Chapitre 1 : Emetteurs et Récepteurs sonores

Transcription

1 Chapitre 1 : Emetteurs et Récepteurs sonores I- Voix, Oreilles II- Micro, Enceintes et Casques III- Reconnaissance vocale I- La voix et l oreille humaine Maison si vous souhaitez - doc p Les trois parties du corps qui interviennent dans la voix sont les poumons, les cordes vocales et les résonateurs (gorge, nez, bouche). 2- Les principales étapes de la production d un son par la voix sont : souffle vibration des cordes vocales résonance des cavités vibration de l air. Les principales étapes de la perception d un son par l oreille sont : vibration de l air vibration du tympan vibration des osselets vibrations des cellules ciliées signal électrique. 3- Les différences de tessitures (domaines de fréquences des sons produits de façon homogène) sont dues aux cordes vocales ; surtout l épaisseur. 4- Le diagramme du document 5 utilise une échelle logarithmique tout comme celui du document Le niveau d intensité sonore est limité à 100 db en sortie des baladeurs et à 105 db dans les lieux musicaux. Ces niveaux sont inférieurs à celui du seuil de douleur, mais supérieurs à la limite de nocivité. Il faut prendre en compte la durée d exposition en plus de l intensité sonore du son. 6- On constate que l oreille est sensible à certains sons et, en particulier, à ceux produits par la voix. Activité doc (photocopie Bordas)

2

3 1. a. La voix est une onde de pression dans l air (Doc. 3) émise par le système de phonation humain. Il s agit d une onde sonore (Doc. 1) qui se propage dans l air. On parle d onde de pression car elle correspond à une vibration des couches du milieu de propagation (une succession de compressions et de détentes des tranches d air). La voix est donc une onde mécanique progressive longitudinale. b. L enregistrement d un son pur correspond à celui d une simple sinusoïde et est caractérisé par une seule fréquence. D après les doc 4 et 1, la voix produit des sons complexes constitués d une fréquence fondamentale et d harmoniques. 2. a. Les organes mis en jeu dans la formation de la voix sont : le système respiratoire (les poumons et l air qu ils apportent dans la trachée) ; les cordes vocales présentes dans le larynx ; la gorge (le pharynx) et les cavités buccale et nasales ; la bouche (et les lèvres). b. Les poumons jouent le rôle d une soufflerie en permettant à l air nécessaire à la production de la voix de s écouler le long de la trachée. Les cordes vocales sont la véritable source sonore. En vibrant à une fréquence donnée lors du passage de l air expiré, elles génèrent des ondes sonores. Le pharynx et les cavités buccale et nasale (c est-à-dire l ensemble du conduit situé entre les cordes vocales et les lèvres) jouent le rôle d un résonateur ou d une caisse de résonance dont le rôle est d amplifier certaines fréquences ou harmoniques du son de la voix et d en atténuer d autres. La bouche est l émetteur qui transmet la voix au milieu de propagation extérieur. c. On retrouve dans tout instrument de musique des éléments dont le rôle est comparable : l archet est le poumon du violon qui permet de faire vibrer les cordes ; les cordes en sont la source sonore ; la table d harmonie ou la caisse de résonance le résonateur, les ouïes l émetteur du son. 3. a. La hauteur de la voix (sa qualité plus ou moins grave) est imposée par la fréquence de vibrations des cordes vocales. Plus elles vibrent rapidement, plus les vibrations sont fréquentes, plus la hauteur de la voix est importante et inversement. Le timbre est lié à la présence d harmoniques en nombre plus ou moins important associés à la fréquence fondamentale. Il est déterminé par la forme et les dimensions du résonateur (plus le résonateur présente un volume important, plus il amplifie les harmoniques graves). L intensité traduit la force (son fort ou faible) avec laquelle un son est perçu. Elle est liée à l amplitude des vibrations (compressions-détentes) des couches d air qui remontent la trachée. C est l amplitude des oscillations des cordes vocales qui permet de moduler l intensité de la voix. b. Il est alors possible de faire varier la hauteur du son de la voix en modifiant les dimensions (longueur et épaisseur) des cordes vocales. (Cela s effectue grâce à des mouvements du larynx qui modifient la tension des cordes vocales.) 4. a. D après le document 4, les deux enregistrements sont périodiques. La fréquence fondamentale f 0 du son «o» émis par la voix féminine est plus élevée que celle émis par la voix masculine. De plus, l enregistrement du son «o» féminin présente un nombre moins important d harmoniques. b. Le son «o», émis par la voix féminine, sera perçu plus aigu et différemment : la couleur du «o» sera différente (plus «pur»). c. Pour le «o» féminin : = 2,2 ms soit f 0 =4,5.10²Hz Pour le «o» masculin : = 4,5 ms soit f 0 =2,2.10²Hz L analyse spectrale de chaque son fait apparaître une fréquence fondamentale identique. d. La fréquence fondamentale f 0 correspond à la fréquence de vibration des cordes vocales. Elles vibrent donc plus rapidement chez la femme. Les cordes vocales étant plus courtes chez la femme, elles vibrent plus rapidement : la voix est plus aiguë. 5. En modifiant le milieu de propagation (l air présent dans la trachée est remplacé par de l hélium, un gaz inerte dans lequel les sons se propagent environ 3 fois plus rapidement), les harmoniques amplifiés et ceux atténués sont différents. Pour une fréquence de vibration des cordes vocales donnée, les fréquences des harmoniques amplifiés seront différentes (plus élevées) : la voix paraît plus aiguë. 6. a. Le principe de formation de la voix par le système de phonation humain est le suivant : l appareil respiratoire, telle une soufflerie, génère une surpression de l air dans la trachée provoquant la mise en vibration des cordes vocales et la création d une onde sonore ; certaines fréquences de l onde sonore produite sont alors amplifiées par les cavités bucco-nasales et le pharynx alors que d autres sont atténuées ; le son est transmis au milieu de propagation par la bouche. b. 7. La voix de chaque individu est unique car elle dépend de la morphologie du système de phonation. Les dimensions de ses cordes vocales, la taille et la forme de ses cavités résonnantes conditionnent la hauteur, le timbre et l intensité de la voix. La fréquence fondamentale f o de la voix est ainsi propre à chaque individu.

