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Etude acoustique salle d’écoute de haute fidélité
Avril - Mai 2008
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Table des matières
1. DESCRIPTION DE L’ÉTUDE
...............................................................................................................................
2 2. QUELQUES
DÉFINITIONS...................................................................................................................................
2 3. ASPECTS
THÉORIQUES.......................................................................................................................................
3
3.1. TEMPS DE RÉVERBÉRATION
.................................................................................................................................
3 4. RELEVÉS
RÉALISÉS.............................................................................................................................................
4
4.1.
DESCRIPTIF..........................................................................................................................................................
4 4.2.
RELEVÉS..............................................................................................................................................................
4
5. ANALYSE
.................................................................................................................................................................
5 5.1. LE SOL
.................................................................................................................................................................
5 5.2. LE TEMPS DE RÉVERBÉRATION
............................................................................................................................
5
6. PROPOSITION DE
SOLUTIONS..........................................................................................................................
5 6.1. LE SOL
.................................................................................................................................................................
5 6.2. LE TEMPS DE RÉVERBÉRATION
............................................................................................................................
7
7. PROPOSITION DE POSITIONNEMENT DES ENCEINTES
.........................................................................
11 8. CONCLUSION
.......................................................................................................................................................
13
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1. Description de l’étude
Notre mission a consisté à étudier l’acoustique interne de votre
local d’écoute afin de tenter d’améliorer la qualité de l’écoute.
Nous avons alors pu déterminer et dimensionner différentes
solutions permettant d’optimiser les qualités acoustiques de la
salle.
2. Quelques définitions
o Niveau équivalent : Niveau d’un bruit stable qui aurait la
même énergie moyenne que le bruit dont on mesure le niveau
équivalent. Sorte de «moyenne temporelle »
Leq =10 log [ 1/T ! 10 Lp(t)/10 dt ]
o dB(L) : Décibel linéaire, c’est-à-dire sans filtre.
o dB(A) : Décibel pondéré A. On applique une courbe de
pondération A aux niveaux exprimés en dB(L) afin de tenir compte de
la sensibilité de l’oreille humaine (plus sensible aux hautes
fréquences qu’aux basses fréquences). La législation belge se base
sur des niveaux globaux exprimés en dB(A).
o Temps de réverbération T : il s’agit de la durée nécessaire
pour que le niveau sonore dans un local
décroisse de 60 dB, durée mesurée à partir du moment où la
source est interrompue et lorsque le régime initial est
stationnaire. Le temps de réverbération caractérise donc le confort
acoustique d’un local. Il est exprimé en secondes. Lorsque l’on se
trouve à l’intérieur d’un local, on est soumis à la fois au champ
direct et à la fois au champ réverbéré (bruit réfléchi sur les
parois du local). Plus on s’éloigne de la source plus l’importance
relative du champ réverbéré augmente. Plus le temps de
réverbération d’un local est élevé, plus le niveau sonore dans
celui-ci aura tendance à augmenter surtout s’il y a de nombreuses
sources en même temps (multicanaux). En vue d’optimiser la qualité
de l’écoute, il y a donc lieu d’optimiser ce temps de
réverbération.
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3. Aspects théoriques
3.1. Temps de réverbération
Le temps de réverbération d’un local doit être, autant que
possible, constant sur l’ensemble du spectre. La valeur optimale du
temps de réverbération est déterminée en fonction du volume et de
l’utilisation qui en sera faite. Dans une salle d’écoute de musique
amplifiée, l’auditeur doit idéalement être soumis exclusivement au
champ sonore direct. En effet, le champ sonore réverbéré est
inévitablement coloré de l’ambiance sonore propre à la salle. Si la
coloration due au champ réverbéré s’ajoute à la coloration propre à
l’enregistrement, il en résulte une certaine « interprétation » de
l’information initiale. La qualité de « l’interprétation » dépend
de la qualité du local. L’idéal consisterait à faire en sorte que
la reproduction sonore dans un local soit une lecture fidèle de
l’enregistrement et non pas une « interprétation ». Il est donc
nécessaire de limiter autant que possible le champ réverbéré. En
moyennes et hautes fréquences, le son se propage comme la lumière,
en ligne droite. Afin de limiter le champ réverbéré, il est
nécessaire de disposer des matériaux acoustiquement absorbants sur
les surfaces réfléchissantes aux endroits où les réflexions se
produisent. Si les matériaux absorbants utilisés présentent une
absorption acoustique suffisante, l’énergie perdue lors de la
première réflexion est suffisante pour pouvoir considérer que
l’onde réfléchie est négligeable. Pour garantir l’homogénéité du
résultat, les matériaux utilisés doivent offrir une absorption
acoustique aussi constante que possible à toutes les fréquences.
