isolation acoustique, acoustique des locaux d'écoute
acouphile.fr : réduire des nuisances de bruit ou satisfaire une qualité d'écoute
Il existe sur ces sujets beaucoup de confusions,
de solutions erronées proposées ....
Seule une approche rigoureuse permet de les éviter

Site réalisé par
Patrick Carré

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isolation, bruits
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locaux d'écoute
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traitement acoustique : home cinema, hifi
particularités de l'écoute domestique
Les locaux ne sont pas très grands : de 15 à 60 m2;
quelques personnes seulement sont concernées, l'emplacement d'écoute est une partie définie (par des sièges, canapés) et réduite de la pièce; on devrait pouvoir maitriser l'existence de bruits gênants, au moins ceux en provenance de l'habitation.
autres bruits
Pour éviter les bruits, il faut une isolation vis à vis des autres pièces suffisante. Ce n'est pas souvent le cas dans les logements actuels, car la réglementation de la construction n'impose aucune qualité particulière d'isolation entre pièces du même logement. Il n'est pas simple de l'améliorer notablement, surtout aux fréquences basses où le problème est toujours le plus critique. Penser au moins à fermer les portes, à vérifier leur étanchéité (mais plus de ventilation ...).   Voir les pages
isolement, parois composées. Pour les bruits émis dans le même local, la meilleure chose, c'est de ne pas en faire pendant une écoute ! Voir (quand même) traitement acoustique généralités 1) nuisances
écoute de la parole : confort des conversations

critères de qualité
On est assez près les uns des autres lors d'une conversation, l'homogénéité est correcte quand les distances sont faibles. Il suffit d'assurer une bonne intelligibilité dans les fréquences du spectre de la parole, de 250 à 3 KHz environ. Un Temps de réverbération Tr de 0,5 seconde environ dans un salon de dimensions moyennes, dans cette bande de fréquence, donne de bonnes conditions et permet des conversations "feutrées", évite de hausser la voix. voir écoute et réverbération. Une telle valeur convient pour écouter radio ou TV avec une bonne compréhension. On n'y parvient pas sans rien faire, la plupart des séjours et salons ont des réverbérations plus forte
s.

solutions
Une surface d'absorption totale A = S x alfa dans la pièce égale à 1/3 environ du total des surfaces (raisonner en m2) est nécessaire. Dans un salon avec étagères ouvertes, quelques meubles, canapé ou fauteuils moelleux, il suffit de traiter le 1/3 des parois avec des matériaux de coefficient d'absorption 0,5 à 0,7 ou la moitié avec une valeur un peu inférieure. Placer des textiles épais, comme tapis, moquette épaisse, textiles muraux, ou un faux-plafond en plaques absorbant (pas de polystirène); compléter l'absorption par des revêtement muraux ou de plafond avec une géométrie non plane, rugueuse, présentant de grosses aspérités. Vous obtiendrez alors une réverbération suffisamment faible pour un bon confort, avec des valeurs de Tr un peu plus importantes aux fréquences 250-600 Hz qu'aux plus élevées, ce qui n'est pas dramatique. Des matériaux en plaques (lambris, plaques de plafond pas trop légères) pourraient effectuer le complément à ces fréquences. L'idéal serait de répartir également en m2 ces 3 types de matériaux.
voir matériaux absorbants et raisonnement dans traitement acoustique 2) écoute, méthode

écoute musicale : home cinema, hi-fi

L'acquisition d'un système de reproduction sonore de haute qualité représente un investissement important, et normalement à long terme.
Voilà une bonne raison pour ne pas négliger le dernier élément dans l'ordre de la restitution sonore : le local; il ne doit pas être le dernier auquel on s'intéresse ! Arriver sur ce site doit signifier en être convaincu ....

Les critères de qualité sont toujours l'homogénéité et l'intelligibilté, voir traitement acoustique

homogénéité : choix et position des enceintes

La puissance des amplis, le rendement des haut-parleurs permettent toujours des niveaux sonores suffisants. Parce que les dimensions sont petites, l'homogénéité dépend essentiellement de la cohérence de l'assemblage enceintes - local.