4

5 1. La puissance acoustique P, la pression acoustique p, l intensité acoustique I, le niveau d intensité sonore, la fréquence, l énergie sonore. 2. a. L échelle en db traduit la sensibilité de l oreille selon l intensité d un son. C est une échelle logarithmique pour rendre compte de la perception de l oreille. b. L échelle doit être pondérée pour tenir compte de la sensibilité de l oreille en fonction de la fréquence du son. 3. Le seuil d audibilité pour l oreille correspond à une pression acoustique de 2, Pa et un niveau d intensité sonore de 0 db. Le seuil de douleur correspond à une pression acoustique de 20 Pa et un niveau d intensité sonore de 120 db. 4. Un audiogramme est un examen médical qui teste l audition. Il évalue la perte d audition en db pour différentes fréquences audibles. 5. a. La grandeur acoustique qui caractérise l émetteur sonore est la puissance acoustique P. C est une puissance donc elle s exprime en watt (symbole W). b. Le récepteur sonore étudié en acoustique physiologique est l oreille. La grandeur acoustique qui le caractérise est la pression acoustique p. 6. a. L intensité acoustique I est une puissance par unité de surface, elle s exprime donc en W m -2. Le niveau d intensité sonore L s exprime en db. b. Si l intensité acoustique est multipliée par 2, alors ( ) Lorsque l intensité acoustique de la source est doublée, le niveau d intensité sonore augmente bien de 3 db. 7. Le niveau d intensité sonore donc l intensité acoustique décroît lorsque la distance à la source augmente. 8. Une source sonore exerce une pression dite pression acoustique sur le tympan. 9. Il faut mesurer le niveau d intensité sonore de la source puis le pondérer pour tenir compte de la sensibilité de l oreille pour chaque fréquence sonore. 10. a. On peut s éloigner de la source car en s éloignant de la source, le niveau d intensité sonore diminue. b. On peut réaliser un audiogramme pour vérifier que l audition n a pas été affectée. II- Microphone et Haut-Parleur a. Etude de documents p Réponses : 1- La directivité de ce microphone dépend de la fréquence du son. Il est quasiment omnidirectionnel aux basses fréquences puisque l on n observe quasiment pas d atténuation, quel que soit l angle repérant la position de la source par rapport au microphone (document 2). Il est cardioïque pour les fréquences plus élevées : l atténuation est forte quand la source est repérée par un angle supérieur à Un microphone ne capte pas tous les sons de la même façon ; il a une bande passante pour laquelle les sons, dont la fréquence se situe dans cette gamme, sont captés avec une bonne qualité. Dans le cas du microphone décrit au document 2, la bande passante est constituée des fréquences comprises entre 100 Hz et 11 khz environ. 3- La bande passante d un haut-parleur permet de le classer dans les catégories tweeter, médium ou boomer. 4- Un microphone joue le rôle de l oreille humaine, c est-à-dire celui de capter les sons. Le haut-parleur joue le rôle de l appareil vocal,celui de produire les sons. 5- Bilan Pour le microphone électrodynamique, les vibrations sonores causent le mouvement d une membrane et de la bobine qui lui est solidaire. Grâce au phénomène d induction électromagnétique, le mouvement de la bobine placée dans un champ magnétique entraîne l apparition d une tension aux bornes du microphone. Cette tension a une amplitude et une fréquence proportionnelles à celles des vibrations sonores. L énergie mécanique du son est transformée en énergie électrique. Pour le haut-parleur électrodynamique, le principe de fonctionnement est inverse : la tension aux bornes du hautparleur met en mouvement une bobine parcourue par un courant. Une membrane solidaire de la bobine bouge à son tour ce qui permet de créer des vibrations sonores de même fréquence que celle de la tension et dont l amplitude varie comme celle de la tension. L énergie électrique est transformée en énergie mécanique. Les deux dispositifs possèdent une membrane solidaire d une bobine, ainsi qu un aimant créant un champ magnétique.

