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Auteur(s)
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Jacques JOUHANEAU : Professeur au Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Compte tenu de la complexité des lois physiques qui régissent les phénomènes de propagation, d’absorption et de diffraction par les obstacles, l’étude de l’acoustique des salles ne peut être abordée qu’à partir de modèles simplifiés reposant, tantôt sur des lois analogues à celles de l’optique géométrique, tantôt sur des lois ondulatoires, tantôt sur des lois statistiques.
Lorsque ces modèles sont en défaut, on tente d’expliquer les phénomènes observés en faisant appel à des distributions :
-
temporelles, pour les régimes transitoires ;
-
modales, pour les régimes permanents.
Ces distributions mettent en évidence les limites de validité des lois statistiques.
Dans les cas où la géométrie des salles devient trop complexe et où aucune des approches précédentes ne donnent satisfaction, il devient nécessaire de faire appel à des théories mettant en jeu des bilans d’échange d’énergie. Les lois qui en résultent s’appliquent aussi bien aux différentes parties d’une même salle qu’aux ensembles constitués de plusieurs locaux, juxtaposés ou non.
Mais l’étude complète d’une salle attribue une importance croissante aux effets perceptifs. Sa description passe par l’introduction d’un certain nombre de critères susceptibles de traduire les différentes composantes entrant dans la définition de la qualité des salles.
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Étude du champ réverbéré dans un local
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1. Généralités
1.1 Comportement du son dans une salle
1.1.1 Facteurs déterminants du champ acoustique
Une source sonore placée dans un espace fermé rayonne en général dans toutes les directions.
Les ondes sonores se propagent vers les limites du volume et entrent en contact avec les parois ou les obstacles. Leur comportement obéit à des lois qui dépendent principalement des caractéristiques du signal émis et de l’impédance des matériaux rencontrés.
Les principaux facteurs qui interviennent dans la structure du champ rayonné sont (figure 1) :
— la source sonore dont les caractéristiques fondamentales sont :
-
répartition temporelle (signaux continus, intermittents, impulsionnels, etc.) ;
-
la composition spectrale (bande passante, spectre de raies, colorations, etc.) ;
-
la puissance ou l’énergie rayonnée ;
-
la directivité ;
— le milieu de propagation, en général l’air, supposé homogène et isotrope en l’absence de perturbations susceptibles de créer des variations locales de pression (températures, hygrométrie, courants d’air) ou des dispersions (humidité, poussières, particules).
Il est à noter que cette stabilité et cette homogénéité sont rarement obtenues dans les locaux industriels (machines chauffantes, aération, pollution…) et, à un degré moindre, dans les salles de concert (gradient de température dû à la présence du public) ;
— la nature des parois et des obstacles. Selon la nature et la forme des obstacles rencontrés (murs, cloisons, tentures, auditoire…), le comportement des ondes sonores est extrêmement variable. Il est régi par deux familles de lois : les lois de la diffusion et les lois de l’absorption.
Les effets de diffusion sont dus principalement à la superposition des phénomènes de réflexion, réfraction et diffraction.
L’absorption résulte surtout de la réfraction-transmission à l’interface de deux milieux et de toutes les formes de dissipation qui lui sont associées.
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