AUDITORIUM – SALLE SOURDE NOTIONS ABORDEES

2ème THEME : LE SON
CHAPITRE SON ET ARCHITECTURE
REVERBERATION – AUDITORIUM – SALLE SOURDE
NOTIONS ABORDEES :

Phénomène de réflexion acoustique

Acoustique active

Temps de réverbération

Salles sourdes
I.
AUDITORIUM ET ACOUSTIQUE ACTIVE
L’acoustique d’une salle de concert doit être la meilleure possible pour le confort des spectateurs. Comment améliorer
l’acoustique de ces salles ?
1. Document
Un auditorium est une salle de spectacle conçue de façon à
adapter la réverbération des sons au style de musique
jouée. L’acoustique active vise à augmenter les
performances d’un auditorium, soit en supprimant la
réverbération, soit en la restituant avec un retard afin de
créer l’effet d’une grande salle. Elle assure également une
certaine flexibilité à la salle : l’exploitant adapte le
dispositif à chaque type de spectacle (théâtre, musique,
chant, etc.).
La suppression de la réverbération est obtenue en captant l’onde sonore incidente puis en émettant une onde de même
intensité, mais en opposition de phase, à l’aide de systèmes électroacoustiques (microphones, amplificateurs, haut-parleurs)
judicieusement placés. Localement, au niveau du mur, l’intensité sonore est nulle. La réverbération peut donc être modifiée
« à la carte » en adaptant l’amplification au retard de l’onde émise.
Certains casques audio utilisent également cette absorption active : les sons « parasites » (bruits extérieurs) sont alors
annulés et l’auditeur profite uniquement de la musique qu’il souhaite écouter.
N.B. : la réverbération est l’ensemble des réflexions du son sur toutes les parois d’un espace clos ou semi-clos. Le son
persiste après interruption de la source sonore
2. Exploitation
1) Associer les numéros du document aux légendes : réflexion du plafond ; réflexion de la scène; écho ; son direct
2) Quels sont les matériaux utilisés pour le revêtement des murs et des fauteuils dans un auditorium ? Quelles propriétés
acoustiques doivent-ils vérifier ? Quel est le coefficient t, r ou a qui prévaut dans le choix du matériau ?
3) Dans quel autre domaine de la physique les phénomènes de réflexion et de diffraction existent-ils ?
4) Représenter l’onde incidente reçue par le système électroacoustique, puis l’onde créée par le dispositif, et l’onde
résultante
5) Quel est la différence entre un casque audio passif et actif ? préciser leur utilisation, leurs avantages et leurs
inconvénients
II.
CONTROLE DE LA REVERBERATION D’UNE SALLE
1. Dispositif d’étude
Afin d’étudier l’acoustique des salles, on utilise une maquette, constituée d’une boîte à
parois planes, contenant un émetteur et un récepteur sonore
1) Sur le schéma ci-contre, représenter les trajectoires possibles de l’onde sonore
entre l’émetteur et le récepteur
2) Identifier le chemin qui assure une durée de propagation minimale et indiquer
pourquoi les autres chemins entraînent un retard de réception
On appelle champ direct le faisceau d’ondes sonores qui arrivent directement au
récepteur. Le champ réverbéré est dû aux faisceaux d’ondes sonores ayant subi des
phénomènes de réflexion
3) Localiser le champ direct
L’ordre de grandeur des dimensions d’un auditorium ou d’une salle de spectacle est d’une dizaine de mètres ; celui de la
longueur d’onde des sons produits est de l’ordre du mètre. Pour la maquette, on utilisera des ultrasons d’une fréquence de
l’ordre de 20 kHz.
4) Quel est l’intérêt d’utiliser des ultrasons avec la maquette réalisée ?
2. Etude de la réverbération dans la maquette
Placer l’émetteur en mode salves (avec des salves très fines) relier l’émetteur et le récepteur à l’oscilloscope
1)
2)



Reproduire l’enveloppe du signal observé sur l’oscilloscope en y indiquant la partie qui correspond au champ direct et la
partie qui correspond au champ réverbéré
Mesurer le temps de réverbération, qui correspond à la durée du signal réverbéré
3. Etude du champ réverbéré : réflexions des rayons sonores
Positionner l’émetteur afin que le rayon sonore fasse un angle d’incidence i = 30° avec une des parois de la maquette (on
peut désormais se placer à l’extérieur de la maquette)
Placer l’émetteur en mode continu (l’émetteur et le récepteur restent reliés à l’oscilloscope)
Réaliser le dispositif ci-contre, et chercher l’angle de réflexion r pour lequel l’amplitude du signal réfléchi est la plus
grande. Noter cette valeur : r =
4. Influence de la présence de matériaux et contrôle du temps de réverbération
Placer le récepteur de sorte que r = i
Mesurer l’amplitude du signal sonore réfléchi obtenu lors de la réflexion sur les matériaux suivants :
Matériau
Surface métallique
Papier aluminium
Panneau de moquette
Mousse acoustique
plane
froissé puis déplié
(ou liège)
Amplitude (V)
1)
2)
1)
2)
3)
4)
5)
6)
1)
2)
Quelle est la surface qui permet de réduire le plus la réflexion ?
Que peut-on dire alors du temps de réverbération ?
5. Exploitation
Pour quel angle de réflexion r l’amplitude du signal est-elle maximale ? Reprendre éventuellement le schéma établi en
début d’étude. Cette loi est nommée loi de réflexion acoustique
Comment peut-on expliquer que l’amplitude du champ réverbéré diminue avec le temps ?
Quel est l’effet de parois planes ?
Quel est l’effet du papier d’aluminium froissé par rapport au panneau plan ? Pourquoi ? Comment ce type de paroi est-il
nommé ?
Quel est l’effet de la moquette ? le principe est-il le même que pour le papier d’aluminium ?
Expliquer l’effet de la mousse acoustique à partir de sa forme et de sa structure
6. Bilan
Quel phénomène explique l’existence d’un temps de réverbération dans un auditorium ?
Comment peut-on rendre un auditorium plus ou moins « sourd » ou plus ou moins « réverbérant » suivant son utilisation ?
III.
SALLE SOURDE
1. Les chambres sourdes
MANUEL P110
2. Le temps de réverbération
MANUEL P 116