Acoustique
L’acoustique est une branche de la science qui se concentre sur les qualités et les caractéristiques des ondes sonores. Comme vous pouvez vous y attendre, l’étude de l’acoustique couvre de nombreux sujets. Il ne s’agit pas simplement d’accrocher quelques tissus sur un mur pour résoudre un « problème acoustique ».
L’étude de l’acoustique comprend les éléments suivants :
● Comment le son est généré.
● Comment l’énergie sonore se déplace dans l’air et dans d’autres milieux (tels que le béton, l’acier et l’eau).
● Comment les dimensions et les formes affectent la façon dont le son se comporte dans un environnement.
● Comment l’énergie sonore peut être empêchée de quitter ou d’entrer dans un espace par des cloisons ou des vibrations.
● Ce qui arrive à l’énergie sonore lorsqu’elle rencontre une limite (matériaux).
● Votre perception d’un son telle qu’elle est traitée par votre oreille et votre cerveau.
Plus tôt, vous avez appris que le son peut être généré par des vibrations (par exemple, les vibra- tions d’un instrument à cordes). Bien d’autres choses que les cordes et les haut-parleurs peuvent vibrer et générer du son. Le son peut être généré par le mouvement mécanique d’un haut-parleur, les éléments structurels d’un bâtiment et bien d’autres sources.
L’énergie sonore se déplace dans toutes les directions à partir d’une source. À moins que le son ne soit généré dans un espace complètement libre, l’énergie rencontrera, à un moment donné, une limite ou une surface. Si vous êtes à l’extérieur, les limites peuvent être uniquement le sol ou les bâtiments proches. Mais à l’intérieur, il peut y avoir de nombreuses limites et surfaces. En plus des murs, les plafonds et les sols, les meubles et les personnes influencent également ce qui arrive à l’énergie sonore dans un environnement.
Qu’advient-il donc de l’énergie produite par un système de renforcement acoustique ou une autre source de sons générés ? La loi de la conservation de l’énergie nous dit que l’énergie totale n’augmente ni ne diminue dans aucun processus. L’énergie peut être transformée d’une forme à une autre – et transférée d’un corps à un autre – mais la quantité totale d’énergie reste constante. Cela signifie que lorsque l’énergie sonore rencontre une surface ou une limite de la pièce, l’une des trois choses suivantes se produit (ce sera en fait une combinaison des trois) :
● Le son est réfléchi. Au fur et à mesure que l’énergie sonore s’éloigne de la source, une partie d’entre elle sera réfléchie par diverses surfaces vers la pièce. Ces réflexions peuvent être spéculaires (directes) ou diffuses (dispersées). Dans les deux cas, l’énergie reste dans l’espace.
● Le son est absorbé, soit dans l’air (pas vraiment un problème, sauf dans les espaces extrêmement grands), soit par les matériaux de l’espace (énergie sonore convertie en chaleur).
● Le son est transmis. En d’autres termes, l’énergie passe effectivement d’un espace à un autre à travers une cloison ou une autre barrière.
L’énergie sonore réfléchie
Il existe deux types de réflexions sonores :
● La réflexion directe Également appelée réflexion spéculaire ou dure, ce type de réflec- tion est semblable à un miroir ; la majeure partie de l’énergie est renvoyée dans une seule direction. Comme pour la lumière, la direction de l’angle de l’énergie sonore réfléchie est déterminée par l’angle entrant, car l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion.
● Réflexion diffuse Ce type de réflexion disperse l’énergie en retour de manière égale dans toutes les directions. Il est similaire aux propriétés d’un écran de projection de type diffusion.
Le fait que l’énergie soit réfléchie de manière spéculaire ou diffuse dépend du degré de lissage de la surface, par rapport à la longueur d’onde. Comme nous avons affaire à des longueurs d’onde variables, la transition entre spéculaire et diffus n’est pas immédiate, pas plus que la quantité d’énergie réfléchie, absorbée ou transmise. Certaines longueurs d’onde agissent d’une manière ou d’une autre, tandis que d’autres se situent entre les deux. Leur comportement est déterminé par la taille, le matériau et la masse des frontières dans un espace.
Dans toute situation impliquant des limites ou des surfaces, vous aurez toujours un son direct – un son qui arrive à la position de l’auditeur en ligne directe et droite – et un son réfléchi – un son qui emprunte un chemin indirect de la source à l’auditeur.
L’énergie réfléchie arrive plus tard dans le temps que le son direct. Cela devrait être évident, car le chemin le plus court entre deux points est une ligne droite (directe). Tout autre chemin nécessite de parcourir une plus grande distance et prend plus de temps. Ainsi, le son réfléchi arrivera toujours plus tard que le son direct. Les réflexions peuvent être définies comme précoces ou tardives. Une réflexion tardive est appelée un écho.