6 b. Mise en évidence expérimentale

7 III- Reconnaissance vocale Le commentaire n'est pas un résumé ; il s'agit d'une étude basée sur des documents et enrichi avec des connaissances personnelles d actualités et/ou historiques. Un bon commentaire est structuré par sa problématique: il s agit d une (ou plusieurs) question(s) centrale(s) à laquelle (auxquelles) les documents permettent d'apporter un éclairage significatif. Le plan type du commentaire n existe pas. Il est nécessaire d'adopter le plan qui convienne le mieux à la problématique que l'on souhaite aborder dans le commentaire. Tout commentaire doit cependant comprendre les éléments suivants (mais pas nécessairement dans cet ordre) : - Introduction : A l aide d une présentation très succinctes des documents (nature ou genre des textes, auteur; sujet; date ), établir la problématique: question(s) soulevées et démarche suivie pour y répondre. - Contexte historique et scientifique : Présentation de l évolution générale et des circonstances dans lesquelles se place les documents. Exemples : rôle de l'instrumentation technologique (microphone, découverte des transducteurs (micro) et ordinateur pour la reconnaissance vocale). Attention! S interdire un exposé général qui reproduit le cours. - Explication ou développement : C'est la partie centrale du commentaire : l organiser selon la problématique et des centres d intérêt, en regroupant idées et thèmes souvent exprimés en désordre dans les documents mais sans perdre de vue son idée générale! Soigner la rédaction du commentaire (éviter les fautes d'orthographes) ; aérer la présentation (utiliser des titres et des sous-titres). S il vous est nécessaire de faire des «paraphrases» :renvoyer précisément au texte (lignes ou passages numérotés). - Conclusion : Résumez les principaux aspects de la problématique : questions, démarche pour y répondre, réponses, doutes éventuels et limites de l'argument. Débouchez sur des ouvertures scientifiques (pour aller plus loin ). Quelques erreurs à éviter.citer les passages entier et sans notifier les sources. Procéder autrement, c est du plagiat (et peut entraîner un zéro)!.le commentaire n est pas une simple paraphrase. Développez une attitude critique vis-à-vis des documents, problématisez la question..attention à ne pas rester trop assujetti à la littérature des manuels. C est bien d être bien documenté, mais il faut utiliser cette documentation comme tremplin et comme information de base, et non pas comme une fin en elle-même. L'important, c'est que le lecteur puisse aisément reconnaître ce qui fait l'originalité de votre travail..cherchez à bien structurer votre commentaire et à garder une cohérence. Ne pas se perdre dans des détails superflus..bannir les répétitions et les hors-sujets qui ne servent qu à montrer que vous savez des choses et cherchez à combler des lignes Ici pour la reconnaissance vocale, le commentaire demandé doit mettre en avant : le principe technique de la commande vocale en utilisant notamment l exemple des mots prononcés dans le texte ; mais aussi le principe de réception d un son (étude du microphone vu en classe) l apport de l informatique dans le traitement et l analyse des données (avec les spectres et les logiciels d acquisition informatisée) l utilisation de la reconnaissance vocale dans la commande vocale et dans l identification ; les applications récentes telle la dictée à la machine (smartphones, logiciels, etc.) ; les progrès dans les systèmes multilocuteurs.

