Le problème est délicat dans le cas de l'installation mobile qu'on monte l'après-midi pour le spectacle du soir, et se complique encore si on utilise des systèmes de diffusion multiples ou une sonorisation de retours de scène.
Quand on réalise une salle nouvelle ou que l'on réhabilite en installant une sonorisation, on a plutôt tendance à créer des réverbérations faibles, parce que les musiques qu'on sonorise systématiquement le nécessitent pour une perception claire (intelligibilité, utilisation d'"effets" de réverbération artificielle), et avec l'idée sous-jacente que la sono permet de se faire entendre de toutes façons, d'engendrer des niveaux (presque) sans limite ...

Si on revient encore à la loi de propagation voir propagation, l'homogénéité dans un grand espace ne dépend que de la réverbération ou de l'absorption totale, pour une source ponctuelle unique (ou 2 en stéréo), et est meilleure si Tr est grand.

Mais si les hypothèses de source unique et ponctuelle sont vérifiées par les enceintes de sonorisation, leur seul avantage est d'augmenter les niveaux sonores d'une même quantité partout : la courbe de propagation se décale vers le haut, on ne fait qu'augmenter le niveau de puissance Lw. Rien d'autre n'est changé. Donc l'homogénéité ne dépend a priori pas de la manière de régler le système de sonorisation, contrairement à ce que certains croient (par exemple, d'une "égalisation", du réglage d'un égaliseur qui modifie la courbe de réponse du système, souvent utilisé pour "tenir compte de la réponse de la salle" : ça sert plutôt à pallier certains défauts des enceintes ! ), et surtout n'est pas bonne : fort devant, beaucoup moins plus loin. Et ce, d'autant plus que la réverbération est faible ! C'est incontournable, mais on peut vivre avec ! Il suffit de le savoir, surtout pour les spectateurs .....

Le seul paramètre du système de sonorisation qui influe sur la propagation est sa directivité. Il faut donc qu'elle soit constante avec la fréquence pour garantir une bonne homogénéité des spectres en fonction de la distance. Une directivité variable avec la fréquence, ce qui est le plus fréquent, n'est pas une bonne chose !
Le montage d'un haut-parleur dans un pavillon permet une meilleure maitrise de la directivité, c'est le seul moyen en fréquences basses, et pas miraculeux aux fréquences très basses. Un couplage correct entre plusieurs sources alignées verticalement permet théoriquement aussi de modifier la directivité (voir ci-dessous sources linéiques).

Le minimum est donc de bien connaitre la directivité du système de sonorisation, et d'en tenir compte pour optimiser son positionnement et son orientation .
S' il y a plusieurs haut-parleurs par bandes de fréquences, la distance entre leurs centres doit être inférieure à la demi longueur d'onde de la fréquence la plus élevée qu'ils reproduisent, leurs membranes doivent être alignées dans un plan perpendiculaire à l'axe de propagation, pour éviter déphasages et interférences engendrant des inégalités variables dans la réponse fréquentielle (voir schémas ci-dessous). De même aux fréquences de coupure entre voies.

Il existe plusieurs autres solutions de principe permettant d'améliorer la diffusion: elles sont délicates à utiliser, le remède peut être pire que le mal .....

La première idée est de multiplier les sources, et de les répartir dans la longueur de la salle. On peut penser ainsi résoudre le problème de l'homogénéité des niveaux.
Lorsque 2 ondes identiques issues de 2 points géométriquement distincts (ou une onde et sa réflexion sur un matériau) se mélangent, il se crée un phénomène d'interférences, qui engendrent des irrégularités dans la "sommation", et qui sont dues à la différence de marche, c'est à dire de trajet entre les sources et le point considéré. Des annulations se produisent lorsque la différence de marche est égale à la demi longueur d'onde (opposition de phase), donc à des fréquences multiples et dépendant du point.
Il est donc impossible d'éviter une courbe de réponse avec des "creux" (dite "en peigne") si on entend 2 sources émettant le même signal, ou bien il faut que la différence des 2 niveaux soit élevée. Une idée d'amélioration est de faire usage de lignes à retard : on ne résoud pas ainsi le problème, puisque certains points, dans la largeur par exemple, entendront toujours 2 sources avec presque le même délai, selon la géométrie, les réflexions sur les parois et la position des enceintes. Ce type d'installation n'est concevable que s'il est très bien réglé, dans des salles avec une absorption très forte et très répartie, genre salles de conférences, avec de nombreux points de diffusion à faible niveau et forte directivité. Il a été à la mode il y a quelques années, mais n'est plus guère utilisé.

