Son et architecture

Toujours dans la séquence consacrée aux sons et à la musique, découvrez à présent une fiche de révision complète dédiée au chapitre sur les sons et l'architecture. Cette fiche a été conçue par notre professeur pour vous aider dans vos révisions...

Document rédigé par un prof Son et architecture

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Toujours dans la séquence consacrée aux sons et à la musique, découvrez à présent une fiche de révision complète dédiée au chapitre sur les sons et l'architecture. Cette fiche a été conçue par notre professeur pour vous aider dans vos révisions du Bac S !

 

I - Le son et ses phénomènes

1 - Notion d'interférence

Cette première notion peut être évoquée lorsque deux ondes entrent en contact et qu'elles ont la même fréquence : on parle alors d'interférence. Si jamais les fréquences sont différentes, nous ne pouvons parler d'interférence, car il n'y en a tout simplement pas.
Prenons maintenant un exemple afin d'illustrer les propos précédents : considérons deux faisceaux issus d'une même source ponctuelle qui entrent en contact après avoir franchi une paroi. Dès que la paroi a été franchie, les deux ondes vont avoir des trajectoires différentes ( et ). L'onde «   » en est la somme des ondes de même fréquence «   » et «   » en . On peut ainsi établir l'équation suivante :

2 - Autres notions

Nous pouvons aussi évoquer quatre autres notions concernant les ondes sonores : la réflexion, l'absorption, la diffusion et la diffraction. Les deux illustrations ci-dessous présentent la réflexion et la réfraction :

II - Auditorium et salle sourde

Nous appelons auditorium une salle réservée à l'écoute d'une œuvre musicale ou d'une pièce de théâtre. Cette salle est construite de telle manière à optimiser la qualité du son qui est censé la parcourir.

1 - La réverbération

Si on place une personne dans l'auditorium, celle-ci va recevoir le son qui est envoyé directement par la source sonore, mais pas seulement : elle va également profiter des phénomènes de réflexion provoqués par les parois de la salle. Les ondes sonores qui vont être entendues de façon indirecte vont avoir un retard proportionnel à la distance parcourue en plus (par rapport à la source). D'autre part, chaque phénomène de réflexion va être accompagné d'un phénomène d'absorption dont l'amplitude va décroître avec le temps. La réverbération est ce phénomène : un son va persister de façon décroissante, même si la source sonore n'émet plus.

2 - Le temps de réverbération

Nous pouvons citer comme étant une des caractéristiques essentielles des auditoriums le temps de réverbération, que nous noterons . Nous pouvons définir cette valeur par la durée qui s'écoule entre le moment où la source a cessé d'émettre un signal sonore, et le moment où l'intensité sonore du son a décru jusqu'au millionième de sa valeur initiale (à titre d'information, cela représente un affaiblissement de 60 dB).
Si on considère une pièce de forme régulière, on peut évaluer le temps de réverbération grâce à la formule de Sabine  suivante :
où les variables sont les suivantes :
  •  : volume du local (m 3)
  •  : surface de la paroi réalisée dans le matériau «   » (m 2)
  •  : coefficient d'absorption du matériau «   » (sans unité, )
Une autre donnée est à prendre en compte : le temps de réverbération doit être adapté à l'utilisation de l'auditorium. En effet, pour les salles de concert, il faut plutôt un temps de réverbération long (environ 2,5s) qui va augmenter l'intensité sonore et contribuer à l'impression d'être dans une grande pièce. À l'inverse, pour les salles de théâtre on va préférer un temps de réverbération assez court (environ 1s) qui va permettre d'améliorer la compréhension du texte par les spectateurs.
Afin d'ajuster le temps de réverbération, on peut également modifier la géométrie de la salle ou même la matière des parois. Ainsi, des surfaces lisses et dures absorbent peu les ondes sonores, provoquant un temps de réverbération long, alors que les matières plus souples et rugueuses vont davantage absorber les ondes provoquant une réverbération moindre.

3 - Salle sourde

On peut définir le terme de salle sourde comme étant un auditorium assez particulier : les parois de la salle sourde sont recouvertes par de la mousse flexible en forme de pyramides, qui va permettre d'absorber les ondes sonores. Dans ce type de salle, le son va se propager sans aucune réflexion (en théorie). Ainsi, le temps de réverbération est considéré comme nul.

III - Isolation phonique

Comme le son est le résultat d'une vibration de l'air, celui-ci va se propager à travers tout ce qui peut entrer en vibration, telle qu'une paroi par exemple. Afin de réduire la transmission des ondes sonores par une paroi, il existe deux façons de procéder :
  • augmenter la masse de la paroi, ainsi l'énergie transportée par l'onde sonore ne sera plus suffisante pour la faire vibrer ;
  • désolidariser deux parois entre elles par un matériau élastique qui va jouer le rôle de ressort.

IV - Contrôle acoustique

Afin de conserver une qualité sonore optimale, il est important de contrôler l'acoustique d'un auditorium pour corriger certains défauts ou lui conférer une variabilité, comme par exemple modifier le temps de réverbération ou renforcer le son « direct ».
On appelle ce phénomène la variabilité acoustique. Celle-ci peut être obtenue par l'intermédiaire de systèmes mobiles passifs comme par exemple le cadre de scène mobile, le plafond à hauteur variable ou encore les parois dotées de revêtements réfléchissants ou absorbants.
La notion de variabilité peut aussi être obtenue de manière « active ». En effet : imaginons que des haut-parleurs soient fixés aux parois et puissent simuler des réflexions des ondes sonores dans le but de modifier la valeur du temps de réverbération.
Fin de l'extrait

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