Des panneaux résonateurs à trous ou à fentes ne fonctionnent que
dans une plage de fréquence limitée. Ce type de panneaux est
généralement à proscrire. Il ne peut en être fait usage que pour
corriger un problème ponctuel dans une bande de fréquence précise.
Des mousses alvéolées ou découpées en pyramides permettent
généralement d’augmenter la diffusion des ondes sonores incidentes
dans toutes les directions. Le but est d’absorber les ondes
incidentes et non pas de les diffuser dans toutes les directions,
comme cela pourrait être le cas pour de la prise de son.
L’utilisation de ce type de panneaux est également déconseillée
dans ce cas-ci. Compte tenu du volume de votre salle, le temps de
réverbération devrait être compris entre 0,2 et 0,3 seconde.
L’ensemble de ces prescriptions s’appliquent exclusivement aux
locaux destinés à de la reproduction sonore amplifiée (musique,
cinéma, instruments amplifiés (guitare électrique, synthétiseur,
chant dans un micro, etc.).
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4. Relevés réalisés
4.1. Descriptif
Pour les relevés, nous avons utilisé un sonomètre CEL 573 C de
classe 1 étalonné avant et après les mesures. Ce sonomètre est
équipé du module « building acoustics » qui permet la mesure
directe des temps de réverbération. Nous avons également utilisé un
revolver d’alarme comme source impulsionnelle et l’une de vos
enceintes comme source sonore continue.
4.2. Relevés
Le temps de réverbération mesuré dans votre salle d’écoute est
actuellement d’environ 0,5 seconde. Ce temps de réverbération est
légèrement plus long en moyennes fréquences mais particulièrement
court en basses fréquences par rapport à ce que l’on rencontre
habituellement. En basses fréquences, le temps de réverbération ne
dépasse pas 0,6 seconde alors que l’on observe couramment des temps
de réverbération de 1 ou 2 secondes à ces fréquences.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
12 16 20 25 32 40 50 63 80 100
125
160
200
250
315
400
500
630
800 1k
1k25 1k6 2k 2k5
3k15 4k 5k 6k3 8k 10k
12k5 16k
20k
Fréquences en Hz
Tem
ps e
n s
Fréquences de bandes d’octaves (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000
Moyen
T Rev. moyen mesuré(s) 0,50 0,60 0,60 0,50 0,40 0,40 0,50
L’énergie décroît de manière linéaire dans le local.
0
20
40
60
80
100
120
140
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Temps (ms)
Léq
en d
B(L
)
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5. Analyse
5.1. Le sol
Le premier problème se situe en basses fréquences. L’énergie
mécanique délivrée par les enceintes est en partie absorbée par le
support « mou » au lieu d’être convertie en énergie acoustique dans
l’air. En effet, le sol semble être monté sur un support résilient
et de plus, il présente une inertie insuffisante en raison de sa
faible masse surfacique. Ce système fonctionne comme un résonateur
qui absorbe les ondes sonores à certaines fréquences et les
amplifie à d’autre. Pour bénéficier d’un rendement maximum,
particulièrement en basses fréquences, le coffret doit présenter
une inertie maximale. Cela s’obtient généralement en ayant un
rapport de masses entre l’équipage mobile de l’enceinte (les
membranes) et le support (le coffret) le plus grand possible.
Malheureusement, le coffret se met en résonance à une fréquence
liée à sa masse et à la résilience du support. Le résultat est une
reproduction moins linéaire en fréquences et avec peu de dynamique.
Afin de régler ce problème, il est donc indispensable de raidir le
support.
5.2. Le temps de réverbération
Le second problème du local est la présence d’un temps de
réverbération trop long. Cela se traduit en moyennes fréquences par
une coloration excessive des voix notamment (effet « tunnel » pour
reprendre votre expression). En hautes fréquences, les premières
réflexions ne perdent pas suffisamment d’énergie, ce qui se traduit
par une image spatiale dégradée et floue.
6. Proposition de solutions
6.1. Le sol
Afin de raidir le support, nous vous conseillons de remplacer le
plancher actuel par une chape de béton. Pour éviter tout pont
thermique et pour limiter la propagation des basses fréquences
entre la salle d’écoute et le reste du bâtiment, nous vous
recommandons d’envisager une dalle flottante. Pour la réalisation
d’une telle dalle flottante, nous vous recommandons de disposer
depuis la dalle de sol :
une membrane d’étanchéité en polyéthylène de 200µm d’épaisseur
minimum de type Visqueen ou équivalent agissant comme barrière
contre l’humidité ascensionnelle,
une couche de panneaux de laine de roche de forte densité de
type Rockwool 501 ou équivalent, épaisseur 20 mm
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(résistance statique à la compression : 500 kg/m²) avec une
remontée périphérique le long des murs (afin d’éviter tout contact
rigide entre la dalle et les murs,
une membrane d’étanchéité en polyéthylène de 200µm d’épaisseur
minimum de type Visqueen ou équivalent agissant comme protection de
la laine de roche de roche lors du bétonnage,
une dalle en béton armé lissée d’une épaisseur de minimum 7 cm.