8 Correction des exercices : La maladie du surfeur (p. 82) L exostose, la maladie du surfeur, est une maladie qui se caractérise par l apparition d os dans le conduit auditif externe. La croissance de ces os est favorisée par le contact répété avec l eau. L examen audiométrique de la patiente met en évidence une perte d audibilité pour toutes les fréquences testées, mais d autant plus forte que les sons ont une fréquence élevée (supérieure à Hz). Sa perte est supérieure à celle rencontrée par moins de 10 % de la population féminine de son âge : elle fait donc partie des personnes les plus atteintes dans la population. On peut considérer que, dans la gamme Hz, elle est atteinte de surdité légère et de surdité modérée (perte comprise entre 40 et 70 db) pour des sons de fréquences supérieures à Hz. Un examen audiométrique à la suite d une opération de l exostose pourrait montrer une amélioration de l audition si l exostose est responsable de sa surdité, ou aucune amélioration si l exostose n est pas le facteur de surdité. Bonne utilisation d un microphone (p. 83) 1. Le PAD permet de réduire le niveau de sortie du microphone. À cause de la définition logarithmique du niveau d intensité sonore, une diminution de 3 db du niveau correspond à une division par deux de l intensité. Demo : L 1 = 10. log (I 1 /I 0 ) et L 2 = 10. log (I 2 /I 0 ) or I 2 =I 1 /2 donc L 2 = 10. log (I 1 /(2I 0 )) = 10. log (I 2 /I 0 ) log (1/2) = L Les problèmes directionnels sont gérés à l aide du bouton Polar Pattern, ceux de filtrage par les deux autres boutons. a. Il s agit de bien capter les sons face à chaque acteur (q = 0 et 180 pour un microphone placé entre eux) et d éliminer les sons de fréquence 80 Hz dans toutes les directions. Réglages : Polar Pattern : «figure 8» ; High-Pass Filter : sur 80 Hz ou 100 Hz ; PAD : 0 (aucune atténuation sur l ensemble des fréquences n est nécessaire). b. Il s agit de diminuer le niveau d intensité sonore dans toute la gamme de fréquences et dans toutes les directions. Réglages : Polar Pattern : «Omni» ; High-Pass Filter : mini (20 Hz) ; PAD : 5 ou 10 db. c. Il s agit de bien capter les sons émis par l actrice en face d elle (q compris entre 90 et 270 environ). Réglages : Polar Pattern : «Cardioïd» ; High-Pass Filter : minimum (20 Hz) pour que les paroles restent audibles, on choisit le réglage provoquant le moins de filtrage ; PAD : 0 (aucune atténuation sur l ensemble des fréquences n est nécessaire). Forum de discussion (p. 85) Canardoc ne répond pas à la question posée, mais sa réponse est importante en termes de sécurité. La réponse de Chocopops est maladroite dans sa formulation, car ce n est pas la perception de la fréquence qui est modifiée. Une fréquence n est pas perçue, une onde sonore de fréquence l est. Sa réponse est, de plus, incomplète, car elle ne précise rien sur la longueur d onde qui intervient dans la relation entre v et f. La réponse de Vince est totalement fausse : les cordes vocales vibrent, mais rien ne se fixe dessus. La réponse de Titi du 33 est rigoureuse d un point de vue scientifique. Elle s appuie sur la relation =v/f où l est la longueur d onde des ondes sonores (ici fixée par les dimensions de la caisse de résonance), v leur célérité et f leur fréquence. La réponse de Zazou ne précise en rien en quoi la voix serait plus aiguë. De plus, le gaz inhalé l est à température ambiante, il ne s agit donc pas d un problème de refroidissement.

