INSONORISATION

Dorine Introduction

Acoustique d’une salle Home Cinéma  Résonance  Réverbération Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Acoustique d’une salle Home Cinéma  Résonance  Réverbération Le contrôle passif  Le phénomène d’absorption  Application à certains matériaux Le contrôle actif  Deux méthodes de contrôle différentes  Zoom sur la 2ième méthode  Petite expérience

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Acoustique d’une salle Home Cinéma  Résonance  Réverbération

Acoustique d’une salle home cinéma Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Acoustique d’une salle home cinéma L’acoustique : « Petites pièces » (dimensions caractéristiques de l’ordre du mètre) Domination de discrètes résonances Les différents comportements acoustiques d'une salle home cinéma

L, H, P : longueur, hauteur, profondeur a, b, c : constante Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Résonances et modes propres d’une salle La fréquence de ces résonances peut se calculer facilement avec la formule : Fréquence fondamentale : C : vitesse du son dans l’air ( 334 m/s) L : dimension caractéristique du local Fréquence fondamentale dans une pièce rectangulaire L, H, P : longueur, hauteur, profondeur a, b, c : constante

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Fréquences de résonance suivantes : Fréquence en Hz H L P Intensité 28,33 1 1,00 42,50 51,08 0,50 56,67 2 68,00 70,83 0,33 73,67 80,19 85,00 3 85,05 88,52 89,60 95,03 0,25 98,19 102,16 Par exemple: Une pièce de 4 mètres de large 6 mètres de long 2m50 de hauteur Les résonances sont donc inévitables

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Temps de réverbération RT60 Caractérisation véritablement l’acoustique d’une salle. Déterminant pour " l'ambiance acoustique" d'une pièce. Durée que met un son pour diminuer de 60 dB Le RT60 peut se mesurer, mais il peut aussi se calculer avec La formule de Sabine : V : volume de la pièce A : coefficient de Sabine*somme de chaque surface

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif La fréquence qui sépare le comportement « résonant » et le comportement « réverbérant » de la pièce est appelée « fréquence de Schröeder »: La fréquence de Schröeder s’exprimer aussi en fonction du temps de réverbération RT60 :

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Comportement acoustique essentiellement réverbérant, avec peu de résonances. Figure 1: RT60 d’une pièce très réverbérante Figure 2 : RT60 d’une pièce peu réverbérante

 Le phénomène d’absorption  Application à certains matériaux Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Le contrôle passif  Le phénomène d’absorption  Application à certains matériaux

Le processus d’absorption Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Le processus d’absorption Lorsqu'une onde sonore rencontre un matériau, une partie en général importante de son intensité (ou de son énergie) est réfléchie; une partie en général très faible est transmise à travers le matériau, et une dernière partie est absorbée.

Calcul du coefficient d’absorption Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Calcul du coefficient d’absorption On a donc I = Ir + Ia + It     It << I    donc I = Ir + Ia Et a = Ia / I

Les matériaux absorbants acoustiques Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Les matériaux absorbants acoustiques A) Matériaux poreux ou fibreux : Coefficient d'absorption faible aux fréquences basses fort aux fréquences élevées. L'absorption aux fréquences basses est d'autant plus importante que le matériau est épais et que ses pores ou cavités sont grandes. Ce type est le plus courant, le plus facile à utiliser, mais il ne permet pas une absorption uniforme en fréquence. Allure de la variation de l'absorption avec la fréquence

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif B) Plaques et membranes : Un volume d'air fermé par un matériau pouvant se déplacer ou se déformer réalise un système masse-ressort qui possède une fréquence de résonance à laquelle l'énergie est absorbée par la mise en vibration de la masse. L'absorption est dite sélective : Fr = 60 / (racine(m x d)). m masse surfacique de la plaque en kg/m2, d épaisseur de la lame d'air en m

