Études de cas pratique

EGC

Correction acoustique d’une salle

Correction Acoustique d’une Salle

Correction Acoustique d’une Salle

Comprendre la Correction Acoustique

La correction acoustique d'une salle vise à modifier ses caractéristiques de réverbération pour l'adapter à son usage prévu. Un temps de réverbération trop long peut rendre la parole inintelligible ou la musique confuse, tandis qu'un temps trop court peut donner une impression de son "pauvre" ou "sec". La correction implique généralement l'ajout de matériaux absorbants pour réduire le temps de réverbération, ou parfois de matériaux réfléchissants/diffusants pour le modifier de manière ciblée. L'objectif est d'atteindre un temps de réverbération optimal, souvent spécifié par des normes ou des recommandations en fonction de l'usage de la salle.

Données de l'étude

Une salle polyvalente existante a les dimensions suivantes : Longueur \(L = 15 \, \text{m}\), Largeur \(l = 10 \, \text{m}\), Hauteur \(h = 4 \, \text{m}\).

Son temps de réverbération initial mesuré aux fréquences moyennes (500-1000 Hz) est \(T_{60,init} = 2.5 \, \text{s}\).

L'objectif est de réduire ce temps de réverbération à \(T_{60,target} = 1.2 \, \text{s}\) pour améliorer l'intelligibilité de la parole lors de conférences.

On envisage d'installer des panneaux acoustiques absorbants sur une partie des murs et/ou du plafond. Ces panneaux ont un coefficient d'absorption moyen \(\alpha_{panneau} = 0.75\) aux fréquences considérées.

Schéma : Salle Avant et Après Correction Acoustique (Conceptuel)
Salle Avant Correction TR élevé
\(\Rightarrow\)
Salle Après Correction TR optimal Correction Acoustique d'une Salle

Illustration du concept de correction acoustique pour réduire la réverbération.

Questions à traiter

  1. Calculer le volume (\(V\)) de la salle.
  2. En utilisant la formule de Sabine (\(T_{60} = 0.161 \frac{V}{A}\)), calculer l'aire d'absorption équivalente totale initiale (\(A_{tot,init}\)) de la salle.
  3. Calculer l'aire d'absorption équivalente totale cible (\(A_{tot,target}\)) nécessaire pour atteindre le temps de réverbération objectif de \(1.2 \, \text{s}\).
  4. Déterminer l'aire d'absorption équivalente supplémentaire (\(\Delta A\)) à ajouter dans la salle.
  5. Calculer la surface (\(S_{panneaux}\)) de panneaux acoustiques (\(\alpha_{panneau} = 0.75\)) à installer pour obtenir cette absorption supplémentaire.
  6. Si les panneaux ne peuvent être installés que sur les murs (surface totale des murs disponible après déduction des ouvertures : \(120 \, \text{m}^2\)) et/ou au plafond (surface \(150 \, \text{m}^2\)), proposer une répartition possible. La surface calculée est-elle réaliste à installer ?

Correction : Correction Acoustique d’une Salle

Question 1 : Calcul du Volume (\(V\)) de la Salle

Principe :

Le volume d'un parallélépipède rectangle est le produit de sa longueur, de sa largeur et de sa hauteur.

Formule(s) utilisée(s) :
\[V = L \cdot l \cdot h\]
Données spécifiques :
  • \(L = 15 \, \text{m}\)
  • \(l = 10 \, \text{m}\)
  • \(h = 4 \, \text{m}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} V &= 15 \, \text{m} \cdot 10 \, \text{m} \cdot 4 \, \text{m} \\ &= 600 \, \text{m}^3 \end{aligned} \]
Résultat Question 1 : Le volume de la salle est \(V = 600 \, \text{m}^3\).

Question 2 : Calcul de l'Aire d'Absorption Équivalente Initiale (\(A_{tot,init}\))

Principe :

On utilise la formule de Sabine inversée pour trouver \(A_{tot,init}\) à partir du \(T_{60,init}\) et du volume \(V\).

Formule(s) utilisée(s) :
\[T_{60} = 0.161 \frac{V}{A_{tot}} \Rightarrow A_{tot} = 0.161 \frac{V}{T_{60}}\]
Données spécifiques :
  • \(V = 600 \, \text{m}^3\)
  • \(T_{60,init} = 2.5 \, \text{s}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} A_{tot,init} &= 0.161 \cdot \frac{600 \, \text{m}^3}{2.5 \, \text{s}} \\ &= 0.161 \cdot 240 \, \text{m}^2 \\ &= 38.64 \, \text{m}^2 \text{ Sabine} \end{aligned} \]
Résultat Question 2 : L'aire d'absorption équivalente totale initiale est \(A_{tot,init} = 38.64 \, \text{m}^2 \text{ Sabine}\).

Question 3 : Calcul de l'Aire d'Absorption Équivalente Cible (\(A_{tot,target}\))

Principe :

On utilise la formule de Sabine inversée avec le temps de réverbération cible \(T_{60,target}\).

Formule(s) utilisée(s) :
\[A_{tot,target} = 0.161 \frac{V}{T_{60,target}}\]
Données spécifiques :
  • \(V = 600 \, \text{m}^3\)
  • \(T_{60,target} = 1.2 \, \text{s}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} A_{tot,target} &= 0.161 \cdot \frac{600 \, \text{m}^3}{1.2 \, \text{s}} \\ &= 0.161 \cdot 500 \, \text{m}^2 \\ &= 80.5 \, \text{m}^2 \text{ Sabine} \end{aligned} \]
Résultat Question 3 : L'aire d'absorption équivalente totale cible est \(A_{tot,target} = 80.5 \, \text{m}^2 \text{ Sabine}\).

