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Spécial « Congrès Acoustics 2012 »
a notion d’égalisation modale de salles aux basses
fréquences désigne un ensemble de techniques visant à
réduire les effets audibles des résonances acoustiques
dans les espaces clos [1]. Pour des longueurs d’onde
de l’ordre des dimensions de la salle, le champ acous-
tique présente en effet un caractère stationnaire. Pour
une position d’écoute donnée, la pression acoustique
mesurée, en réponse à une source de son, peut alors
présenter des niveaux élevés à certaines fréquences,
qui correspondent aux fréquences propres de la salle,
et ceci même pour des niveaux de puissance de source
extrêmement faibles, comme illustré sur la figure 1A.
En outre, la distribution spatiale de l’énergie acoustique
dans une salle, comme présentée sur la figure 1B, présente
de fortes disparités liées aux nœuds et ventres de pression
acoustique du champ modal. Enfin, la constante de temps
de ces modes, correspondant à la durée de décroissance
du régime libre à l’extinction d’une source à ces fréquences,
et comparable à une durée de réverbération dans le cas
d’un champ diffus, va également avoir une influence sur la
qualité de reproduction sonore. Ainsi, cette décroissance
peut avoir des conséquences dans l’interprétation du son
dans les espaces d’écoute, en particulier pour des sources
modulées en amplitude comme c’est le cas pour la musique.
Étude expérimentale d’égalisation modale d’une
salle aux basses fréquences à l’aide d’absorbeurs
électroacoustiques actifs
Study on room modal equalization at low frequencies with
electroacoustic absorbers
Etienne Rivet, Romain Boulandet,
Hervé Lissek & Iris Rigas
LEMA
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
CH-1015 Lausanne
E-mail :
Résumé
Un des problèmes majeurs rencontrés dans des situations de correction acoustique
de petites salles destinées à l’écoute de système de diffusion sonore (type «home
audio») réside dans le traitement des basses fréquences. Le problème résulte de
mauvaises propriétés d’absorption et d’isolation des matériaux de construction à ces
fréquences. Face à cette réalité, il s’avère pertinent de détourner des haut-parleurs
de leur qualité première de diffuseur du son, et de les transformant en «absorbeurs
électroacoustiques», comme solution technique pour l’égalisation modale des salles
aux basses fréquences. Ce concept met en œuvre un haut-parleur en enceinte close
connecté à une charge électrique dédiée, qui permet d’adapter l’impédance acoustique
apparente de la membrane à une valeur cible sur une plage de fréquences relativement
large, typiquement au dessous de 100 Hz. L’idée générale est donc d’améliorer la
qualité de reproduction sonore dans une salle par des contrôles locaux de l’impédance
acoustique. Dans cet article, l’accent est mis sur le placement optimal d’absorbeurs
électroacoustiques dans une salle test, afin d’amortir les modes acoustiques sur une
plage de fréquences allant de 20 à 100 Hz.
Abstract
Nowadays, requirements for acoustic treatments in rooms are ever more demanding
in terms of performance and compactness. A recurring issue in closed spaces is the
occurrence of standing waves and acoustic interferences at low frequencies. These
unwanted phenomena are likely to affect the frequency response of rooms such as offices,
concert halls or home theaters. Unfortunately, state-of-the-art soundproofing solutions
cannot efficiently dissipate sound energy, or their embodiments are so bulky that they
become almost impracticable. To that purpose, electroacoustic absorbers employing
direct-radiator loudspeaker systems can be used to improve listening quality and meet
the specifications. Electrodynamic transducers are obvious candidate for this type of
noise control application. They are controlled by the resistance around the mechanical
resonance, typically of the order of a few tens of Hertz, which also lies in the frequency
range of acoustic modes to be damped. This results in a strong interaction between both
dynamic systems from which part of the incident acoustic energy of the sound field can
be dissipated. A specific electrical load is also connected across the transducer terminals
in order to further improve the passive dissipation through the internal damping within the
loudspeaker. This paper investigates an optimized placement of electroacoustic absorbers
in a reverberant room in order to damp the lowest acoustic resonances.
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