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Le temps de réverbération RT60

Quand une source sonore s'arrête, il s'écoule un certain temps avant que le son disparaisse complétement : c'est la réverbération qui est un des facteurs caractérisant le comportement du local.

Il est important de mettre ici en évidence un problème relatif à nos salles d'écoute qui sont considérées comme acoustiquement petites en ce sens que leur longueur sont en général de l'ordre des longueurs d'ondes des basses fréquences :

Chaque local à ce qu'on appelle des fréquences propres (fréquences de résonance) liées aux dimensions du local, si on émet un son correspondant à l'une de ces fréquences, le temps de réverbération sera différent pour chacune de ces fréquences, il diminue quand la fréquence augmente. Alors que pour les grandes salles le temps de réverbération peut caractériser la salle, pour un petit local non traité on a des temps de réverbération qui ne peuvent plus être un facteur global au local car trop dépendant des fréquences.

Réverbération : persistance d'un son dans un local clos après interruption de la source sonore. Elle est la conséquence des réflexions et absorptions succéssives de l'onde sonore sur les murs

Temps de réverbération RT60 : pour une fréquene donnée, correspond à une décroissance de 60 dB de l'intensité acoustique

Formule de Sabine : donne la durée de réverbération d'un local :

RT60 = 0,16*V/A

  • RT60 : en secondes
  • V : volume du local en m3
  • A : absorption du local, c'est la somme des surfaces multipliées par leur coefficient α

absorption_du_local

 

 

Si la salle a un coefficient d'absorption important, la formule de Sabine donne de mauvais résultats, on emploie alors la relation d'Eyring :

relation_d_eyring

 

 

Ces formules sont basées sur le fait que l'énergie sonore est distribuée uniformément dans la salle et se propage aléatoirement, ce qui est peut être considérée comme vrai dans les grandes salles, mais pas dans nos petites salles.

Jean-Pierre Lafont (http://www.lafontaudio.com ) professionnel intervenant sur Homecinema-fr et sur Cinetips préconise l'utilisation des formules suivantes plus adaptées à nos petites salles :

rt60_lafont_hc


pour le Home-Cinéma

 

et :

rt60_lafont_hifi


pour l'écoute musicale

 

V est le volume du local en m3

La mesure effective de ce temps n'est pas facile à cause du bruit qui subsiste dans le local : il faut que celui-ci ne dépasse pas 40 dB, dans ce cas la source doit pouvoir émettre un signal de 100 dB afin d'avoir cette différence de 60 dB. On pourra utiliser des produits comme RoomEQWizard, Sample Champion ou ETF5 pour réaliser cette mesure.

L'objectif est d'obtenir un temps de réverbération uniforme sur l'ensemble de la plage des fréquences : ceci peut être difficle à réaliser surtout aux basses fréquences. Des études ont montré qu'une augmentation de ce temps aux basses fréquences était acceptable : en prenant la valeur à 1 kHz, une augmentation de 80% à 63 Hz et 20% à 125 Hz sont acceptées.

Existe-t'il une valeur optimale ? Oui et non, cela dépend du type de message sonore à reproduire et aussi de sa propre perception d'un bon son et là, cela se complique car on est en plein dans le subjectif

Les valeurs données par JP Lafont devraient être sûrement une bonne approche de la valeur optimum.

Se rappeler qu'un temps de réverbération long entraîne une perte de définition et de clarté en musique et d'intelligibilité en paroles.

Procédure de calcul de RT60

Pour chaque fréquence successive 31 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz et 16 kHz, on calcule pour chaque matériaux constituant le local (y compris l'ameublement) l'absorption correspondante en sabins Sα où S est la surface du matériau et α son coefficient d'absorption, on en déduit alors le temps de réverbération à cette fréquence avec la formule de Sabine. On peut alors tracer un graphe de ce temps en fonction de la fréquence : l'idéal c'est d'avoir une courbe relativement horizontale.

Traitement : supposons que l'on ait un pic à 1 kHz que l'on veuille corriger, on calcule alors la diiférence entre le nombre de sabins à une fréquence dont le temps est correcte (par exemple 125 Hz) et le nombre de sabins à 1 kHz

Sα = Sα125 – Sα1000

On choisit alors un matériau avec un coefficient d'absorption suffisant à 1 kHz et on calcule la surface nécessaire pour obtenir la valeur Sα

Il est nécessaire alors de recalculer les différents temps de réverbération pour chaque fréquence en tenant compte de l'introduction du nouveau matériau.

On peut recommencer plusieurs fois cette opération jusqu'à obtenir une courbe satisfaisante

Procédure de mesure de RT60

Un générateur de bruit rose alimente un ampli connecté à un ensemble de reproduction sonore (par exemple enceinte + caisson), un micro unidirectionnel calibré mesure le niveau sonore, celui-ci est analysé par un des logiciels cités précédemment. On effectuera plusieurs mesures à différents endroits du local (correspondant à la zone d'écoute). Le signal aura une largeur d'un octave centré sur les fréquences successives 31 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz et 16 kHz : l'idéal sera d'obtenir des pentes d'atténuation du signal quasiment identiques.

Les logiciels précédents permettent d'obtenir directement les mesures sur l'ensemble des octaves (ils utilisent en général la méthode d'intégration de Schroeder)

RT60 est-il une valeur significative pour nos petits locaux ?

On calcule la distance moyenne que le son parcourt entre chaque réflexion par :

dmoy = V/S

  • V : volume du local en m3
  • S : surface totale des parois du local en m2

La formule suivante donne alors le nombre de rélexions se produisant durant la diminution du son de 60 dB :

Nr = 344*RT60/dmoy

où 344 est la vitesse du son dans l'air à température et pression normales.

Ces réflexions se répartissent d'une manière équitable sur l'ensemble des surfaces du local.

Dans un petit local (comme le sont nos pièces) la zone d'écoute n'est jamais très loin de l'influence direct de la source. Un vrai champ réverbérant est souvent sous le niveau de bruit ambiant. Les équations qui calculent le temps de réverbération sont dérivées des conditions qui existent seulement dans le champ réverbérant. Ce concept de RT60 est inapplicable dans nos petits locaux, ce que nous mesurons en fait est le taux de décroissance des fréquences propres du local.

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