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L'acoustique des petites salles

Pour les petites salles (nos salles dédiées font partie de cette catégories) on ne peut pas leur appliquer les mêmes raisonnements que pour les grands espaces, car les interactions entre les ondes directes et les ondes réfléchies sont plus importantes dans un petit volume.
En considérant l'acoustique des petites salles, le spectre sonore est divisé en quatre régions :
  • A : les très basses fréquences sous la fréquence fondamentale liée à la longueur de la salle :

frequence_fondamentale

 

 

sous cette fréquence il n'y a pas de problème de résonnance pour la salle, le son peut exister mais n'est pas renforcé, les résonances sont isolées, elles ne se cumulent pas, leur effet peut même être profitable à une extension du registre extrême grave, le son se comporte comme si il était à l'extérieur

  • B: c'est la région où les dimensions de la salle sont comparables aux longueurs d'ondes des fréquences considérées, elles se situent entre la fréquence f1 et une fréquence dont une bonne approximation est donnée par la fréquence de coupure (fréquence de Schroeder) de la salle fc :

frequence_schroeder


RT60 est le temps de réverbération de la salle en seconde et V son volume en m3


  • C : région de transition ce sont les fréquences entre fc et approximativement 4 * fc, région dominée par des longueurs d'ondes trop courtes pour se comporter comme la région B et trop longues pour se comporter comme la région D, c'est une région dans laquelle dominent diffusion et diffraction du son.
  • D : région des plus hautes fréquences, les longueurs d'ondes sont suffisament petites par rapport aux dimensions de la salle pour une approche géométrique de l'acoustique (angle d'incidence = angle de réflexion).

Mise en évidence des modes

On peut réaliser la mesure suivant :
  • Une enceinte est positionnée dans un coin inférieur de la salle

  • Un micro de mesure est positionné dans le coin supérieur faisant diagonale avec l'enceinte

  • On envoie un signal sinusoïdal glissant à l'enceinte

  • On enregistre alors la réponse en fréquence de la salle

  • Repérer sur le graphe les modes déterminés par le calcul


Diminution d'un mode

L'oreille est très sensible aux transitions, ainsi la diminution de la réverbération est une transition importante à connaître, l'ensemble des modes représente une partie de la fondation de la réverbération.

La réverbération est souvent mesurée par bandes d'octave, on peut dresser un tableau indiquant pour chaque bande le nombre de modes axial, tangentiel et oblique :

Octave

bande à – 3 dB

Axial

Tangentiel

Oblique

63 Hz

45 – 89 Hz

 

 

 

125 Hz

89 – 177 Hz

 

 

 

250 Hz

177 – 354 Hz

 

 

 

La diminution de la réverbération par octave résulte d'une moyenne de la diminution des modes contenus dans la bande correspondante, plus la fréquence centrale de l'octave est haute plus il y a de modes inclus dans la bande.

La diminution d'un mode est dépendant entre autre de la manière dont est distribué le matériel absorbant dans la salle : par exemple une moquette n'aura pas d'effet sur les modes axials impliquant les murs, les modes tangentiels et obliques devraient s'éteindre plus rapidement que les modes axials car ils impliquent plus de surfaces que ces derniers, de plus l'absortion est plus important pour les modes axials car le son y arrive quasiment à angle droit.

Largeur d'un mode

Chaque mode a une largeur déterminée par :

largeur_mode

 

 

largeur_mode_graphique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Plus l'absorption est importante, plus la réverbération est courte et plus large est le mode : des modes adjacents tendent à se chevaucher dans une salle avec un temps de réverbération court ce qui est souhaitable, ils se renforcent l'un l'autre, lors de la diminution du signal au lieu d'être régulier il se forme des battements.

Dans les dessins ci-dessous, tirés du livre "Master handbook of Acoustic" de F. Alton Everest, le graphique de gauche met en évidence un mode suffisament éloigné de ses voisins, ce qui explique la courbe régulière, dans celui de droite les irrégularités (battements) s'expliquent par le chevauchement avec des modes voisins

modes_reguliersmodes_irreguliers

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans les contributions énergétiques les modes tangentiels concourent pour la moitié (- 3 dB) des modes axiaux (0 dB), tandis que les modes obliques concourent pour le quart (- 6 dB) dans la représentation fréquentielle.

La réponse d'une salle est la combinaison des réponses modales

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