9 Chapitre 2 : Les instruments de musique Source du chapitre livre belin Instruments à cordes guitare, Relation entre excitateur et résonateur Instruments à vent Flute/Orgue : colonne d air Son et Musique I- Instruments à cordes Activité 1 : Vibration d une corde de guitare 1, 2- La tête : lieu où l on attache les cordes. Leur tension peut être modifiée pour les accorder. Le manche sert au guitariste à déterminer quelles notes il va jouer. Le manche a aussi un rôle essentiel dans la sonorité de l'instrument, par l'intermédiaire du bois utilisé, et le mode de liaison au corps. L'ensemble des cordes est la partie de la guitare qui détermine les notes : mises en mouvement par le musicien par frottement, par pincement ou par percussion, les cordes vibrent et la guitare produit une onde sonore, d'autant plus aiguë que la corde est fine et tendue, et que la longueur vibrante de la corde est courte. La caisse une partie fondamentale en ce qui concerne l amplification et l émission des sons. Corde de Melde Activité 2 : Lien excitateur-résonateur 1. T 0 =0.44s = T th (attention en physique m en kg) 2. F 0 =1/T 0 =2.3 Hz 3. On observe un maximum : un pic de résonance 4. F resonance =2.3Kz 5. La fréquence propre de l oscilatteur libre est égale à la fréquence de résonance de l oscillateur forcé. Bilan N 1: Un instrument est toujours constitué d un excitateur, ici la corde mise en vibration par le doigt du musicien et d un résonateur, ici la caisse qui amplifie l onde sonore. Quand une corde est pincée, les oscillations sont créées, elles produisent un son composé d'ondes sinusoïdales dont les fréquences sont celles des modes propres. f n =n.f 1

10 II- Instruments à vent - Colonne d'air Activité 3 : Etude d un orgue à tuyaux On remarque que la fréquence de résonnance dépend de la taille de la colonne d air. Plus la longueur du tube est grande, plus la fréquence est petite donc le son est plus grave. Il existe toujours une fréquence fondamentale f 1 (qui dépend de la taille de la colonne) et des modes propres de résonance avec f n =n.f 1, comme avec la corde de melde. Cependant, le long d une corde l onde est transversale, alors que celle se déplaçant dans une colonne est longitudinal. Bilan N 2: Ici : Exitateur = embouchure, ne pas confondre avec la souflerie, qui seule ne sort aucun son) et le résonateur =colonne. Les ondes stationnaires sont créées dans la colonne d'air emprisonnée par les parois de l'instrument. Lorsque la fréquence de l'excitation coïncide avec celle du résonateur un son est produit. Les différentes formes de résonateurs créent des sonorités différentes. Plus la longueur du tube est petite, plus la fréquence est grande donc le son est plus aigu. III- Son et Musique Activité 4 : Quand le son devient musique 1. 6 T = 13,6ms, soit T = 2,27ms donc f=1/t=440hz car f=440hz 3. f 1 =440Hz donc f 2 =2.f 1 =880Hz et f 3 = 1320Hz. f n =n.f 1 4. «harmonieux» signifie que les fréquences des signaux harmoniques sont des multiples de la fondamentale octave = multiplication de fréquence par 2 d un bout à l autre. 1 octave contient 12 demi-ton, donc 1 demi-ton = 2 1/12 = ,0 466,2 493,9 523,3 554,4 587,3 622,3 659,3 698,5 740,0 784,0 830,6 880,0 8. Gamme tempérée est un système de division de l'octave (f 2 =2*f 1 ) dans lequel l'octave est découpée en douze intervalles chromatiques égaux. Bilan n 3 :

