'il s'agit du seul système de sonorisation directionnel qui a été intégré dans un véhicule d'un grand constructeur.

En fait, il y a trois ans, lorsque l'Audio Spotlight faisait partie d'un projet au MIT Media Lab, le sponsor de la recherche DaimlerChrysler a effectivement intégré un prototype dans un concept-car, avec des transducteurs situés au-dessus de chacun des quatre sièges de la cabine. Fonctionnellement, cela a fonctionné, dit Edgar de Daimler. Mais il y avait un problème principal : les faisceaux rebondiraient sur les sièges et autres surfaces, déviant le son entre les zones. En raison de cet inconvénient et du coût élevé du système, le constructeur automobile ne l'a pas poursuivi plus loin. Au lieu de cela, il y a un an, Edgar a contacté Norris. L'ATC a fait plus de progrès, en termes de coûts, de fabrication et de performances, déclare Edgar. Ils sont quelques générations au-delà de l'endroit où Holosonic était. Pourtant, le système de Norris n'a pas encore été intégré à un véhicule, et Daimler n'a pas l'intention de le faire dans l'immédiat.

Norris admet qu'il travaille à l'amélioration des performances de son système Hypersonic Sound. L'un des problèmes est l'incapacité actuelle de la technologie à produire des basses basses, une lacune que partage le système de Pompéi. Mais Norris dit que Sony déploie déjà le produit en Europe. Beesley de Sony confirme que la société a à ce jour distribué des centaines de systèmes de son hypersonique, qu'elle intègre à ses écrans vidéo plasma pour des applications spécialisées. Il dit que les grands magasins, les banques et les exposants de musées utilisent la technologie pour diffuser du son aux clients et aux visiteurs dans des zones particulières. Il a un potentiel énorme, dit Beesley. La principale limitation du système, ajoute-t-il, est son prix. Il est à peu près fabriqué à la main en ce moment, dit-il, à un coût d'environ 1 000 $ par unité. Nous examinons divers modèles industriels pour le rendre moins cher et plus facile à produire. L'objectif est un prix inférieur à 100 $ par installation. Edgar de Daimler affirme qu'un prix similaire est essentiel pour rendre la technologie du son directionnel compétitive avec les haut-parleurs stéréo de voiture traditionnels.

À 1 000 $ à 2 000 $ par système, l'Audio Spotlight de Pompei souffre du même syndrome de coût élevé et de faible quantité de production. Les premiers clients tels que Steelcase, qui le teste pour les environnements de bureau, et Cisco, qui l'a installé dans les halls d'entreprise, n'ont acheté que quelques unités chacun.

Alors qu'ATC et Holosonic s'efforcent de transformer leurs systèmes de curiosités haut de gamme en produits de première nécessité, Norris dit qu'il s'appuie sur ses brevets pour protéger sa propriété intellectuelle sur le marché. Sur ce front, il semble avoir l'avantage sur Pompéi. Norris a délivré environ 20 brevets couvrant divers aspects de la technologie du son directionnel, et il dit que 20 autres sont en instance. Pompei dit qu'il a environ une douzaine de brevets en instance, dont deux clés, mais un seul qui a été délivré à ce jour.

Compte tenu de la similitude des technologies et des visions de Pompéi et de Norris, le cri est susceptible de devenir plus fort. La seule chose sur laquelle les deux inventeurs peuvent s'entendre, c'est que le son directionnel a de réelles opportunités à long terme, notamment lorsqu'il s'agit de remplacer le haut-parleur omniprésent, inventé il y a plus de 80 ans. Même les meilleurs haut-parleurs, conviennent-ils, sont sujets à la distorsion, et leur son omnidirectionnel est gênant pour les personnes à proximité qui ne souhaitent pas écouter. Reste à savoir lequel de ces deux inventeurs deviendra l'Alexander Graham Bell du son directionnel, et lequel deviendra l'Elisha Gray.

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