ABÉCÉDAIRE DE L'ACOUSTIQUE
L'acoustique d'une pièce est le résultat de différents facteurs. Elle dépend à la fois des caractéristiques physiques de la pièce et de l'usage qui en est fait. Afin d'améliorer l'acoustique d'une pièce, il est essentiel de comprendre les principes de la propagation du son, mais aussi de prendre en compte la perception individuelle du son et les effets des différents phénomènes acoustiques. Une compréhension de base des principaux termes acoustiques, tels qu'ils sont présentés dans I' "Abécédaire de l'acoustique", est indispensable pour pouvoir choisir les matériaux adéquats afin d'optimiser l'acoustique d'une pièce.
Acoustique du bâtiment vs. Acoustique de la pièce
Lorsqu’on étudie les effets du son sur l’être humain dans un espace clos, une distinction fondamentale apparaît :
Dans le domaine de l’acoustique du bâtiment, l’objectif principal est d’empêcher la transmission du son de l'extérieur vers un espace clos, c’est ce que l’on appelle l’isolation acoustique.
L’acoustique des salles quant à elle, s’intéresse à la propagation du son à l’intérieur d’un espace.
Elle étudie les moyens d’optimiser cette diffusion sonore, notamment par l’absorption, la réflexion ou la diffusion ciblée, afin d’obtenir une acoustique adaptée à chaque usage.
L'audition humaine
L’oreille humaine perçoit des variations de pression atmosphérique, appelées ondes sonores, générées par un événement sonore. La hauteur du son dépend de sa fréquence (ƒ), soit le nombre d’oscillations par seconde, exprimé en Hertz [Hz]. Plus la fréquence est basse, plus la longueur d’onde est grande. L’oreille humaine perçoit en moyenne des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz. Dans le cadre d’une planification acoustique, l’ensemble des paramètres doit toujours être analysé en fonction de la fréquence, afin d’assurer une conception cohérente et précise.
Tous les sons audibles ne couvrent pas l’ensemble de la plage des fréquences perçues par l’oreille humaine. La voix humaine, par exemple, se situe entre 125 Hz et 8 kHz. Cette plage est donc particulièrement déterminante dans la planification acoustique d’un espace. La composition fréquentielle d’un signal sonore se réfère à la manière dont les sons sont décrits par leur fréquence et leur spectre
Pour être perçu, un événement sonore doit également atteindre une intensité minimale, appelée seuil d’audition, qui varie selon la fréquence. L’oreille humaine est la plus sensible aux sons situés entre 500 Hz et 4 kHz, tandis que les fréquences inférieures à 100 Hz ne deviennent audibles que lorsque le volume est élevé.
Temps de réverbération
Le temps de réverbération (T) est la mesure de référence pour évaluer l’acoustique d’un espace. Il correspond à la durée nécessaire pour qu’un son diminue jusqu’à la millionième partie de son énergie initiale, soit une baisse de 60 dB de son niveau.
Lorsqu’un son est émis dans une pièce, les ondes sonores se propagent de manière sphérique selon la directivité de la source sonore. Seule une petite partie de l’énergie sonore parvient directement à l’auditeur. La grande majorité atteint celui-ci après un délai généré par les réflexions sur les surfaces environnantes. Plus une pièce comporte de surfaces dures, plus ces réflexions accentuent le temps de réverbération. Ce temps de réverbération peut être réduit et maîtrisé grâce à l’installation de surfaces absorbantes, adaptées à la nature et à la fonction du lieu.
Selon le type d’utilisation et le volume de la pièce, on vise des temps de réverbération spécifiques, afin d’obtenir une acoustique équilibrée et adaptée à chaque environnement.
Absorption acoustique
Pour réduire la réverbération d’une pièce, il est nécessaire d’y intégrer des matériaux absorbants. Les plus courants sont les absorbants poreux, tels que les textiles ou les mousses à pores ouverts. Dans ces matériaux, l’énergie sonore incidente est transformée en chaleur grâce aux phénomènes de frottement et de diffraction internes, ce qui permet de l’« absorber ».
