Un équipement standard dans une pièce bien traitée sera sublimé
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Introduction
Comme on l'a vu à la page précédente, l'insonorisation est différente de l'isolation acoustique, dans ce sens où elle a pour but d'atténuer les échos et autre phénomène de réverbération dans une pièce. La correction acoustique va plus loin en proposant une approche de l'insonorisation dictée par le but final qui est l'écoute de musique ou le visionnage d'un film avec un système de reproduction sonore dont l'élément principal est le haut-parleur.
Comprendre l'importance de cette correction demande quelques connaissances des phénomènes physiques qui interviennent dans la reproduction du son dans un espace fermé. On va essayer d'être le plus clair possible pour permettre la compréhension de tous.
Représentation des ondes sonores en 3D depuis une source ponctuelle (source kartable.fr)
La technique de l'acoustique est ce qui peut séparer un Home Cinéma standard d'une salle de référence mondiale
Quels sont les problèmes acoustiques dans une salle domestique ?
Ils sont multiples, on va les regrouper en 3 catégories :
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les réflexions franches (on parle de réflexions spéculaires)
Une table basse en verre placée entre une enceinte et l'auditeur crée une réflexion parfaite, l'onde sonore va rebondir sur la table, arrivant décalée de quelques millisecondes aux oreilles de l'auditeur > le timbre est perturbé ainsi que la scène sonore
Avec un peu de bon sens, on arrive facilement à limiter les problèmes de ce genre, mais parfois les architectes d'intérieur nous compliquent la tâche en disposant dans la salle des éléments qui n'ont rien à y faire...
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les résonances stationnaires
En-dessous d'une certaine fréquence, vers le grave, les ondes sonores deviennent si grandes qu'elles dépassent les dimensions de votre salle : il en résulte une compression de celles-ci qui se replient sur elles-mêmes et stagnent, engendrant un traînage et une augmentation audible de la pression à certains endroits > déséquilibre du grave pouvant créer des sensations désagréables comme la perception d'un bourdonnement aux oreilles
Maîtriser les résonances stationnaires (nommées aussi room modes) est le plus grand défi de l'acousticien en milieu domestique, car l'énergie développée par les caissons de basses est très élevée, ce qui demande de grandes dimensions pour les traiter (imaginez-vous arrêter un train en marche avec une botte de paille ?)
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la réverbération
Elle s'évalue selon le temps que met le son à disparaître une fois la source sonore éteinte. Dans une église, la réverbération est élevée, il y a même de l'écho (réflexion franche qui se répète) > trop de réverbération rend le message sonore brouillon, confus
Pour la reproduction musicale, on cherche à maîtriser la réverbération tout en conservant une certaine diffusion du son (réflexion qui s'éparpille dans toutes les directions).
La réussite d'une acoustique tient à la maîtrise de l'équilibre entre ces différents phénomènes, afin d'obtenir un son clair, précis mais également une certaine enveloppe sonore (personne n'aime séjourner dans une chambre sourde, les ondes sonores y sont tellement absorbées que l'on entend le son de son propre corps), même si dans un cinéma les ambiances sont créées par des enceintes surround, à la différence de la musique en stéréo qui ne compte que sur la salle de diffusion pour cela.
Il y a un dernier point à aborder dans notre cas :
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la disposition des enceintes et des places d'écoute
Ici ce n'est plus vraiment de l'acoustique mais de la technique pure, dictée par les normes de reproduction du son érigées par Dolby, DTS et autre acteur majeur qui développent les formats sonores utilisés par les films, les séries et la musique aujourd'hui (on peut citer Auro-3D pour cette dernière).
Il y a d'autres phénomènes qui se produisent dans un Home Cinéma, notamment ceux qui sont liés à la phase et la directivité des enceintes, mais on en restera là pour ne pas trop compliquer le sujet.
Les ondes sonores, c'est quoi ?
On a déjà décrit le bruit en page précédente, mais que crée ce bruit au juste ?
Il crée des ondes sonores qui se déplacent dans toutes les directions à partir de leur source émissive.
Lors de cette émission, l'air autour de l'émetteur ne se déplace pas (le son ne crée pas une circulation d'air), il crée un mouvement ondulatoire similaire à une vibration. Et cette vibration se transmet aux alentours avec le déplacement de cette onde comme un caillou qui perturbe la surface d'un lac, mais en 3 dimensions.
Le son se déplace librement dans l'air.
Lorsque l'onde touche une paroi, elle a 3 possibilités :
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rebondir : la paroi a une résistance et des dimensions suffisantes par rapport à l'onde
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traverser : la paroi est trop mince ou trop petite, l'onde passe à travers ou l'englobe, continuant son chemin chez le voisin
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être absorbée : la matière de la paroi transforme l'onde sonore en chaleur
Ces trois propriétés seront judicieusement exploitées pour les répartir dans la pièce en fonction de ce que l'on souhaite obtenir comme acoustique.
Il existe d'autres phénomènes qui se produisent lorsque les ondes rencontrent certains obstacles, comme la diffraction, la diffusion, les modes pariétaux... et lorsque les ondes se rencontrent, créant des annulations ou des accroissement d'énergie selon leur phase etc.
