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isolation, bruits
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locaux d'écoute
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les ondes
stationnaires dans un local |
Lorsqu'une
onde sonore peut se réfléchir aux 2 extrémités
d'un segment de propagation, il y a une superposition de 2 pressions de
l'air, différentes en phase et presque identiques en valeur. S'il
y a parfaite opposition de phase, cela se traduit par l'existence de "ventres"
ou valeur maxi, et "nœuds" ou valeurs mini de pression,
donc de niveau sonore.
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Dans
le cas de 2 parois réfléchissantes parallèles,
la condition est remplie si :
L = k l /2
k est un nombre entier, l est la longueur d'onde, L la distance
l = c / f en mètres f est
la fréquence, c la vitesse du son c =
330 m/sec à 20°C et 1 bar, variable avec la température
et la pression.
On
nomme ondes stationnaires ces phénomènes. Les fréquences
dites de résonance auxquelles elles se produisent sont donc
:
fr = k ( 330 / 2 L) fr
en herz, L en mètres, k nb entier Exemple
: L = 5,00 mètres fr = 33, 66, 99, 132, 165, 198 …
Hz |
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Les
ondes stationnaires sont d'autant plus gênantes qu'elles se produisent
à des fréquences isolées : en se déplaçant
dans le local, on remarque (c'est facile à l'oreille en émettant
des sons sinusoidaux) des différences de niveaux très importantes
entre 2 points distants de la demi longueur d'onde, 10 à 15 dB
ne sont pas rares. Ceci est contraire à l'homogénéité
de l'écoute, et peut aussi entrainer des vibrations d'objets divers
variables selon les sons émis, et dépendant de leur emplacement.
Il est facile en donnant à k les valeurs 1, 2, 3, 4, 5, etc, de
constater que ces fréquences sont d'autant plus isolées
dans le spectre qu'elles sont basses.
Dans l'exemple précédent, 33, 66, 132 Hz sont très
gênants, puisqu'il y a un intervalle d'octave entre, une note correspondant
à la fréquence fondamentale 66 Hz avec ses harmoniques à
132, 198 Hz, etc, aura un niveau énorme ou faible en des points
distants de 2,50 m. |
Pour
les éviter, il faut :
· que les parois ne soient pas du tout parallèles ; et en
plus ça ne suffit pas aux fréquences très basses,
car les directions de réflexions sont assez quelconques.
· que l'une au moins des 2 soit absorbante à la fréquence
considérée.
Il ne faut pas, en plus, que les ondes stationnaires existent aux mêmes
fréquences dans plusieurs dimensions du local sinon les "creux
et bosses" seraient énormes en niveau. Il existe un rapport
idéal entre les 3 dimensions d'un local parallélipédique,
tel que ces dimensions n'engendrent pas cette simultanéité
(c'est le fameux "nombre d'or" des esthètes de la Renaissance
italienne). Le pire est un rapport simple, par exemple 2,50 x 5,00 x 10,00
mètres, correspondant aux fréquences de l'exemple précédent.
Les locaux de grande qualité acoustique ont des formes évitant,
et de loin, les parallèles, ce qui est une bonne solution.
Dans le cas le plus fréquent d'une salle existante ordinaire, un
parallélépipède, on ne peut que réaliser une
absorption sérieuse sur une des parois, aux fréquences les
plus basses qui posent problème. voir matériaux
absorbants
Voir
en page calculs notre
application excel / open office ondes
stationnaires qui calcule
les fréquences des ondes stationnaires
d'un local d'après ses dimensions. |
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Réalisé par Patrick Carré, ingénieur INSA, EX prof acoustique IUT, licence Réhabilitation Bâtiments, Université Lyon
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conseil acoustique en Rhône Alpes
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