Comment l’acoustique de la salle d’écoute
affecte-t-elle la qualité sonore?
M. Michel Leduc est Professeur en acoustique au Cégep de Drummondville
L’acoustique des salles d’écoute est un aspect malheureusement trop souvent négligé.
Nous dépensons tous une petite fortune pour profiter de la qualité sonore que procurent les chaînes audio haut de gamme. Malheureusement, lorsqu’on intègre la chaîne dans un volume fermé (une salle d’écoute), ce sont les conditions acoustiques de la salle qui prennent littéralement le contrôle de la qualité sonore.
Ce premier article se concentre sur les principaux problèmes acoustiques inhérents aux salles d’écoute et sur la façon dont ils dégradent la qualité du son final entendu. Dans des articles subséquents, chacun de ces sujets sera développé et accompagné de conseils pour optimiser les conditions acoustiques d’une salle d’écoute.
L’acoustique : une partie intégrante du système de reproduction
Dans une salle d’écoute de dimension moyenne, normalement meublée, mais non traitée acoustiquement, la distance critique n’est que de quelques mètres (typiquement 2 m). La distance critique est la distance (à partir du haut-parleur) à laquelle l’amplitude du son réverbéré dans la salle est égale à celle du son direct (celui qui provient directement du haut-parleur sans aucune réflexion).
Donc, déjà à cette distance, 50% du son entendu est le résultat des réflexions sur les parois du local, qui causent des problèmes de phase, de réponse en fréquence, de définition, de hautes agressives, d’image floue, d’une fatigue à l’écoute et de basses résonnantes ou trouées qui manquent de fermeté. En s’éloignant de la distance critique, le rapport direct/réverbérant s’amenuise et la qualité du son se détériore encore plus. Dans ces conditions, l’environnement acoustique doit être considéré comme une partie intégrante du système de reproduction, tout comme cela se fait dans le milieu professionnel. On l’appelle le « système haut-parleur/salle ».
Rapport qualité/prix
Contrairement à ce que l’on pourrait croire, la correction acoustique constitue un des moyens des plus efficaces et des plus économiques pour optimiser le rendement d’une chaine audio. Ceci est dû au fait que l’amélioration affecte tous les paramètres de l’écoute de façon très notable.
Il est possible de traiter un local à partir de panneaux de fibre de verre (ou fibre de roche) semi-rigides qui sont relativement peu coûteux. À partir de ces matériaux, on peut fabriquer tout ce qu’il faut pour contrôler les problèmes acoustiques propres aux salles d’écoute; des panneaux acoustiques pour l’absorption des moyennes et hautes, des absorbeurs distancés pour le contrôle des moyennes-basses, des réflecteurs en hautes fréquences et absorbeurs en basses, des trappes à gradient de pression à large bande et des trappes de basses. Pour l’aspect esthétique, on recouvre les panneaux d’un tissu perméable au son.
Les matériaux acoustiques requis pour faire le traitement complet d’une salle coûtent environ 300$. Les frais de consultation d’un spécialiste en acoustique, pour une conception complète, commencent à environ 350$ et varient selon le choix du client soit ; l’approche théorique (consultation à distance) ou l’approche avec mesures acoustiques.
Quelles sont les spécifications acoustiques d’une bonne salle?
Des chercheurs, des audiophiles et des ingénieurs du son ont fait plusieurs expériences pour déterminer quelles sont les spécifications acoustiques d’une salle qui procure un bon rendu. L’UIT[1], l’EBU[2] et la BBC[3] publient des recommandations à cet effet. Ces exigences très précises, mais flexibles, ne sont pas moins importantes que les spécifications techniques des composants de la chaîne audio. Voici une moyenne des caractéristiques techniques recommandées pour une salle de CM;
• Positionnement des enceintes : selon l’UIT
• Réponse en fréquence : +- 3 dB, de 250 Hz à 2 kHz
• Espacement des ondes stationnaires axiales : > 5 Hz, < 20 Hz
• Rt60 : 0,25 à 0,3 x (V/100 m3)^1/3 +- 50 ms de 200 Hz à 4 kHz, soit typiquement 200 à 400 ms.
• Niveau de bruit ambiant : NC-25 ou 33 dBA
• Rapport direct/réverbérant : positif, > 5 dB, < 15 dB (ajustable au goût du client)
• Premières réflexions : -10 dB ou – sur le son direct
Quels sont les principaux problèmes acoustiques et comment
affectent-ils le rendement du système haut-parleur/salle?
Réverbération
La réverbération est le produit des multiples réflexions sur les surfaces internes d’un local. La réverbération excessive prolonge les sons et masque les détails du contenu entendu. Le temps de réverbération (Rt60) est défini comme le temps requis pour qu’un son produit dans un local perde 60 dB après son émission. Dans une salle non contrôlée, le Rt60 varie entre 0,5 et 1,5 secondes selon la fréquence alors que les meilleures études recommandent un Rt60 entre 0,2 et 0,4 seconde pour une salle de cinéma maison. Lorsque la réverbération est contrôlée, on obtient un son beaucoup plus défini et détaillé.