musique vivante, retours de scène

Ce phénomène existe bien sûr sur la scène si on utilise une sonorisation de retours : il faut éviter de multiplier les sources diffusant le même signal; il vaut mieux répartir les instruments dans des points de diffusion différents, ne pas "mettre tous les micros dans tous les retours". De même si le son de façade, à cause d'une directivité faible ou de réflexions en fond de salle, revient vers la scène.
Idem lorsqu'un instrument a son ampli, lequel est repris dans la sono. Plus le son de scène (instruments amplifiés, retours) est faible, plus le son de salle est clair (et plus le mixage en salle est facile) .
Les systèmes de monitoring de scène par écouteurs individuels sont dans ce but une solution idéale.

Pour éviter les subtilités du jargon franglais du milieu du son professionnel francophone, parlons simplement de source linéique ou linéaire, ce qui n'a rien à voir avec sa courbe de réponse en fréquence, mais signifie que la forme géométrique de la source est assimilable à une ligne.
Dans ce cas, sous un certain nombre de conditions de dimensions et d'assemblage ( dites "de la WST"), l'onde engendrée n'est plus théoriquement sphérique mais cylindrique (c'est une approximation, la longueur de la ligne est loin d'être infinie) : la conséquence est que la diminution du niveau sonore en fonction de la distance est de 3 dB seulement par doublement dans le champ direct (6 dB pour source ponctuelle, voir propagation), d'où amélioration notable de l'homogénéité. Au prix d'une directivité très accusée dans le plan de la ligne, et large dans le plan perpendiculaire à la ligne.
Pratiquement le principe se traduit par la ligne verticale de haut-parleurs identiques, si les auditeurs sont dans un plan horizontal. Et surtout pas le contraire, ne pas répartir horizontalement des enceintes identiques !

L'application Excel / Libre Office line array (voir ci-dessous) permet une analyse précise du fonctionnement d'un line array dans une salle, selon le nombre d'éléments empilés, leurs dimensions, de la répartition des niveaux en fonction de la distance, donc de l'homogénéité des spectres.
Son utilisation illustre les limites du line array :

• il est complexe à concevoir
• l'installation et le réglage (équilibre entre voies) est extrèmement dépendant de la salle
• Il ne peut pas bien fonctionner s'il ne comprend qu'un faible nombre de haut-parleurs identiques par bande de fréquences ... donc il coûte cher
• il est difficile d'obtenir une réponse en basses fréquences homogène avec les autres voies, ce qui est moins gênant en diffusion de parole ("public adress") ou de certaines musiques
• il est mal adapté aux espaces petits et moyens

Pour choisir un système de diffusion, comparer l'homogénéité des niveaux et spectres dans une salle avec une source unique et un line array, on peut utiliser les applications Excel / Libre Office 5 en page calculs :

• sonotest, pour vérifier les réglages et paramètres acoustiques d'un système de reproduction sonore multi-voies, de sonorisation ou de hifi-home-cinema;
• propag pour étudier la propagation dans une salle du son émis par une source unique, enceinte multi-voies ou "chateau" de sonorisation, en tenant compte de la réverbération;
• line array, réglage d'un système line array, étude de la propagation en fonction de la fréquence et de la réverbération de la salle : permet de tracer les courbes comme celles en rouge sur la figure ci-dessus à 3 fréquences en fonction de tous les paramètres.

Quand on n'est pas entièrement satisfait de la qualité de l'écoute, il faut :

• effectuer des mesures des caractéristiques de la salle : Temps de réverbération, EDT, etc ; comparer les résultats avec les valeurs souhaitées ou préconisées, faire un projet d'amélioration par modifications au moins des matériaux de surfaces, avant de s'intéresser à la sonorisation ;
• ensuite, positionner au mieux le système de diffusion selon ses caractéristiques et la zône d'écoute ;
• seulement après ces 2 étapes, optimiser les réglages de la sonorisation, et éventuellement envisager un matériel nouveau.