Spécialité TS EVALUATION N 5 (1h)

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1 Nom, Prénom, Classe :... Spécialité TS EVALUATION N 5 (1h) Toutes les réponses doivent être rédigées et justifiées!! 1/ Microphone Rode NT2000 Le microphone Rode NT2000 est très utilisé par les techniciens en sonorisation. Il comporte 3 boutons de réglage : - «Polar pattern» pour choisir la directivité parmi 3 réglages possibles : «Cardioid», «Figure 8» et «Omni» - «Hight-Pass Filter» pour réduire la sensibilité aux basses fréquences - «PAD» pour atténuer l amplitude du signal sur toutes les fréquences On a reproduit ci-après certaines données figurant sur la notice. Déterminer les réglages du microphone qu un technicien doit utiliser pour enregistrer le son correspondant à chacune des situations suivantes en vue de la réalisation d un film : - Dialogue entre deux personnes face à face dans un local où un fort bruit de fond de 80 Hz à atténuer est produit par le système vieillissant de climatisation - Ambiance sonore d une rue, trop bruyante sur l ensemble du spectre pour les exigences du réalisateur - Promotion du film par l actrice principale dans un cinéma après une projection en avant-première.

2 2/ Acoustique d un réfectoire 2. On s intéresse à l acoustique d un réfectoire dont les dimensions sont les suivantes : L = 12 m, l = 6,0 m et h = 2,5 m. Cette salle possède deux baies vitrées de surface respectives S 1 = 16 m 2 et S 2 = 10 m 2. On a disposé dans cette salle 100 chaises en bois. Le sol est carrelé, les murs sont en brique peinte et le plafond en plâtre Le réfectoire vide (juste avant l arrivée des élèves) est-il acoustiquement adapté pour accueillir le groupe de rock du lycée (en moyenne à 500Hz)? 2.2. Quelle solution proposeriez-vous pour adapter le réfectoire? Parle-t-on d acoustique active ou passive dans ce cas? Justifier Lors de la première représentation du spectacle, on remarque une valeur de T R différente de celle déterminée par le calcul. Expliquer pourquoi. Document 1 Durée de réverbération La durée de réverbération, TR, se calcule à partir de la formule de Sabine, TR = 0,16 avec V, le volume de la pièce (en m 3 ) et A, la surface équivalente d absorption du local (en m 2 ). On définit la surface équivalente d absorption de la salle A par A =, où i représente le coefficient d absorption du matériau de surface S i. Document 2 Coefficient d absorption acoustique de quelques matériaux Fréquence (Hz) (parquet) 0,15 0,12 0,10 (bois massif) 0,04 0,05 0,06 (verre) 0,15 0,18 0,20 (plâtre) 0,03 0,04 0,05 (brique ou carrelage) 0,02 0,03 0,04 (bois des chaises) 0,05 0, (sièges capitonnés) 0,65 0,75 0,85 (personne assise) 0,75 0,90 0,95 (mousse mélamine) 0,89 0,82 1,0 Document 3 Temps de réverbération idéal par type de local (en seconde)

3 3/ Acoustique d un stade On souhaite sonoriser un stade de longueur L = 80 m en vue d'un concert prochain. On rappelle que pour une onde sphérique, l'intensité acoustique se calcule par avec, r étant la distance source-récepteur. La puissance acoustique du son émis par les haut-parleurs est P = 10 W A l'aide des documents 4 et 5 et de vos connaissances, déterminer le niveau d'intensité sonore à 5 m, puis à 80 m des haut-parleurs, vous conclurez sur les risques liés à l'écoute d'un concert durant 1 heure et demi. Donnée : I o = W.m -2 : seuil d audibilité moyenne de l oreille humaine à 1 khz Durant ce concert est joué de la guitare ; la tessiture de cet instrument (intervalle de fréquence qu'est capable de jouer l'instrument) est compris entre 80 et 700 Hz Pour la sonorisation du stade, on dispose de trois types de haut-parleurs. A l'aide du document 3 et de vos connaissances, vous choisirez le haut-parleur le mieux adapté pour ce concert. Vous déterminerez au préalable la bande passante à 3 db du haut-parleur 3. Les sons se propagent dans l'air avec une célérité v = 340 m.s -1. On perçoit le décalage entre l'image perçue de la scène par l œil et le son reçue par l'oreille si ce décalage est supérieur à 100 ms A l'aide de vos connaissances, déterminer pour une personne située à 80 m de la scène ce décalage temporel (vous négligerez la durée que met la lumière pour parcourir la distance de 80 m). Vous imaginerez un dispositif permettant de corriger ce décalage. Document 4 Quelques niveaux sonores et la durée d'exposition quotidienne autorisée :

