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

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Patrick Carré

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le traitement acoustique des locaux

Le traitement acoustique consiste principalement à ajouter ou modifier des matériaux de surface dans un local pour lui donner une qualité d'écoute adaptée à son usage.  

Correction acoustique est un autre terme. Il sous-entend que les conditions sont mauvaises, et que l'on cherche donc à les améliorer. C'est hélas trop souvent le cas ! Et ce n'est vraiment pas la meilleure démarche. Mais c'est la plus courante. Dans le cas d'une réhabilitation, on est bien obligé de partir d'un existant, et de faire avec, c'est à dire d'essayer de conserver le maximum, pour une raison économique.

2 cas différents sont à considérer :

  • l'écoute
  • la réduction des nuisances de bruit dans le même local

Dans certains locaux les 2 problèmes se posent, mais bien sûr vis à vis de sons différents, émis en des points distincts. Pour bien entendre ce qui nous intéresse, il faut d'abord éliminer au maximum les autres bruits.

la consultation des pages : absorption réverbération, propagation, matériaux absorbants, diffusion, écoute et réverbération, peut être utile ...

nuisances

Le problème à traiter est celui de nuisances de bruit émises dans le même local, que l'on cherche à réduire. Si l'on se reporte à la loi de propagation, le critère est simple. voir propagation, influence de l'absorption.
Il est évidemment préférable d'adapter la solution au problème, c'est à dire de traiter les bandes de fréquences dans lesquelles les niveaux sont les plus importants en priorité. La 1ère démarche est donc de connaitre les spectres de bruit gênants.
On cherche des matériaux ayant des coefficients d'absorption importants aux fréquences où les bruits sont élevés, que l'on place le plus près possible de la source. L'influence de l'absorption n'existe qu'au-delà de la distance critique, donc suffisamment loin de la source sonore. En général, cette distance critique est relativement faible par rapport aux dimensions de la salle, donc si la source de bruit n'est pas trop proche des points d'écoute, on peut espérer une efficacité qu'on qualifiera de modérée, de quelques déciBels seulement. Vérifier par un calcul avec la relation de propagation, ou en utilisant la figure 7, propagation comme abaque.

Pour une réduction du bruit plus importante, la solution est l'écran, qui doit satisfaire les conditions suivantes :

• le plus près possible de la source
• affaiblissement propre suffisant : matériau (un peu) lourd
• géométrie et position rendant le trajet, détourné par l'écran, de l'onde, le plus élevé possible
• absorbants en surface, côté source
• absorbants sur toute surface du local en face de l'écran

écoute : principes

Le problème est plus complexe. Si on raisonne en terme d'écoute individuelle, le critère d'intelligibilité conduit à rechercher un temps de réverbération Tr faible, avec une préférence pour les réflexions proches ou 1ères réflexions. voir écoute et réverbération
Dans les bases théoriques, on a considéré le local globalement, en admettant implicitement que tout point peut être source sonore ou point d'écoute. En général, ce n'est pas le cas : la source sonore est en un point précis, souvent à une extrémité, et diffuse principalement dans une direction (ou plutôt, dans un angle solide) de l'espace vers des auditeurs placés en face ou presque. Il faut tenir compte de cet aspect géométrique, placer quelques surfaces réfléchissantes proches de la source, latéralement ou au plafond, et les matériaux absorbants à plus grande distance.

Un autre critère essentiel est l'homogénéité des sons, des niveaux sonores (aux fréquences moyennes 300 à 3 KHz pour l'écoute de la parole) et des spectres (les plus larges possible pour la musique), les moins différents possibles entre les auditeurs les plus proches et les plus lointains de la source. Si on a payé le même prix, on veut entendre aussi bien partout ! Ce qui est d'autant plus difficile que la salle est grande.
En se reportant à propagation figure 7, influence de l'absorption on voit que c'est lorsque a ou A = Sa est faible que l'homogénéité est la meilleure.
De plus, les niveaux sont alors les plus élevés partout, ce qui est un avantage si le niveau de puissance est limité, c'est à dire s'il ne s'agit pas d'une source sonore amplifiée par une sonorisation.
Donc il vaut mieux un Tr élevé.

intelligibilité nécessite Tr faible   ]   la bonne solution est donc
homogénéité nécessite Tr fort    ]   un compromis : c'est le Tr optimal.

Voilà pourquoi la conception d'une salle d'écoute est difficile. Les bons choix de compromis dépendent à la fois de la géométrie, notamment des dimensions de la salle, et de ce qu'on y écoute. Nous précisons dans les pages suivantes les critères essentiels et les solutions pour différentes catégories de locaux . Divers auteurs ont publiés des abaques permettant de choisir ce compromis. En voici un, de référence intenationale, et le raisonnement à suivre.

écoute : méthode

Valeurs préconisées du temps de réverbération : abaque de Béranek

Voici le raisonnement à suivre :

  • calculer le volume
  • déterminer la valeur de Tr avec l'abaque
  • calculer la surface d'absorption A avec la formule de Sabine     A = 0,16 x V / Tr
  • écrire     A =  somme (alfa X S) dans le local =
  • faire les choix de matériaux de coefficient alfai et de surface Si en tentant de satisfaire la condition de manière homogène en fréquence, et en tenant compte de l'influence de l'audience (nombre de personnes) et de sa variation possible, cette influence peut être forte dans les grands locaux réverbérants.
  • Voir en page calculs une application Excel / Libre Office Tr-optimat permettant ce calcul de Tr et l'optimisation du choix des matériaux selon cette méthode.
amélioration d'un local existant

Pour améliorer l'acoustique d'un local, il faut d'abord et au minimum effectuer des mesures des caractéristiques : Temps de réverbération Tr, EDT ; comparer les résultats avec les valeurs souhaitées ou préconisées, et envisager une modification des matériaux de surface.

écoute de la parole, confort des conversations dans l'habitat
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
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 1/3 des parois avec des matériaux de coefficient d'absorption 0,6 à 0,8, par exemple, la totalité du plafond, 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


suite, traitements spécifiques :    confort domestique, hi-fi, home cinema      studios d'enregistrement     salles de spectacle
voir aussi : matériaux absorbants

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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