On ne peut parler de traitement sans évoquer les caractéristiques de directivité des enceintes acoustiques
: omnidirectionnelle dans les fréquences basses, de l'ordre de 90° horizontalement aux fréquences moyennes, souvent beaucoup moins aux fréquences très élevées. Cette caractéristique dépend à la fois des haut-parleurs eux-mêmes, de leur position relative en hauteur, largeur et profondeur sur le baffle, et même du filtre. Cette directivité devrait être le plus possible constante en fréquence, sinon elle nuit à l'homogénéité de la répartition des spectres, et la plus large possible, compte tenu de la géométrie de la pièce et de leur position.
Elle influe d'autant plus sur l'écoute que le local est absorbant.
Un bon choix est donc indispensable, et il faut reconnaitre qu'il n'est pas facile de bien connaitre la directivité d'une enceinte : avant achat, faire un test à l'oreille dans un local très peu réverbérant, en dégageant les haut-parleurs des obstacles, avec un signal riche en fréquences et peu variable dans le temps (bruit rose ou souffle d'un tuner désaccordé par ex.).

Il faut donc bien choisir l'emplacement des enceintes.
Il y a forcément une position et orientation des auditeurs privilégiée.

voir position des absorbants, une animation interactive pour comprendre l'influence de la réverbération du local et de la position relative des sources et absorbants sur la qualité d'écoute.

en plan

verticalement

solutions

Une orientation légère vers le centre est favorable à l'homogénéité.
Dans le sens vertical, mêmes considérations, mais la directivité est souvent plus étroite. Si on place les enceintes au sol, elles seront près d'objets divers. La meilleure position est en hauteur, à proximité mais pas contre le plafond. L'orientation vers le bas est assez critique, l'axe des haut-parleurs doit correspondre au milieu de la zone d'écoute, mais pas de problème d'obstacles à la propagation. De plus, notre perception est meilleure, la sensibilité de l'oreille plus élevée dans la bande 800 Hz à 3 KHz pour une direction au dessus de l'horizontale : subjectivement, on dit qu'il y a une meilleure présence. L'utilisation de pieds est plutôt une bonne solution, mais n'est possible qu'avec des petites enceintes, pas toujours d'excellente qualité.
Les enceintes type colonne d'un bon mètre de hauteur sont un assez bon compromis; on peut même les surrélever un peu, ou les fixer au plafond "la tête en bas".

Ne pas placer les enceintes dans les coins, la réponse en basses serait trop modifiée. Les dégager un peu des parois. Eviter les positions encastrées dans des étagères. Un caisson de basses peut être placé au sol, dans le plan vertical des autres baffles avant, mais décalé par rapport à l'axe de symétrie du local.

Les absorbants : au maximum en face ou sur les cotés, pas trop proches voir traitement acoustique. Evidemment, pas d'obstacle sur le trajet des sons vers les auditeurs, ni à proximité immédiate.

 

Dans le cas du home cinema on a 4 ou 5 sources, voire plus, forcément positionnées proches de parois opposées, donc les absorbants ne peuvent qu'être à l'opposé de 2 ou 3 des sources, et derrière les autres !
Le principe du placement des absorbants à l'opposé  des enceintes ne peut être respecté à la fois pour celles de l'avant et de l'arrière ... La fonction des enceintes arrière  est en principe un peu différente : nous pensons préférable de placer les absorbants plutôt à l'opposé des enceintes avant, qui transmettent la partie la plus riche en informations du message sonore (impression de proximité ou d'éloignement dans un dialogue par ex). Le compromis serait alors de favoriser les enceintes avant, mais ceci peut être considéré comme discutable : en fait tout dépend du contenu particulier du message sonore transmis par les sources arrière, ce qui dépend des enregistrements. Au minimum, les dégager des obstacles.
Ne pas placer les auditeurs contre les parois.

intelligibilté : précision de l'écoute

Le Temps de réverbération Tr optimum dépend en principe du style de musique voir traitement acoustique . Mais les sons enregistrés comportent de la réverbération, soit celle naturelle de la salle dans le cas d'enregistrement en direct ou "live", soit des effets de réverbération artificielle dans les enregistrements en studio. Le son cinema inclut des informations d'ambiance nombreuses, le réalisme est étroitement lié à la crédibilité de la réverbération.
Il n'est pas nécesaire d'en "rajouter" : le Tr doit être très faible. Ainsi on aura une image sonore précise, aérée, en relief, on se croira vraiment au coeur de l'action ou dans la salle de concert.