Lors du ferraillage et du bétonnage, il est important de veiller à
ne pas trouer le Visqueen de protection de la laine de roche. Il
est impératif que les panneaux de laine de roche soient disposés
bord à bord sans aucun interstice entre eux. Pour plus de sécurité
et si les hauteurs le permettent, il est recommandé de disposer
deux couches de manière à alterner les joints. Si un contrôle
rigoureux est mené en cours de travaux, vous pouvez faire
l’économie de la deuxième couche. Sur les panneaux de laine de
roche, il est recommandé de poser une membrane d’étanchéité avant
de disposer les ferraillages puis de couler le béton. Dans une
telle application il est important de prévoir un ferraillage en
partie haute et en partie basse de la dalle. Il est très important
d’éviter tout contact rigide entre la dalle et la structure
adjacente. La périphérie de la dalle sera également réalisée à
l’aide d’une bande de laine de roche identique à celle utilisée à
l’horizontal comme illustré sur le croquis. Pour obtenir un bon
résultat, il est très important d’apporter beaucoup de soin et de
propreté à la réalisation des différentes étapes. Afin de
simplifier les choses, une dalle flottante peut être envisagée
uniquement dans la zone sous les enceintes. Une dalle peut être
réalisée sur la largeur de la salle (5,65 m) et sur une profondeur
d’environ 2 m minimum afin d’obtenir une masse et une inertie
suffisante (environ 25 % de la surface du sol). Lors de ces
travaux, la chaîne peut être déplacée dans l’autre partie de la
salle. Il vous serait alors possible de continuer à profiter de
votre installation durant les travaux.
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6.2. Le temps de réverbération
Afin d’optimiser le traitement acoustique nécessaire à la
correction du temps de réverbération du local, nous avons réalisé
un modèle informatique de celui-ci. Nous avons ensuite validé ce
modèle en comparant les résultats obtenus par calculs avec ceux
réellement mesurés. Une fois cette opération terminée, nous avons
introduit dans le modèle les paramètres relatifs aux traitements
acoustiques proposés afin d’évaluer l’impact de ces traitements sur
le temps de réverbération final. Dans le graphique et le tableau
qui suivent, nous avons comparé le temps de réverbération
réellement mesuré avec le temps de réverbération que nous obtenons
par modélisation.
Fréquences de bandes d’octaves (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000
Moyen T Rev. moyen mesuré(s) 0,50 0,60 0,60 0,50 0,40 0,40 0,50 T
Rev. moyen calculé(s) 0,52 0,55 0,59 0,52 0,45 0,43 0,51
Les différences sont négligeables, le modèle utilisé peut être
considéré comme fiable. Nous avons ensuite envisagé différents
traitements afin d’optimiser ce temps de réverbération. Ces
traitements sont décrits dans les pages qui suivent.
Optimum
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Le remplacement indispensable du plancher par un sol en béton
recouvert d’une moquette épaisse sous les enceintes entraîne une
augmentation du temps de réverbération en basses fréquences. Dans
la mesure du possible nous vous recommandons de recouvrir
l’entièreté du sol par de la moquette épaisse. Afin de compenser
l’augmentation de temps de réverbération en basses fréquences, nous
vous recommandons la mise en œuvre d’un faux-plafond de type
Eurocoustic Tonga Gamme Tonique, couleur noire G2, ossature noire
mat (~25-30 € / m² fourni et posé HTVA) (www.eurocoustic.com) ou
équivalent. Un plafond sombre offre également l’avantage d’absorber
la lumière du projecteur pour concentrer l’attention sur l’écran.
