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RÉSUMÉ
La propagation du son dans une salle de spectacle est un problème complexe. Il existe cependant des méthodes et des outils, certains très anciens, permettant d’obtenir des résultats satisfaisants. Cet article commence par exposer les bases théoriques nécessaires à la compréhension des principaux problèmes de l’acoustique d’un lieu, et comment la caractériser. Sont ensuite abordés les matériaux et les méthodes récentes pour concevoir l’acoustique d’une salle. En illustration, plusieurs applications à différents types d’espace sont retenues.
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-
Jean-Paul VIAN : Chef de la division Acoustique des salles (DAE), CSTB
INTRODUCTION
L’acoustique des salles est un des domaines de l’acoustique qui suscite le plus d’intérêt parmi le public et les acousticiens eux-mêmes. Il se distingue de la plupart des autres domaines de l’acoustique en ce que le son y est envisagé sous son aspect positif : la communication, la culture, la musique, alors qu’il est considéré dans beaucoup de domaines de l’acoustique sous son aspect négatif, c’est-à-dire un bruit source de gêne, ce qu’il est malheureusement souvent. On associe volontiers l’acoustique des salles à un art pratiqué de longue date, entouré parfois d’un certain mystère, comme en témoigne le mythe de l’acoustique des théâtres antiques, entretenu du reste par certains acousticiens. Pourtant, pour complexe que soit le problème de la propagation du son dans une salle de spectacle, pour complexes que soient aussi les phénomènes perceptifs qui président à l’appréciation que nous avons d’une salle, les chercheurs en acoustique – notamment W.C. Sabine il y a environ un siècle, puis l’école allemande depuis 50 ans – ont su développer des outils et des méthodes qui permettent maintenant, d’obtenir des résultats fiables, lorsque bien sûr elles sont utilisées avec les compétences nécessaires.
L’objectif de cet article est de donner un bref aperçu des bases théoriques nécessaires pour comprendre les principaux problèmes de l’acoustique des salles, et de présenter les outils et méthodes modernes couramment utilisés pour maîtriser l’acoustique d’un lieu.
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1. Modélisation. Techniques de prévision
Le praticien a besoin de méthodes et d’outils lui permettant de faire le diagnostic d’une situation acoustique et de prescrire des solutions. Comme nous allons le voir, la résolution de l’équation de propagation du son avec conditions aux limites complexes n’étant quasiment jamais possible, on a recours à des modélisations qui toutes présentent des limitations, mais qui sont heureusement fort utiles.
On décrit brièvement dans ce qui suit les modélisations utilisables en acoustique des salles, les outils qui permettent de les mettre en œuvre, ainsi que leurs avantages et inconvénients et domaines d’applications respectifs. De nombreux ouvrages présentent en détail ces approches [1] [2] [4] [11]…
L’objectif idéal serait de pouvoir prédire le champ acoustique en tout point d’un espace, connaissant la géométrie de cet espace, les propriétés acoustiques des parois et les caractéristiques des sources sonores.
Le champ acoustique en tout point de l’espace est décrit par le couple
, dans lequel p est la pression acoustique, et
est la vitesse particulaire.
1.1 Approche ondulatoire
C’est l’approche exacte, qui consiste à résoudre l’équation de propagation des ondes dans le volume V de la salle. Les conditions aux limites sur les parois S délimitant V sont exprimées par exemple sous forme d’une admittance de paroi :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KUTTRUFF (H.) - Room Acoustics, - 3e édition, Elsevier (1991).
-
(2) - CREMER (L.), MULLER (H.A.) - « Principles and applications of room acoustics », - Applied Science (1982).
-
(3) - BERANEK (L.) - « Music, Acoustics and Architecture », - John Wiley (1962).
-
(4) - BERANEK (L.) - « Concert and Opera Halls. How they sound », - Acoustical Society of America (1996).
-
(5) - BARRON (M.), LEE (L.-J.) - « Energy relations in concert auditoriums. I », - J. Acoust. Soc. Am., 84 (2), 618-628 (1988).
-
(6) - MARTIN (J.), VAN MAERCKE (D.), VIAN (J.-P.) - « Binaural simulation of concert halls : a new approach for the binaural reverberation process », - J. Acoust. Soc. Am., 94 (6), 3255-3264 (1993).
- ...
ANNEXES
ISO 354 - « Acoustique – Mesurage de l’absorption acoustique en salle réverbérante », - août 2000.
ISO 3382 - « Acoustique – Mesurage de la durée de réverbération des salles en référence à d’autres paramètres acoustiques », - mai 2000.
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