4 Document 5 Quelques niveaux sonores ainsi que la sensation physiologique liée. Document 6 Courbe de réponse de 3 types de haut-parleurs disponibles ; elle représente le niveau de pression sonore Lp à une distance de 1 m de la source en fonction de la fréquence f du son émis par la source. Haut-parleur n 1 Haut-parleur n 2 Haut-parleur n 3 Bon travail!

5 1/ Microphone Rode NT Pour enregistrer le dialogue entre deux personnes face à face dans un local le bouton «polar pattern» doit être placé sur la position «figure 8» afin de pouvoir capter des sons de deux sources opposées ; le fort bruit de fond de 80 Hz à atténuer nécessite d utiliser le bouton «hight-pass filter» en position centrale et réglé à 80Hz. - Pour un enregistrement d ambiance d une rue, trop bruyante sur l ensemble du spectre pour les exigences du réalisateur il faut simplement utiliser le bouton pad qui atténue l amplitude du signal sur toutes les fréquences et le bouton «polar pattern» doit être placé sur la position «omni» afin de pouvoir capter des sons de toutes provenances. - Pour la promotion du film par l actrice principale dans un cinéma après une projection en avant-première, le bouton «polar pattern» doit être placé sur la position «cardioid». 2/ Acoustique d un réfectoire 2.1. On détermine la durée de réverbération TR du réfectoire: TR = 0,16 Avec A = [12 6,0 0,03] + [12 6,0 0,04] + [(12,0 2,5 2) + [(6,0 2,5 2) 16 10] 0,03 + ( ) 0, ,008 (0,40 0,40) = 11,70 m 2 TR = 2,4 s L acoustique du réfectoire est médiocre pour tout type de spectacle. Elle est digne de celle d un cathédrale (phénomène d écho net!) 2.2. Afin de diminuer cette durée, il faut augmenter la surface équivalente d absorption en ajoutant des matériaux absorbant sur les parois : tentures le long des murs ; rideaux aux baies vitrées ; tapis ou moquette au sol ; remplacer les chaises par des fauteuils capitonnés ; panneaux de mélamine. On parlera ici d acoustique passive dans la mesure où aucun dispositif électronique ou électroacoustique n intervient Les calculs réalisés font référence à une fréquence de 500 Hz qui n est qu une moyenne pour le groupe de rock considéré ; les hauteurs jouées variant selon les morceaux. De plus, lorsque les spectateurs sont assis, ils absorbent également une part non négligeable du son, ce qui provoqie également des écarts avec les valeurs calculées pour la salle vide. 3/ Acoustique d un stade 3.1. Le niveau d intensité sonore L (en db) est donnée par : A d = 5 m, l intensité acoustique est de I = P/S = 10 / (4 d²) = 3, W.m -2 A d = 80 m, I = 1, W.m -2 Soit : pour d : L = 1, db et pour d : L = 8, db D après les documents 4 et 5, un tel niveau acoustique correspond à celui d un concert dans une salle et ne devrait pas être supporté plus de 15 min. A cette distance, il n est pas sain pour l oreille de rester une heure et demi. Le spectateur devrait reculer de la scène s il ne veut pas endommager ses tympans. A 80 m, tout va bien, le spectateur peut tranquillement suivre la totalité du concert sans risque.

6 3.2. La bande passante à -3 db correspond à l intervalle fréquentiel pour lequel la réponse en fréquence du haut-parleur est supérieure ou égale à L max 3 db. HP 3 : [260 Hz ; 1400Hz ] Le HP le plus adapté est donc celui qui restituera au mieux le domaine fréquentiel de la guitare : Hz On choisira donc le HP A d = 80 m, le son met : t = d / V son AN : t = 235 ms > 100 ms Comme le temps de parcours de la lumière est négligé devant celui du son, Le décalage entre image et son est perceptible à cette distance. A l aide de haut-parleurs situés en avant de la scène, on peut arriver à masquer ce problème. Il s agit d acoustique active.