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Spécial « Congrès Acoustics 2012 »
Étude expérimentale d’égalisation modale d’une salle aux basses fréquences à l’aide d’absorbeurs électroacoustiques actifs
Type du
mode n
x
,n
y
,n
z
Fréquences
propres (Hz)
C1
(dB)
C2
(dB)
Tangentiel
1,1,0
64,3
-7,0 -4,5
Tangentiel
1,0,1
74,4
-11,7 -8,6
Tangentiel
0,2,1
77,5
-4,0 -6.2
Oblique
1,1,1
80,3
-6,8 -9,0
Tangentiel
1,2,0
83,0
-7,9 -9,4
Axial
0,3,0
91,0
3,9 -4,7
Oblique
1,2,1
96,0
-7,1 -13,6
Tangentiel
0,1,2
100,9
-7,1 -8,2
Tangentiel
0,3,1
103,0
-5,2 -6,9
Tabl. 2 : Gains mesurés pour les configurations C1 et C2
par rapport à la mesure en salle vide
Measured gains for the C1 and C2 configurations
compared to the measure in empty room
Ces résultats montrent clairement l’influence du contrôle
d’impédance acoustique sur l’amortissement des réso-
nances de la salle aux basses fréquences. Même avec
une surface de traitement très faible, de l’ordre de 0,2 m
2
rapportée à la surface totale de 94,3 m² de la salle, le
niveau de pression acoustique résultant des résonances
naturelles de la salle peut être considérablement réduit.
Des atténuations supérieures à 10 dB ont été mesurées
sur certains modes.
Il résulte également de cette étude que l’efficacité du
contrôle d’impédance est fortement dépendante de la posi-
tion des absorbeurs électroacoustiques dans la salle. La
configuration C1 est particulièrement efficace pour amortir
le mode tangentiel (1,1,1) à 80,3 Hz avec une atténuation
de 11.7 dB, tandis que la configuration C2 est optimisée
de façon à amortir le mode oblique (1,2,1) à 96,0 Hz avec
13,6 dB d’atténuation. Ces résultats sont donc cohérents
avec l’analyse des structures de modes dans la salle.
Par cette approche, des corrections acoustiques peuvent
être apportées dans une salle, sur une plage de fréquence
où les traitements acoustiques conventionnels sont ineffi-
caces ou difficilement applicables pour des raisons d’en-
combrement.
Amélioration du temps de décroissance de l’énergie
acoustique
Dans une pièce fermée, le son se prolonge après la
coupure de la source à cause des réflexions multiples
sur les parois. Cette prolongation de son dépend de l’ab-
sorption des parois et de leurs revêtements. Si elle est
trop importante, elle peut avoir un effet négatif sur l’intel-
ligibilité de la parole, et donc altérer la qualité de trans-
mission. C’est pourquoi, le temps de décroissance de
l’énergie acoustique à l’extinction d’une source (corres-
pondant à la durée de réverbération en champ diffus)
est utilisé pour quantifier le phénomène, et ainsi carac-
tériser les propriétés acoustiques, même aux basses
fréquences, d’une salle. Cette expérience a maintenant
pour but de montrer comment cette décroissance éner-
gétique peut être améliorée avec l’utilisation d’absor-
beurs électroacoustiques.
Les mesures du temps de décroissance de l’énergie
acoustique sont réalisées en émettant une longueur de
séquence maximale (MLS) à partir d’une source calibrée
Bruel and Kjaer Type 4224 [11]. La réponse moyennée
de la salle est relevée par deux microphones Bruel and
Kjaer Type 4198 (microphone 1/2» prépolarisé Type 4189
dont la sensibilité est de 50 mV/Pa). Les signaux mesu-
rés sont ensuite filtrés pour être présentés par bandes
de tiers d’octave. Pour chacune des deux configurations,
les durées sont calculées sur une salve de 8 séquences
de 10.2 s, soit une période totale de 1 min 22 s, avec le
logiciel dBBati32 de 01dB-Metravib.
Le tableau 3 résume les temps de décroissance de l’éner-
gie acoustique mesurés dans la salle pour les deux confi-
gurations d’absorbeurs électroacoustiques.
Bandes de tiers d’octave (Hz)
Config.
40
(s)
50
(s)
63
(s)
80
(s)
100
(s)
125
(s)
Global
(s)
Salle
vide
5,5 6,3 5,3 6,0 7,5 6,5 6,0
C1 3,7 4,2 3,4 2,8 4,1 4,1 3,8
C2 4,3 3,5 3,0 2,7 4,8 4,4 3,8
Tabl. 3 : Temps de décroissance énergétique dans la salle par
bandes de tiers d’octave
Energy decay time in the room by 1/3rd octave range
À partir de ces résultats, on peut remarquer que le contrôle
de l’impédance acoustique à différents endroits de la salle
peut modifier le champ modal de manière significative,
même avec une petite surface d’absorption équivalente. En
effet, d’après les résultats, le champ sonore décroit plus
vite avec les configurations C1 et C2 qu’en salle vide, car
une partie de l’énergie acoustique est dissipée à travers
les absorbeurs électroacoustiques.
L’utilisation d’absorbeurs électroacoustiques est donc une
solution attrayante pour les salles face aux problèmes
acoustiques, résultant d’un temps de décroissance exces-
sif de l’énergie acoustique aux basses fréquences.
Conclusion
Les absorbeurs électroacoustiques représentent des
solutions simples et efficaces pour atténuer les effets
des modes de salles aux basses fréquences. Une démar-
che méthodique utilisant un agencement de haut-parleurs
connectés à des charges électriques spécifiques a été
présentée. Grâce à un contrôle judicieux de l’impédance
acoustique dans une salle de test, un amortissement signi-
ficatif des résonances naturelles dominantes aux basses
fréquences a été atteint. L’amplitude des résonances a
effectivement été diminuée de manière significative, même
avec une petite surface équivalente de traitement acousti-
que (0.02 m² contre 94.3 m² pour la surface totale de la
salle). De plus, les atténuations mesurées sont liées non
seulement à l’emplacement des absorbeurs électroacous-
tiques, mais également à l’orientation des membranes par
rapport à la structure des modes.