Plus rarement, on utilise des absorbeurs à membrane (également appelés vibrateurs à plaques) ou des absorbeurs de Helmholtz, qui reposent sur d’autres principes physiques pour absorber l’énergie sonore.
La capacité d’un matériau à absorber le son est exprimée par le coefficient d’absorption acoustique aw :
- aw = 1 correspond à une absorption totale du son (100 %).
- aw = 0 correspond à une réflexion totale du son (0 %).
La performance acoustique d’un matériau varie selon la fréquence. C’est pourquoi l’absorption mesurée en salle réverbérant est également indiquées en fonction de la fréquence. Pour simplifier la classification des matériaux, on calcule une valeur moyenne d’absorption qui permet d’attribuer à chaque matériau une classe d’absorption acoustique.
Lors de la mesure du coefficient d’absorption acoustique en salle réverbérante, le mode d’installation joue un rôle déterminant sur les résultats obtenus. Les valeurs d’absorption mesurées pour les rideaux acoustiques ne peuvent donc pas être généralisées. Elles doivent toujours être interprétées en lien avec les conditions exactes du test.
Chez Gerriets, les mesures de nos rideaux acoustiques sont effectuées avec une distance de 100 mm par rapport au mur et avec 0 % ou 100 % de plis supplémentaires, afin de garantir des données fiables et comparables.
Isolation phonique
Dans le domaine de l’acoustique du bâtiment, l’indice d’affaiblissement acoustique d’un élément de construction constitue un paramètre essentiel. Il indique la capacité d’un matériau ou d’une structure à limiter la propagation du son incident. Contrairement à l’absorption, qui vise à réduire les réflexions internes et donc le temps de réverbération acoustique du bâtiment cherche à diminuer la transmission sonore entre deux zones d’un même espace ou entre pièces séparées.
L’isolation acoustique d’un élément dépend principalement du poids et de la composition des matériaux. L’indice d’affaiblissement acoustique (R) s’exprime en décibels (dB), unité également utilisée pour le niveau de pression acoustique. Un doublement de la pression acoustique correspond à une augmentation de 6 dB du niveau mesuré. Cependant, la perception sonore dépend aussi d’autres facteurs tels que la durée d’exposition, la fréquence ou la composition spectrale du signal. Ainsi, une augmentation subjective du volume sonore perçu équivaut en moyenne à une hausse de 10 dB.
Niveau de pression acoustique
La pression acoustique est la grandeur physique qui caractérise l’intensité d’un événement sonore et se mesure en pascals [Pa]. L’oreille humaine peut percevoir une plage extrêmement large de variations de pression dans l’air. Entre le seuil d’audition (environ 20 µPa) et le seuil de douleur (20 Pa), le rapport atteint 1 pour 1 000 000.
Pour une représentation plus claire, la pression acoustique est indiquée comme rapport au seuil d'audition, ce qui correspond également davantage à l'impression auditive humaine. Il en résulte l'unité décibel [dB] pour les volumes sonores.
Résistance à l'écoulement
Comme expliqué dans le chapitre sur l’absorption acoustique, le son incident sur les absorbeurs poreux, tels que la plupart de nos rideaux acoustiques, est atténué par les effets de frottement à l’intérieur du matériau. Pour que ce phénomène se produise efficacement, la résistance à l’écoulement du matériau doit se situer entre 500 et 1500 Pa·s/m. Si cette valeur est trop faible, le matériau est considéré comme perméable au son. Si elle est trop élevée, cela signifie soit que la majorité de l’énergie sonore est réfléchie, soit que le son traverse le matériau sans être absorbé.
La résistance à l’écoulement fournit donc une indication sur le comportement acoustique d’un matériau, indépendamment de son installation. Les performances acoustiques réelles d’un élément doivent cependant toujours être évaluées en fonction de son installation sur site, où le coefficient d’absorption acoustique est mesuré.
