Principes de base de l'acoustique des salles

La physique de la propagation du son est assez complexe. Cependant, comme le son fait partie de notre vie quotidienne, il n'est pas du tout difficile de comprendre les principes de base du comportement des sons dans une pièce. Ce guide pour débutants vous aidera à comprendre les bases de l'acoustique des salles et vous expliquera pourquoi il est important de prendre en compte l'acoustique des salles, non seulement dans les studios de musique et les salles de répétition, mais aussi dans les habitations ou les espaces commerciaux.

Acoustique des salles

L'acoustique d'une pièce est une discipline qui implique l'étude et l'analyse du son direct et réfléchi. Une acoustique appropriée est essentielle dans tous les espaces où le son est transmis à l'auditeur, ce qui inclut à la fois la parole et la musique. Les critères de conception de l'acoustique des salles sont idéalement définis en fonction de l'utilisation prévue de la salle. Par exemple, il est conseillé d'utiliser des surfaces plus absorbantes dans les studios de musique que dans les bureaux ou les salons, où l'on ne cherche pas en premier lieu à obtenir la meilleure expérience musicale. Bien entendu, il est possible de créer une solution acoustique adaptée à la fois à la parole et à la musique dans un même espace, mais cela se fait souvent au prix d'un certain nombre de compromis.

Propagation des ondes sonores dans une pièce. Elles peuvent être réfléchies par les murs, le sol et le plafond, absorbées par un matériau absorbant le son et diffusées par un diffuseur.

Principes de base

La principale différence entre la propagation du son à l'intérieur et à l'extérieur réside dans le niveau de réflexion du son. Naturellement, l'environnement intérieur crée un son plus réfléchi que l'environnement extérieur parce que les ondes sonores rebondissent sur les murs de la pièce et sur l'équipement qui y est utilisé. La façon dont le son est réfléchi dépend de la forme de la pièce et de la structure des matériaux utilisés.

Réflexion sonore

Pour les réflexions directes, l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion, de sorte que les ondes sonores ainsi réfléchies se produisent généralement sur des surfaces relativement lisses (sur des murs). Toutefois, lorsqu'une onde sonore frappe une surface rugueuse, le son est réfléchi de manière diffuse. Dans ce cas, la réflexion est fragmentée en de nombreuses réflexions de moindre intensité, qui sont dispersées dans un grand angle et créent un champ sonore uniforme dans lequel nous obtenons la meilleure expérience d'écoute.

Comme les ondes sonores se réfléchissent sur toutes les surfaces appropriées de la pièce (principalement les murs), nous utilisons des matériaux absorbants pour atténuer certaines d'entre elles afin de diminuer l'effet du son réfléchi sur le son que nous pouvons entendre. Pour en savoir plus sur l'effet du traitement acoustique sur la propagation des ondes sonores, consultez notre aide acoustique.

Comportement de l'onde sonore au contact du mur nu, du panneau absorbant et du diffuseur.

Echo

L'écho est un élément important de l'acoustique des salles. Ce phénomène existe depuis toujours, le plus souvent dans les grandes pièces, les grottes, les tunnels, etc. Les échos sont des réflexions qui peuvent être entendues clairement et séparément du son direct - c'est le son qui arrive à l'auditeur avec un retard par rapport au son direct. En général, les échos sont dus à des réflexions intenses qui se produisent 40 ms ou plus après que le signal sonore direct a atteint l'auditeur. En d'autres termes, la différence de longueur de trajet entre le son direct et le son réfléchi est d'au moins 13,8 mètres, ce qui correspond à un temps de propagation de 40 ms ou plus.

Notez que les échos sont le plus souvent détectés dans les premiers rangs de l'auditorium et sur la scène. En effet, le premier rang est le plus éloigné du mur arrière, ce qui crée la plus grande différence de longueur entre le son direct et le son réfléchi directement par le mur arrière, ou par une combinaison du plafond et du mur arrière. Dans ce cas, seul un interprète ou un conférencier peut percevoir un écho ! Vous pouvez déjà imaginer une solution acoustique de base à ce problème : l'utilisation de matériaux absorbants ou diffus sur le mur arrière, à partir desquels les ondes sonores ne rebondissent pas sur la scène.

Illustration de la façon dont l'écho peut être entendu sur la scène de l'auditorium. Le présentateur entend son propre discours avec un retard causé par le son réfléchi par le mur du fond et le plafond.

Un écho flottant se produit lorsque le son va et vient entre deux surfaces parallèles et qu'il est atténué beaucoup plus lentement que les réflexions sur d'autres surfaces. Nous enregistrons souvent des échos de ce type dans de petites pièces où les murs ne sont séparés que de quelques mètres et à des fréquences de 250 Hz et plus.

Exemple d'écho flottant : dans une petite pièce aux murs nus parallèles, les ondes sonores sont réfléchies plusieurs fois par les surfaces opposées. L'onde sonore met beaucoup plus de temps à se dissiper que dans une pièce où les ondes sonores sont absorbées par un traitement acoustique.

Temps de réverbération

Le temps de réverbération est une mesure utilisée pour quantifier la réflexion des ondes sonores. La réverbération est le temps nécessaire pour que les réflexions sonores diminuent de 60 dB, c'est-à-dire jusqu'à ce que le son ne soit plus audible et se perde dans l'espace. Le temps de réverbération est directement proportionnel au volume de la pièce et indirectement proportionnel à la quantité de matériaux absorbant le son. Plus on observe de réflexions d'ondes sonores dans la pièce, plus le temps de réverbération peut être mesuré. Le temps de réverbération peut être réduit le plus facilement en utilisant un traitement acoustique.

Matériaux insonorisants

Tous les matériaux ont certaines propriétés d'absorption du son. Les ondes sonores qui ne sont pas absorbées doivent donc être réfléchies, transmises ou diffusées. Les propriétés d'absorption du son d'un matériau peuvent être décrites comme le coefficient d'absorption du son dans une certaine gamme de fréquences.

Le coefficient peut être considéré comme un pourcentage du son absorbé, où 1,00 correspond à une absorption complète (100 %) et 0,01 à une absorption minimale (1 %). Les matériaux d'absorption du son les plus efficaces sont utilisés dans les absorbeurs acoustiques, qui conviennent le mieux au traitement acoustique des studios de musique, des home cinémas, des salles d'écoute ou des bureaux.

Les absorbeurs acoustiques sont largement utilisés sur plus de 50 % de la surface des murs dans les studios de musique.