L'acoustique des pièces avec plafond absorbant

Champ sonore à l'état stationnaire dans une pièce avec un plafond absorbant et des objets de diffusion de son

Les pièces avec des plafonds absorbants sont les plus fréquentes. Dans ces pièces, le temps de réverbération ne dépend pas seulement de l'absorption. L'ameublement qui diffuse le son, la façon dont les absorbants sont placés et la géométrie de la pièce jouent également un rôle important. Toutefois, le niveau sonore dépendra principalement de l'absorption totale de la pièce. Plus l'on a d'absorants dans la pièce, plus le niveau sonore sera bas. 

Dans les pièces avec des plafonds absorbants, nous distinguons 2 situations que nous appelons «l'état stationnaire» et «réverbération».

L'état stationnaire

Dans le cas de l'état stationnaire, une source sonore émet un son continu, la pièce a donc un niveau sonore constant. Même dans les pièces avec des plafonds absorbants, le son est plus ou moins diffus à l'état stationnaire.

Par conséquent, nous pouvons déterminer la réduction du niveau sonore de la même manière que pour une salle réverbérante dite dure.

Champ sonore pendant la décroissance du son dans une pièce avec un plafond absorbant

L'état réverbération

Dans le cas de la réverbération, la situation est quelque peu plus complexe que pour l'état stationnaire.

Lorsque la source sonore est désactivée, les ondes sonores qui ont frappé un plafond absorbant, disparaîssent beaucoup plus vite que les ondes sonores qui se propagent presque parallèlement au plafond et au sol. Ceci est bien sûr lié au fait qu'une grande partie de l'énergie sonore qui atteint le plafond est absorbée.

S'il n'ya pas de meubles dans la pièce, et si les murs et le sol sont des surfaces planes avec un faible niveau d'absorption, le temps de réverbération sera déterminé par l'absorption du plafond de l'incidence rasante, des murs et de l'absorption du sol. L'incidence rasante signifie ici que les ondes sonores se propagent presque parallèlement au sol et au plafond.

Le facteur d'absorption du plafond sur l'incidence rasante est souvent beaucoup moindre que le facteur d'absorption qui est normalement indiqué. Le temps de réverbération ici sera beaucoup plus long que ce que l'on peut attendre d'une mesure utilisant la formule de Sabine.
 

Lorsque la pièce est meublée, le champ sonore rasant sera divisé et une partie de l'énergie horizontale sera transmise vers le haut dans le plafond absorbant. L'effet de cette dispersion sonore est que le temps de réverbération sera plus court. Dans le cas d'une pièce où l'absorption principale est dans le plafond, l'effet de l'ameublement non absorbant sera donc également exprimée comme une absorption accrue.

Calcul du temps de réverbération

Pour calculer le temps de réverbération dans une pièce avec un plafond absorbant acoustique, les éléments suivants doivent être pris en considération :

1. Le facteur d'absorption du plafond sur l'incidence rasante
2. L'effet d'absorption du mobilier absorbant et diffusant
3. Facteur d'absorption des murs et du sol
4. L'air d'absorption

Courbe de réverbération dans une classe pour :

a) une pièce vide
b) a + un plafond absorbant
c) b + étagères, placards et autres sur les murs
d) c + poste de travail des élèves, chacun étant assis à une petite table, à travers la pièce

Courbe de réverbération dans une pièce avec un plafond absorbant.

La salle ne contient qu'un petit nombre d'objets sonores diffusants. La courbe montre un cours inégal, avec l'énergie sonore diminuant rapidement dans la première section de la courbe, puis un ralentissement dans la partie plus basse.

Dans la première section, la pente de la courbe correspond assez bien avec une courbe estimée calculée avec la formule de Sabine, qui indique que nous avons un champ acoustique diffus exactement au point où nous arrêtons la source sonore, c'est à dire dans le cas de l'état stable. Lors de l'évaluation T20 et T30, c'est cependant la dernière section de la courbe qui est évaluée et qui correspond au champ rasant. 

Les réflexions qui arrivent à moins de 50 ms après que le son direct contribue à l'intelligibilité de la parole, sont donc considérées comme des réflexions utiles. Un son qui arrive plus tard, peut causer une diminution d'intelligibilité de la parole. 

Alors que  T20 et T30 ne sont pas évalués jusqu'à ce que le niveau sonore aie baissé de 5 dB, l'effet des premières réflexions n'est souvent pas inclus dans ces descripteurs. En évaluant uniquement le temps de réverbération (T20, T30), on passe à côté de l'information acoustique qui est important à l'expérience subjective. Le niveau sonore et les premières réflexions, à cet égard, sont significatives. Ces composants ne sont pas inclus dans le temps de réverbération.

Il est donc très important de compléter le temps de réverbération avec d'autres descripteurs acoustiques de pièce (G, C50, STI) liés à ces aspects en particulier. Ces descripteurs peuvent différer d'une pièce à l'autre bien que le temps de réverbération soient les mêmes, et permettent de mieux révéler la différence subjective qui est perçue.