11 Un son musical, périodique, est l addition de plusieurs sons mono-fréquentiels, les harmoniques, dont la fréquence f n est un multiple de la fréquence f 1 du son le plus grave. Ce dernier, le fondamentale, donne la hauteur de la note jouée. L acoustique musicale étudie les sons que produisent les instruments et l organisation de leur fréquence par rapport à l échelle de note de la gamme. La gamme tempérée par exemple, définit la fréquence fondamentale des sons (les notes) en divisant l octave (=2*f1) en douze intervalles égaux à 2 1/12, appelés demi-tons. Rq : les sons produits par les instruments à percussion sont non-périodiques et non structurés hamoniquement. Définitions - Gamme : Suite de note comprise dans une octave (dans la tempérée il y a 12 demi-tons) - Octave : intervalle séparant deux notes dont la haute de la seconde est égale au double de celle de la première - Hauteur : Fréquence du mode fondamentale d un son. - Mode fondamentale : signal sinusoïdal de plus basse fréquence d un signal périodique. (les autres : modes harmonique) - Résonance : phénomène obtenue lorsqu un oscillateur est soumis à une fréquence égale à sa fréquence propre (=celle lorsqu il est libre). L amplitude des oscillations peut alors prendre des valeurs très élevées.

12 Chapitre 3 : Traitements du son et instruments électroniques

13 3. FORMATION D UN SIGNAL PERIODIQUE Certains composants électroniques produisent des signaux électriques qui par l intermédiaire d un transducteur donnent un son. Nous allons voir maintenant comment ces composants créent-ils un signal électrique périodique?

14 4. LES INSTRUMENTS ELCTRONIQUES

15 Bilan : Les instruments électro-mécaniques sont des instruments qui transforment, au moyen d un micro, les vibrations mécaniques (frottement, pincement de corde) en oscillations électriques qui sont traitées ensuite par un amplificateur et éventuellement des filtres pour aboutir à un haut-parleur. Les instruments électroanalogiques sont quant à eux des instruments où l on a éliminé le vibreur mécanique (corde ) pour le remplacer par des générateurs électroniques qui produisent directement un signal électrique périodique. Ils produisent directement une oscillation électrique, dont les paramètres dépendent de ceux du générateur et des composants. Les filtres électriques servent à atténuer ou à éliminer des fréquences déterminées et à en laisser passer d autres. Techniquement, il s agit de circuits RC (résistor-condensateur), LC (bobinecondensateur). On distingue quatre sortes de filtres : Les amplificateurs et les haut-parleurs renforcent, restituent et transforment les oscillations électriques en vibrations mécaniques c est à dire en sons.

16 I- Acoustique de Salle Chapitre 4 : Son et Architecture p a. Les phénomènes physiques intervenant dans la propagation d un son dans une salle sont la diffusion, la réflexion, la réfraction, la diffraction et l absorption. Un auditeur reçoit alors la superposition de plusieurs contributions (le son direct, le son réfléchi sur les différentes structures de la salle, etc.) avec un décalage dans le temps. - La diffusion est la modification de la direction de propagation du son dans tout l espace, sans direction privilégiée. - La réflexion est la modification de la direction de propagation du son au contact d un objet dans une direction privilégiée. - La réfraction est la modification de la direction de propagation du son par modification du milieu de propagation. - La diffraction est la modification de la direction de propagation du son lorsqu il rencontre un obstacle ou un interstice de l ordre de grandeur de sa longueur d onde. Cette modification est sélective : la fréquence diffractée dépend de la taille des éléments. - L absorption est la diminution de l intensité sonore lors de la propagation dans un milieu. Cet effet affecte différemment les différentes fréquences selon la nature des matériaux. b. La diffusion et l absorption par les différents matériaux dans lesquels le son se propage sont responsables de la décroissance de l intensité sonore. c. Le son est de plus en plus difficilement perçu par l auditeur lorsque l intensité sonore diminue. 2 a. Un ovoïde est une figure de forme ovale. Les moulures sont des éléments d ornement. Les cariatides sont des statues de femmes jouant le rôle de colonnes, par exemple, dans les théâtres. Les stucs sont des enduits teintés recouvrant plafonds, murs, etc. L expression «La quadrature du cercle» fait référence à un problème insoluble. L abat-son désigne l ensemble des lames inclinées de haut en bas et de dedans en dehors et fixées dans un châssis en charpente (source : Wikipédia). b. Il est expliqué dans le document 1 que tous les éléments de symétrie de la salle nuisent à son acoustique à cause du phénomène de réflexion. Dans ce contexte, la phrase «La boîte à chaussures est une forme de départ idéale» peut sembler contradictoire. En effet, une boîte à chaussures, parallélépipédique, comporte un grand nombre d éléments de symétrie; c est donc une forme peu propice initialement à une bonne acoustique. L expression «de départ» nuance cette première impression de contradiction : pour améliorer l acoustique d une salle, il convient de rajouter des éléments d architecture permettant de rompre les symétries (balcons, panneaux inclinés, etc.). La géométrie très simple de la boîte à chaussures facilite la prévision des effets lors de l ajout de ces différents éléments. C est donc la forme de départ idéale pour l anticipation et les calculs d acoustique lors de l aménagement. 3 La réverbération du son est liée à sa réflexion sur les différents éléments d architecture de la salle. Elle a pour conséquence le prolongement dans le temps du son émis par une source. Dans le cas d un orateur, si la réverbération de la 1 re syllabe se superpose à l émission de la 2 e, et ainsi de suite, le texte prononcé peut devenir incompréhensible, et ce d autant plus que le temps de réverbération sera plus long. 4 La durée de réverbération dépend du volume et de la surface d absorption équivalente de la salle. 5 Bilan Pour une bonne acoustique d une salle, il faut tenir compte de son usage, de sa forme, de son volume, de sa surface et de la nature des matériaux qui constituent les parois. Selon l usage de la salle, le temps de réverbération optimal n a pas la même valeur : il est plus grand pour des salles de spectacles ou de concert que pour des salles de conférences. La réverbération qui prolonge la durée d un son est particulièrement attendue pour de la musique, mais peut nuire à la compréhension de la parole. Selon l usage, il convient donc de disposer de salles de différentes conceptions. II- P Les matériaux