Quiz Intermédiaire 1 : Pour un \(T_{60,target}\) plus court, \(A_{tot,target}\) doit être :

Question 4 : Aire d'Absorption Supplémentaire Nécessaire (\(\Delta A\))

Principe :

C'est la différence entre l'aire d'absorption cible et l'aire d'absorption initiale.

Formule(s) utilisée(s) :
\[\Delta A = A_{tot,target} - A_{tot,init}\]
Données spécifiques :
  • \(A_{tot,target} = 80.5 \, \text{m}^2 \text{ Sabine}\)
  • \(A_{tot,init} = 38.64 \, \text{m}^2 \text{ Sabine}\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} \Delta A &= 80.5 \, \text{m}^2 - 38.64 \, \text{m}^2 \\ &= 41.86 \, \text{m}^2 \text{ Sabine} \end{aligned} \]
Résultat Question 4 : Il faut ajouter une aire d'absorption équivalente de \(\Delta A = 41.86 \, \text{m}^2 \text{ Sabine}\).

Question 5 : Surface de Panneaux Acoustiques (\(S_{panneaux}\))

Principe :

La surface de matériau absorbant nécessaire est l'aire d'absorption supplémentaire divisée par le coefficient d'absorption du matériau.

Formule(s) utilisée(s) :
\[S_{panneaux} = \frac{\Delta A}{\alpha_{panneau}}\]
Données spécifiques :
  • \(\Delta A = 41.86 \, \text{m}^2 \text{ Sabine}\)
  • \(\alpha_{panneau} = 0.75\)
Calcul :
\[ \begin{aligned} S_{panneaux} &= \frac{41.86 \, \text{m}^2}{0.75} \\ &\approx 55.81 \, \text{m}^2 \end{aligned} \]
Résultat Question 5 : Il faut installer environ \(55.81 \, \text{m}^2\) de panneaux acoustiques.

Quiz Intermédiaire 2 : Si le coefficient \(\alpha_{panneau}\) était de 0.50 au lieu de 0.75, la surface \(S_{panneaux}\) nécessaire serait :

Question 6 : Répartition des Panneaux et Réalisme

Principe :

Comparer la surface de panneaux nécessaire aux surfaces disponibles pour l'installation.

Données :
  • \(S_{panneaux} \approx 55.81 \, \text{m}^2\)
  • Surface murs disponible : \(120 \, \text{m}^2\)
  • Surface plafond : \(L \times l = 15 \, \text{m} \times 10 \, \text{m} = 150 \, \text{m}^2\)
Analyse et Proposition :

La surface totale disponible sur les murs et le plafond est largement supérieure à \(55.81 \, \text{m}^2\). Il est donc réaliste d'installer cette surface de panneaux.

Une répartition possible pourrait être :

  • Installer environ \(30 \, \text{m}^2\) de panneaux au plafond (ce qui représente \(30/150 = 20\%\) de la surface du plafond).
  • Installer les \(55.81 - 30 = 25.81 \, \text{m}^2\) restants sur les murs (ce qui représente \(25.81/120 \approx 21.5\%\) de la surface murale disponible).

Cette répartition est une possibilité parmi d'autres. Le choix final dépendra de considérations esthétiques, de la facilité d'installation, et de la recherche d'une distribution homogène de l'absorption pour éviter des zones acoustiquement trop différentes.

Résultat Question 6 : Il est réaliste d'installer \(55.81 \, \text{m}^2\) de panneaux. Une répartition possible est, par exemple, \(30 \, \text{m}^2\) au plafond et \(25.81 \, \text{m}^2\) sur les murs.

Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)

7. La correction acoustique d'une salle vise principalement à :

8. Pour réduire significativement le temps de réverbération d'une salle très réverbérante, il faut :

9. Un matériau avec un coefficient d'absorption \(\alpha = 0.1\) est considéré comme :

Glossaire

Correction Acoustique
Ensemble des techniques et traitements appliqués à un local pour modifier ses caractéristiques acoustiques, notamment son temps de réverbération, afin de l'adapter à son usage.
Temps de Réverbération (\(T_{60}\))
Temps, en secondes, nécessaire pour que le niveau d'intensité sonore dans un local clos diminue de 60 dB après l'extinction de la source sonore.
Coefficient d'Absorption Acoustique (\(\alpha\))
Rapport entre l'énergie sonore absorbée par une surface et l'énergie sonore incidente. Varie de 0 (réflexion totale) à 1 (absorption totale) et dépend de la fréquence.
Aire d'Absorption Équivalente (\(A\))
Surface d'un matériau parfaitement absorbant (\(\alpha=1\)) qui absorberait la même quantité d'énergie sonore que la surface considérée. \(A = S \cdot \alpha\), exprimée en \(\text{m}^2 \text{ Sabine}\).
Formule de Sabine
Formule empirique permettant d'estimer le temps de réverbération d'une salle : \(T_{60} = 0.161 \frac{V}{A_{tot}}\), où V est le volume de la salle et \(A_{tot}\) l'aire d'absorption équivalente totale.
Intelligibilité de la Parole
Qualité d'un environnement sonore qui permet de comprendre clairement la parole. Un temps de réverbération trop long la dégrade.
Panneau Acoustique
Élément conçu pour absorber le son et réduire la réverbération dans une pièce.
Correction Acoustique d’une Salle - Exercice d'Application

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