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif C) Résonateurs : Une cavité ou un volume d'air ouvert sur le local par un "col" (analogue à une bouteille) réalise un résonateur dit d'Helmoltz. L'absorption est sélective :                           Fr = (c/2pi) x racine (S/(V x l)) V volume de cavité, S surface d'ouverture du col, l longueur du col c = vitesse du son = 330 m/sec;       pi = 3,14;         l, S, V en m, m2, m3

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Critères de choix de matériaux • L'absorption dans les fréquences élevées est obtenue facilement avec les matériaux à porosité ouverte, fibreux, textiles. • L'absorption dans les fréquences basses nécessite de l'espace pour installer des membranes ou des résonateurs dont l'encombrement est non négligeable . L'absorption dans les fréquences moyennes est réalisée par des matériaux poreux épais, des petits résonateurs ou plaques.

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Quelques exemples de valeurs d'absorption coefficients alfa sab matériau 100 Hz 1KHz 5 KHz tapis ou moquette épais 0,1 0,5 0,75 rideau lourd 0,08 0,4 0,6 tenture plissée contre paroi 0,05 0,7 tenture à 10 cm de la paroi 0,2 panneau contre-plaqué à 5 cm 0,15 crépi grossier 0,25 parquet bois sur lambourdes 0,3 porte surface d'absorption S x alfa en m2 d'un élément chaise fauteuil moelleux 1,0 1,3 personne assise 0,55 0,8

 Deux méthodes de contrôle différentes  Zoom sur la 2ième méthode Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Le contrôle actif  Deux méthodes de contrôle différentes  Zoom sur la 2ième méthode  Petite expérience

Dorine Intro control Actif PS: lis un peu ske g mis moi pour qu’on ne se répète pas et kon ne parle pas de la mm chose et le découvir pdt l’oral!

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Présence d’un bruit indésirable (bruit primaire) Reconnaissance des caractéristiques de la perturbation Méthode par rétroaction Méthode par anticipation Envoi d’un antibruit (bruit secondaire) Niveau de bruit raisonnable Utilisation de transducteurs linéaires invariants Milieu stationnaire Résultat ?

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Mise en marche d’une source secondaire au point P’ En M, La pression totale s’écrit : qp = débit de la source rs = la distance entre le P’ et M On peut annuler parfaitement le bruit en un point M en imposant le débit Suivant à la source secondaire :  Pression acoustique nulle au point M

Soit un autre point quelconque M′ de l’espace Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Soit un autre point quelconque M′ de l’espace  Pression acoustique nulle en M′?

Usage de sources acoustiques secondaires Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Usage de sources acoustiques secondaires Cas éloigné Cas d’une source de bruit ponctuelle en un point P On écoute ce bruit au point M≠P très éloigné de P Dans ce cas, on peut simplifier l’équation de la pression acoustique ainsi : Le bruit est annulé en M si :

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif La pression en un autre point M′ de coordonnées (r′p, q′) vaut alors : On peut maintenant calculer le ratio entre la pression avec contrôle et la pression sans contrôle au point M′ : Par conséquent on aura |J|2 < 1 si :

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Ce qui sera vérifié pout tout q et pour tout q′ si 2kD < p/3 donc finalement si : Bruit réduit dans tout l’espace que si la distance < à un douzième de longueur d’onde Il faut un grand nombre de sources secondaires du point d’ émission pour que le contrôle soit efficace

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Ce qui sera vérifié pout tout q et pour tout q′ si 2kD < p/3 donc finalement si : Bruit réduit dans tout l’espace que si la distance < à un douzième de longueur d’onde Il faut un grand nombre de sources secondaires du point d’ émission pour que le contrôle soit efficace

Introduction / Plan / Home Cinéma / Contrôle Passif / Contrôle Actif Petite expérience Deux enceintes Un logiciel avec une « balance » Un son stéréo de 0~1000Hz (bruit blanc) 2 signaux de même amplitude mais de signes opposés Théorie : la somme des deux est nulle Pratique : si les deux enceintes étaient exactement au même endroit Annulation complète Mais c’est impossible d’où affaiblissement partiel…

Dorine conclusion