Vous pouvez calculer le Rt60 de votre salle (selon Sabine) avec l’outil suivant;
http://www.rt60.net/calc_rt60.htm
Réflexions latérales
Les réflexions latérales créent des sources fantômes à l’extérieur du cadre des enceintes et élargissent l’image stéréophonique ou ambiophonique. Se faisant, elles contribuent à élargir également chacun des éléments sonores distribués dans l’espace entre les enceintes. Le résultat est une image floue et imprécise. Souvent, cette situation créé aussi un manque de profondeur.
Rapport direct/réverbérant
Le rapport direct/réverbérant est la différence entre les niveaux des sons directs et réverbérés. Évidemment, un rapport trop faible contribue à masquer les détails du son.
De plus, lorsque c’est le cas, l’image stéréophonique ou ambiophonique se trouve à être brouillée. Souvenons-nous que seul le son direct livre l’information sur le positionnement des éléments sonores dans l’image.
Premières réflexions
On désigne par ce terme toute réflexion qui arrive à l’auditeur avec un délai inférieur à 15 à 20 millisecondes sur le son direct. Le son retardé créé des jeux de phase avec le son direct et cause des annulations profondes dans la réponse en fréquence du système haut-parleur/salle. On nomme ce phénomène filtre en peigne.
Ondes stationnaires
Les ondes stationnaires (aussi appelées standing waves ou room modes) sont produites par les réflexions des sons de basses fréquences entre deux surfaces parallèles réfléchissantes. Elles sont le résultat de l’interaction entre les longueurs d’onde (λ) et les distances entre les surfaces. En basses fréquences, les ondes stationnaires causent quatre problèmes; une augmentation de l’amplitude à certaines fréquences, une augmentation de la durée des sons à ces fréquences (résonances), une annulation presque totale à certaines fréquences et une modulation du temps de réverbération en basses
Le phénomène ne se produit pas de la même façon partout dans la salle. C’est pour cette raison que, lorsqu’on se déplace dans une salle, ou lorsqu’on déplace les haut-parleurs, la réponse en basses change beaucoup.
Quatre méthodes sont utilisées, souvent conjointement, pour corriger les quatre problèmes causés par les ondes stationnaires. Elles seront décrites dans un prochain article.
On peut déterminer les fréquences des ondes stationnaires présentes dans une salle avec l’outil de calcul suivant :
http://www.bobgolds.com/Mode/RoomModes.htm
Réponse en fréquence
La réponse en fréquence du système haut-parleur/salle est affectée par toutes les données d’amplitude reliées à l’ensemble des phénomènes acoustiques décrits plus haut. En effet, ceux-ci ne se manifestent pas de la même façon selon la fréquence.
Conclusion
Les conditions acoustiques d’une salle d’écoute sont donc des facteurs déterminants de la qualité sonore finale entendue, car elles affectent plusieurs paramètres de façon importante. L’objectif ici n’est pas d’avoir une salle morte, mais une salle neutre. Certains sont tentés de croire qu’il faudrait avoir une salle d’écoute dont l’acoustique aurait certaines caractéristiques de celle d’une petite salle de concert. Ce serait une erreur parce que la prise de son du matériel écouté contient déjà la réverbération et l’ambiance acoustique de la salle où a eu lieu le concert. Nous ne voulons pas changer cela. J’ai à quelques reprises enregistré le son reproduit dans une salle d’écoute non traitée à l’aide de microphones de très haute qualité. Croyez moi, la signature sonore d’une petite salle sans traitement n’apporte rien de positif et dégrade considérablement l’écoute.
Pour plus d’information
Voici quelques sites internet où on peut trouver des informations de base sur l’acoustique, en français :
Patacou = http://p_carre.club.fr/patacou/index.htm
rt60 = http://www.rt60.net/trucs2.htm
Son-vidéo = http://www.son-video.com/UneConseil5.html
Atoll = http://amfoat.free.fr/acoust_traitement.php
Lafont audio = http://www.lafontaudio.com/criteres.htm
Je vous invite à m’écrire pour me faire part de vos questions,
vos commentaires ou vos expériences sur l’acoustique.
Michel Leduc
Professeur en acoustique, Cégep de Drummondville
Consultant en acoustique, SONAR ACOUSTIQUE
Design de salles d’écoute et de studios d’enregistrement
Membre: Acoustical Society of America et Audio Engineering Society
info@sonaracoustique.com
www.sonaracoustique.com
[1] UIT : Union Internationale des Télécommunications
[2] UERT (EBU) : Union Européenne de Radio-Télévision
[3] BBC : British Broadcasting Corporation