17 1 Un son pur signifierait qu il n est constitué que d une onde sonore sinusoïdale; le texte veut parler de son perçu avec netteté. 2 Les adjectifs «active» et «passive» associés au nom «acoustique» renseignent sur l intervention ou non de dispositifs électroniques. L acoustique passive s appuie sur les propriétés intrinsèques de la salle (sa géométrie, les matériaux qui en composent les parois, etc.) et les phénomènes naturels liés à la propagation du son dans un espace clos. L acoustique active a recours à des dispositifs de sonorisation (microphones, haut-parleurs) qui captent et rediffusent à différents endroits les sons de la salle pour simuler des réflexions. 3 En modifiant les réglages du mur actif, on modifie la valeur des coefficients d absorption acoustique du mur, donc la surface équivalente d absorption de la salle et ainsi, la durée de réverbération de la salle. 4 Bilan L acoustique active est qualifiée de procédé révolutionnaire, car elle permet de régler l acoustique d une salle en fonction du spectacle qui s y déroule grâce à l incrustation dans les murs de petits microphones et d enceintes électroniquement pilotés depuis la régie. Les microphones disséminés dans la salle captent le champ sonore et un réseau de haut-parleurs commandés électroniquement permet de faire varier la durée de réverbération selon l ambiance souhaitée. Une même salle peut alors posséder des qualités acoustiques adaptées à une salle de conférence, une salle de sport ou un opéra. Ce procédé évite de lourds et coûteux mécanismes de panneaux amovibles utilisés jusque-là pour qu une même salle puisse accueillir diverses manifestations. Il reste à vérifier que l ambiance acoustique artificiellement créée est vraiment comparable à celle des salles dédiées. III- Isolation phonique 1 Le principal phénomène physique mis en jeu lors de la limitation de la transmission du bruit (onde sonore non désirée) est l absorption. Pour augmenter l isolation phonique d un bâtiment, on peut intervenir sur la nature, la géométrie et l épaisseur des matériaux constituant ses parois afin d augmenter l absorption de l énergie acoustique. 2 Bilan Une salle sourde (chambre anéchoïque) absorbe totalement les sons produits à l intérieur lorsque leur fréquence est supérieure à une valeur limite, appelée fréquence de coupure. Les parois internes sont alors totalement absorbantes. Ces chambres servent dans le cadre de la réalisation de mesures dans lesquelles toute présence de nuisance sonore doit être évitée. IV- Expériences -Tube d atténuation phonique (materiel en attente) - Emetteur-Recepteur US. Plaques identiques de matériaux différents (bois, polystryrène, plexis, platres ), support élévateur, GBF, Carte eurosmart (vert) Exercices

18

19