Comportement des ondes sonores sur une paroi
Le design est souvent l'ennemi de la performance acoustique
Comprendre les graphiques audio
Que ce soit lors de nos rapports de calibration où la rédaction de nos études acoustiques, nous utilisons des graphiques pour illustrer l'acoustique des salles ou le comportement des enceintes, et même si ce n'est pas obligatoire pour exploiter l'étude qui est livrée avec des plans d'exécution, nous pensons qu'il est toujours bon de les comprendre pour mieux assimiler les enjeux.
C'est aussi le commencement d'un esprit critique nécessaire dans les choix de votre projet.
Graphique de la captation au microphone des fréquences sonores émises par une enceinte sur un signal normalisé (même niveau sonore pour toutes les fréquences)
On peut voir sur le graphique ci-dessus la réponse en fréquences d'une enceinte accompagnée de son caisson de basses. On divise les fréquences en plusieurs groupes, de l'infragrave à l'aigu. On peut encore subdiviser ces groupes en bas-médium, haut-médium, haut-grave, extrême aigu... et les frontières varient un peu en fonction des domaines (sonorisation, studio, hi-fi) mais en gros c'est comme cela.
A la verticale, plus la courbe est haute, plus le niveau sonore est fort. Cette courbe a subi un lissage, en arrondissant des valeurs, pour s'adapter à la perception de l'oreille : on pourrait faire plus précis. Ici elle montre quelques creux et bosses qui ont été créés par les réflexions dans la salle, parfois ces réflexions sont constructives - formation d'une bosse, parfois destructive - formation d'un creux. La phase est exprimée en bas du tableau : elle sert à déceler certains problèmes dus aux équipements, aux réglages ou à la salle.
Une bonne compréhension de ce schéma vous permettra de mieux appréhender les phénomènes décrits dans ce chapitre, mais aussi les documents des fabricants d'enceintes par exemple.
En second lieu, il faut vous présenter la dimension temporelle du son, car elle est capitale dans notre approche qualitative. Sur nos rapports, nous la présentons de plusieurs façons. On va en étudier 3 :
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la réverbération ou RT
C'est le temps que met la salle à retrouver le silence après qu'on y ait généré du son (par fréquence du grave à l'aigu)
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la courbe des réflexions ou ETC
Cette représentation est différente puisqu'elle montre que le micro capte de multiples fois le même son jusqu'à extinction (et avec son niveau sonore en vertical). Ici c'est principalement l'aigu qui est analysé, mais on pourrait isoler d'autres groupes de fréquences
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le waterfall
C'est un peu comme le RT mais présenté en 3 dimensions, avec le niveau sonore en plus du temps et des fréquences. Celui-ci permet d'analyser la propreté de l'extinction du son. On l'utilise surtout pour le grave dans la salle ou pour analyser le comportement des haut-parleurs quand la mesure est faite très proche de celui-ci.
Même enceinte, vue sous la forme ETC, impulsion de départ puis les réflexions dans la salle vers la droite (cliquer pour agrandir)
Même enceinte, vue sous forme de réverbération T30, on retrouve les fréquences en bas, et c'est le temps qui est en vertical (cliquer pour agrandir)
Même enceinte, vue sous forme de waterfall qui représente l'extinction du son et le niveau sonore en même temps (cliquer pour agrandir)
De la théorie aux tests empiriques
Cette partie représente à elle seule 10 ans de recherches et d'études !
Une fois la théorie maîtrisée, la mise en pratique va de soi. Seulement voilà, le son est un phénomène si complexe qu'il est très difficile de tout mesurer. Il faut parfois 20 micros branchés simultanément pour se rendre compte du comportement des ondes !
Comme la mise en œuvre d'une telle mesure ne peut pas toujours être réalisée, notre expérience couplée aux mesures élémentaires va permettre d'obtenir de bons résultats. Toute cette expérience est synthétisée dans nos études.
Et même quand on arrive à tout mesurer, il reste une part subjective au son, une part de préférence de l'oreille finale, qui se retrouve chez vous également. C'est pourquoi il y a toujours une partie d'adaptation nécessaire à vos goûts, à votre style d'écoute et à vos oreilles. On peut tout normaliser pour les salles commerciales, mais la prise en compte de cette part subjective est importante dans le cadre d'un cinéma privé, d'autant que les contraintes architecturales sont importantes.
C'est ainsi que KazCorporation a pu développer plusieurs concepts de traitements qui seraient très difficiles à réaliser par une entreprise de cinéma privé classique (dont la réalisation repose sur des éléments pré-fabriqués, proches des panneaux acoustiques, qui s'emboîtent comme un puzzle). Ici on est sur une approche structurelle et totalement sur mesure, peu reproductible.
Ceci permet d'aller plus loin : en cours de construction, il n'est pas rare que nous devions réaliser une ou plusieurs séries de mesures audio pour affiner la trajectoire initiée par l'étude théorique et moduler en cours de route le traitement acoustique afin d'obtenir un résultat final conforme, voire encore plus performant qu'à l'origine du projet.
Divers concepts de KazCorporation au fil des années
2017, concept classique avec des panneaux décoratifs comme beaucoup de concurrents font. Il y avait déjà un traitement acoustique poussé avec une bonne gestion des basses et un soin particulier sur la réverbération
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2020, le concept change radicalement avec un meilleur contrôle des réflexions latérales et une gestion plus poussée de la diffusion. L'énergie du grave est mieux exploitée ainsi que la diffusion des surrounds
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2022, le concept est poussé à son extrême avec 11 caissons de basses et un contrôle à la fois longitudinal et transversal des graves. La diffusion et la gestion de la réverbération sont optimales