Par ailleurs, il est aisé d’y installer des spots et de passer des
câbles dans le faux-plafond. Afin de limiter les échos flottants,
il est indispensable de traiter les murs parallèles en absorption
(les deux murs latéraux et les deux murs avant et arrière). Il
n’est cependant pas nécessaire de doubler les parois en plaques de
plâtre existantes. Nous vous recommandons donc différentes
alternatives :
Eurocoustic Acoustished mural, couleur sombre (noire G2 par
exemple), ossature noire mat. (~30-35 € / m² fourni et posé HTVA),
recouvrement de la totalité des murs si possible,
Texaa Vibrasto 20 (collé) couleur noire MR 490 ou anthracite
MR420. (www.texaa.fr) recouvrement de la totalité des murs si
possible (~100 € / m² fourniture seule),
Texaa Stereo (panneaux à accrocher aux murs) 1196 x 2396 x 50
mm, 10 panneaux minimum, (vois plan de pose ci-après),
Panneaux de mousse de mélamine, collés, épaisseur 50 mm, 22 m²
minimum, (voir plan de pose ci-après) (~15 € / m² chez ISOMO (le
moins cher) fourniture seule),
Tissus tendu entre chevrons devant des panneaux de laine
minérale (Rockwool Rockstud 204, ép. 50 mm) ou de mousse de
mélamine (ép. 50 mm) fixés au murs, recouvrement de la totalité des
murs si possible. Tissus de couleur sombre, ~200 gr/m² minimum,
anti-feu de préférence disponible chez Home Market ou équivalent.
(S’adresser à un tapissier garnisseur.)
Pour la pose des faux plafonds et de l’Acoustished mural, vous
pouvez vous adresser à la société : Guérit Isolation Monsieur
Guérit Rue Bruyère Saint Pierre, 2 7050 Jurbise (Masnuy-Saint-Jean)
Tél. : 0473 / 22 43 00 Fax. : 065 / 33 93 83 Mail :
[email protected] Pour la fourniture des produits Texaa et
la mousse de mélamine, vous pouvez vous adresser à la société ; Dox
Acoustics Monsieur Dox Ambachtsstraat 26 2390 Malle Tél. :03 / 309
14 22 Fax. : 03 / 309 14 25 www.doxacoustics.com
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Pour la fourniture de mousse de mélamine (Akomine), vous pouvez
également vous adresser à la société : ISOMO N.V. Wittestraat 1
8501 Kortrijk-Heule Tél. : 056 / 35 19 64 Fax. : 056 /35 92 10 Mail
: [email protected] www.isomo.be La mousse de mélamine est désormais
disponible en gris clair. Les panneaux peuvent être bisautés sur
demande, ce produit se colle au Fix All de chez Soudal ou
équivalent (colle en cartouche type silicone). Nous vous
recommandons également la mise en œuvre devant les fenêtres de
stores acoustiques Texaa Abso ou de tentures en textile lourd
doublé si nécessaire (velours, coton, etc. pas de polyester),
minimum 1000 gr/m². Ceci est très important pour garantir une bonne
absorption devant les fenêtres qui sont par définition des éléments
très réfléchissants. (Voir plan de pose ci-après). Plan de pose des
panneaux Texaa Stereo ou de la mousse de mélamine. Les éléments
contigus doivent être côte à côte.
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Le graphique qui suit représente le temps de réverbération
calculé avant et après la mise en œuvre des traitements
décrits.
Fréquences de bandes d’octaves (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000
Moyen T Rev. moyen avant traitements (s) 0,52 0,55 0,59 0,52 0,45
0,43 0,51 T Rev. moyen après traitements (s) 0,46 0,29 0,26 0,22
0,20 0,19 0,27
Le temps de réverbération est maintenant nettement plus constant
et plus court. Seul le temps de réverbération en basses fréquences
reste un peu long. Cependant, les traitements permettant d’amortir
ces basses fréquences risquent d’être incompatibles avec le
local.
Optimum
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7. Proposition de positionnement des enceintes
Sur base des traitements décrits précédemment, nous avons
remodélisé le local afin d’optimiser le placement des enceintes et
de la position d’écoute. D’après notre modélisation, le
positionnement optimal se situe selon le croquis ci-contre :
Toujours d’après la modélisation, la réponse théorique est alors
:
1,35 3,00 1,35
1,55
2,00 2,60
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La répartition de l’énergie dans le local se fait alors de la
manière suivante : (niveaux relatifs)
40 Hz 63 Hz
80 Hz 100 Hz
125 Hz 160 Hz
200 Hz 250 Hz
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8. Conclusion
Bien que la géométrie du local ne semble pas poser de problème
particulier, la restitution sonore actuelle manque de qualité.
L’ensemble des traitements proposés devrait permettre d’obtenir un
meilleur rendu spatial et plus de dynamique en basses fréquences.
Nous avons également tenté d’optimiser le placement des enceintes
sur la largeur et non pas sur la longueur du local mais les
résultats de simulation sont nettement moins bons. La configuration
actuelle des enceintes par rapport à l’auditeur est donc la
bonne.
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Annexe : fiches techniques des produits proposés
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