L'abaque de traitement acoustique 2) écoute pour un volume de 100 m3, soit une pièce de 40 m2, moyenne d'un séjour, donne en "variétés" un Tr optimum de  0,35 seconde. L'abaque a été établi bien avant l'invention du home cinema, mais cette valeur de 0,3 à 0,4 sec parait correcte .
Le traitement acoustique a des conséquences lourdes sur la décoration de la pièce.

 

solutions

Pour y parvenir dans le même local de 40 m2 et de 100 m3, il faut une surface d'absorption totale A = S x alfa de 50 m2 à peu près. Ce qui correspond à un coefficient d'absorption de 0,3 sur la totalité des surfaces, ou 0,6 sur la moitié. Même en tenant compte de l'absorption des meubles et sièges, c'est considérable !
On choisit toujours une chaine avec une bande passante linéaire de 20 à 20 KHz. La linéarité en basses fréquences est une utopie, mais il faut absolument tenter de satisfaire la "linéarité" de la salle :

éliminer les ondes stationnaires ou fréquences propres  voir ondes stationnaires : calculer les 1ères fréquences dans chaque dimension, réaliser une absorption à ces fréquences avec des résonateurs (à peu près) accordés. Dans la longueur, les placer sur le mur opposé aux enceintes; dans la largeur, la moitié sur chaque coté. Au sol c'est impossible; au plafond difficile mais réalisable avec un faux-plafond en "mur" de résonateurs : par exemple, une sorte de lambris (ou plaques de bois) fixé sur tasseaux avec des trous de dimensions variables pour réaliser les accords en fréquence, et éventuellement recouvert d'un tissu tendu ou tout revêtement esthétique acoustiquement transparent. Voir matériaux absorbants, résonateurs.

• obtenir un Tr le plus régulier possible sur tout le spectre: le raisonnement est celui expliqué dans traitement:acoustique, 2) écoute, méthode. Ce n'est pas si facile, les critères esthétiques limitent les choix. Placer les absorbants de préférence loin des enceintes, ménager quelques surfaces réfléchissantes très proches : c'est plus facile avec une chaine stereo qu'avec un système home cinema et 4 ou 5 points de diffusion (voir ci-dessus). Eviter l'erreur classique qui consiste à utiliser uniquement des absorbants poreux, fibreux, textiles, type moquette, tissus, laine de roche avec parement léger : on se retrouve alors avec un Tr déséquilibré, trop grand aux basses fréquences, ce qui est pire : mieux vaut une valeur constante un peu plus élevée. Utiliser au maximum les matériaux type plaques, membranes, résonateurs, les lambris, le parquet traditionnel sur lambourdes.

Il est indispensable de faire un calcul en suivant la méthode expliquée dans traitement acoustique. Il n'est pas forcément facile de connaitre les coefficients d'absorption, voir matériaux absorbants.
amélioration d'un local existant

Quand on n'est pas entièrement satisfait de l'écoute, il faut impérativement dans l'ordre :

  • d'abord effectuer des mesures de ses caractéristiques : Temps de réverbération Tr, EDT, analyse des décroissances, ondes stationnaires; comparer les résultats avec les valeurs souhaitées ou préconisées,
  • envisager une modification des matériaux de surface, ajouter de l'absorption adaptée; il est indispensable de faire un calcul de Tr en suivant la méthode expliquée dans traitement acoustique;
  • positionner au mieux le système de restitution sonore selon son type et la zône d'écoute;
  • seulement après ces étapes, optimiser les réglages, ou envisager un matériel nouveau.
Je propose une assistance à la création et à l'amélioration des locaux dédiés HiFi, Home Cinema, musique, prenant en compte les aspects isolation et traitement, en région Rhône-Alpes, voir types d'interventions

moyens de calcul

voir en page calculs des applications excel / libre office 4 téléchargeables :

  • Tr-optimat permet l'optimisation du choix des matériaux et le calcul du Tr
  • ondes-stationnaires le calcul des fréquences propres du local
  • propagation le tracé des courbes de variation du niveau sonore dans le local.
pages en rapport :     matériaux absorbants        traitement acoustique          salles de spectacles et d'écoute         acoustique et sonorisation

Site réalisé par Patrick Carré, ingénieur INSA, EX prof acoustique IUT, licence Réhanilitation Bâtiments, Université Lyon 1, conseil acoustique en Rhône Alpes
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