Acoustique

1ère Partie : ONDES et OBSTACLES

I. Réflexion et transmission/réfraction à la surface de séparation de 2 milieux

I.1. Coefficients de réflexion R et transmission T – angle critique

I.2. Aspect Energétique : Coefficient d’absorption

I.3. Champ sonore à proximité d’une paroi : Onde stationnaire – nœuds - ventres - effet de filtre en peigne

I.4. Notion d’encastrement : distance source-paroi << longueur d’onde - Rayonnement 2sr versus 4sr, gain de 6dB

I.5. Interprétation géométrique des réflexions : source image – introduction à l’acoustique géométrique :

a Source image primaire

b Source image secondaire

II. Absorption de l’énergie acoustique

II.1. Introduction : incidence diffuse et coefficient d’absorption de Sabine

II.2. Techniques d’absorption :

a Par matériaux fibreux ou poreux : action sur la vitesse par dissipation

b Par résonateur de Helmholtz ou à membrane : action en pression

III. Effets d’obstacles irréguliers

III.1. Diffraction

III.2. Réflexions diffuses : diffuseurs, exemple : diffuseurs QRD de Schroeder

TD : Etude de l’acoustique d’un petit auditorium, application de la méthode géométrique.

2ème partie : Acoustique interne des salles

Introduction : Etude de l’acoustique interne d’une salle :

a. vision temporelle : réponse impulsionnelle

b. vision fréquentielle : réponse en fréquence

c. Quelles méthodes ?

I. Modes de résonance d’une salle parallélépipédique

I.1. Cas simple unidimensionnel, tuyau, modes axiaux

I.2. Résonance tridimensionnelle – salle parallélépipédique : Résolution de l’équation d’Helmholtz sans 2nd membre – Formule de Rayleigh 1869

I.3. Interprétation : Modes axiaux – tangentiels – obliques

I.4. Conséquences pratiques : Réponse en fréquence d’une salle - Choix du placement des sources – proportions préférées

II. Acoustique statistique

II.1. Principe : distinction champ direct / champ réverbéré

II.2. Etude du champ réverbéré diffus :

a Equation différentielle de l’énergie du champ réverbéré

b Niveau du champ réverbéré en régime permanent

c Temps de réverbération : formules de Sabine et d’Eyring

II.3. Niveau sonore résultant de la superposition des champs direct et réverbéré

TD : Etude de l’acoustique d’un petit auditorium, application des méthodes ondulatoires et statistiques

III. Critères de mesure de la qualité perçue d’une salle

III.1. Clarté de la salle : Indice de clarté C50, C80 [ms]

III.2. Intelligibilité : Indice d’intelligibilité STI

III.3. Effet d’enveloppement, de largeur apparente de source : Indice de réflexions latérales : LE

3ème partie : Transmission acoustique entre 2 salles

I. Généralités : isolement phonique, Transmission aérienne – transmission solidienne – bruits d’impacts

II. Transmission à travers une paroi simple : loi de masse

II.1. Isolement d’une paroi simple, loi dite de masse

II.2. Déviation par rapport à la loi de masse : Effets des résonances de parois – phénomène de coïncidence

III. Techniques d’isolation phonique

III.1. Vis à vis des bruits aériens : Double paroi de masse surfacique différente

III.2. Vis à vis des bruits d’impact : Plancher flottant ou suspendu

Travaux Pratiques : Mise en évidence des modes de salle – mesure d’isolement phonique – mesure de temps de réverbération sur le plateau son.

Annexe : Analyse en bruit rose nième d’octave

1. Notion d’analyse spectrale - Découpage en bandes de largeur constante et de largeur relative constante, nième d’octave.

2. Bruit blanc- bruit rose - Energie constante par bande de fréquence / par bande de largeur relative constante.

3. Analyse en temps réel ou RTA.

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Première partie : Perception sonore

1. Introduction

1.1 Qu’est-ce que la PCS ?

1.2 Notions de psychophysique

1.3 Stimuli sonores

1.4 Méthodologie d’enquête

1.5 Les signaux test

2. Physiologie de l’oreille

2.1 La tête

2.2 L’oreille externe

2.3 L’oreille moyenne

2.4 L’oreille interne

2.5 Les filtres auditifs

2.6 La conduction osseuse

2.7 Les voies auditives centrales

2.8 Les troubles de l’audition

Deuxième partie : Perception du volume et de la hauteur

1. Sonie : intensité sonore

1.1 Niveaux sonores

1.2 Seuils d’audition

1.3 Courbes d’isosonie

1.4 Bandes critiques

1.5 Masquages

1.6 Seuil différentiel d’intensité (SDI)

1.7 Le sone

1.8 Méthode de calcul de la sonie

2. Tonie : hauteur des sons

2.1 Hauteur tonale des sons purs

2.2 Hauteur des sons complexes

2.3 Modèles pour la perception de la hauteur

2.4 Seuil différentiel de hauteur

2.5 Consonance et dissonance

2.6 Intervalles et gammes : lien avec les hauteurs musicales

Troisième partie : Les timbres et la qualité

1 Perception du timbre des sons

1.1 Notion de timbre

1.2 Représentation du timbre

1.3 Notion de cepstre

1.4 Espace des timbres

2. Qualité sonore

2.1 Définition

2.2 Indicateurs physiques

2.3 Méthodes expérimentales

2.4 Indicateurs perceptifs

2.5 Qualité des salles de concert

Quatrième partie : L’écoute binaurale et les scènes auditives

1. Écoute binaurale

1.1 Perception de l’espace

1.2 Localisation en azimut

1.3 Localisation en élévation

1.4 Localisation en distance

1.5 Effet de précédence

2. Analyse de scènes auditives

2.1 Définition

2.2 Théorie Gestalt

2.3 Organisation auditive

2.4 Mécanismes primitifs

2.5 Mécanismes dirigés par schémas (patterns)

Travaux Personnels : Mise en œuvre d’une enquête sur un sujet choisi par groupe d’étudiants.

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