Reverberation

Considérons un point M situé dans un local, et analysons ce qui s'y produit lorsqu'on émet ailleurs une impulsion. Une impulsion est un signal sonore très bref, produit par exemple par un choc sur un objet résonnant, un claquement de main, un son de baguette sur une caisse claire.

Le premier (chronologiquement) "rayon" arrivant en M est celui qui a parcouru la distance la plus courte, c'est celui qui s'est propagé directement sans aucune réflexion, donc sans absorption.

Puis arrivent des rayons suivi un trajet plus long, forcément avec une réfléxion. Puis aprés ils ont subi des absorptions,

Dans un local de forme simple, il est évident que les rayons suivant des trajets de plus en plus longs, arrivant de plus en plus tardivement, ont toutes les chances d'avoir subi plus de réflexions, et donc si les énergies transmise est de plus en plus faibles.

Ces phénomènes sont rapides : à la vitesse de 330 m/sec, dans un local dont les dimensions sont de l'ordre de 10 mètres, une trentaine de réflexions ont lieu en 1 seconde.

Si l'on enregistre la variation du signal sonore en un point du local après l'émission , on constate :
Une décroissance qui peut en 1ère approximation être assimilée à une droite ;
La pente de cette droite ne dépend (presque) pas du point de mesure, elle est (presque) constante en tous points.
Mais elle dépend (en général) de la fréquence.

La plupart des pièces non traitées ont un temps de réverbération de 1,3 secondes à 2 secondes. Une pièce traitée acoustiquement doit avoir un temps de réverbération de 0,50 seconde idéalement. Cette mesure est appelée RT60. C'est le temps que met le son à diminuer de 60dB. Ainsi un rt60 = 0,5 sec. veut dire que le son met 0,5 secondes à diminuer de 60dB ; c'est le temps de réverbération. Chaque revêtement possède un coefficient d'absorption, appelé coefficient alpha « α » Sabine, qui permet de calculer le traitement acoustique à appliquer.

le temps de réverbération Tr ou Rt60

On constate que la réverbération est très importante dans des locaux grands, et dont les surfaces sont constituées de matériaux lisses, durs, rigides, plans, comme béton, pierres, carrelage, plaques métalliques, verre, et vides, sans ou avec peu de meubles ou de personnes.

Par exemple : églises, salles de sports, halls commerciaux d'aspect brut, stations de métro anciennes, gares …

Constatations expérimentales :

• linéarité de la décroissance : · approximation qui dépend de la fréquence

• indépendante du point de mesure · approximation, surtout en fréquences basses

• on a une linéarité de la decroissance si le local est homogène et régulier, géométrie simple, matériaux de surface régulièrement répartis

Lorsque les conditions sont différentes, on trouve des décroissances en forme de ligne brisée, avec des pentes entre le début et la fin de la décroissance, des pentes dépendant du point de mesure, surtout si les matériaux de surface ont des coefficients d'absorption très différents entre différentes zônes du local.

calcul de temps de réverbération Tr

De nombreuses formules ont été établies pour lier les valeurs de Tr aux caractéristiques de géométrie et d'absorption des locaux. La plus ancienne et aussi la plus simple, est donc la célèbre formule de Sabine. Sabine fut un acousticien pionnier américain.

Il y a l'existance de deux formules permettant de calculer la reverbation dans une surface donnée.

-La formule de Sabine est en fait une simplification de celle d'Eyring.,

donc la formule de Sabine, pratiquement toujours utilisée, est une approximation acceptable seulement si alfa moyen du local faible.

On comprend donc que la réverbération est grande si le volume est grand et / ou si l'absorption est faible.

Ces relations peuvent servir à déterminer Tr : il faut connaître les surfaces de tous les matériaux présents en surface dans le local ( toutes les surfaces : murs, plafond, sol, objets divers comme meubles), et leurs coefficients d'absorption respectifs, ce qui peut être assez compliqué.