Absorber dans les coins ?

[jlo]

Hello tous,
j'ai déjà posé cette question dans un autre forum, je crois, mais je n'ai jamais eu de réponse convaincante, ni lu d'explication dans des bouquins d'acoustique :
il est très souvent proposé de placer de l'absorbant dans les coins sous prétexte que tous les modes y sont présents.
Mais absorber dans un coin va surtout avoir un effet dans le coin opposé. Ma question : pourquoi y aurait-il un effet au milieu de la pièce ?
On observe effectivement un effet mesurable par exemple sur des modes axiaux, oui mais pourquoi ?
J'ai ma propre idée mais avant de la proposer, je serai intéressé pour avoir vos explications.

[jlo]

Pour compléter ma question, vous pouvez imaginer une pièce dans laquelle on aurait coupé tous les coins pour créer un trou vers l'extérieur, donc absorption totale. Est-ce que alors des modes axiaux entre les parois en seraient modifiés ? Non vraisemblablement...

[JIM]

On retrouve la totalité des modes dans les angles. Tous les axiaux au nombre de 3 et les autres (obliques, tan...).
Après, l'efficacité sera proportionnelle à la surface couverte par le traitement dans l'angle, pas plus à mon avis.
Première chose à faire à mon avis dans une pièce dédiée.

[jlo]

On retrouve la totalité des modes dans les angles.

Merci Jim, mais c'est la réponse typique qui n'explique rien du tout : tu pourrai enlever les murs latéraux (c'est plus que juste le coin) que ça ne changerai rien aux modes axiaux de la longueur.

[JIM]

Je ne te suis pas du tout.

En quoi ça ne modifie rien aux modes axiaux ?

Le traitement dans l'angle se trouve physiquement sur les modes axiaux (proportionnellement à la surface couverte sur le mur concerné).
Il agit donc en absorption et diminue l'intensité du mode et cela se retrouve sur la totalité de la salle.
Je ne vois quelle explication donner en plus.

Personnellement, je partage cette recommandation du traitement en angle plutôt que de traiter à fond un mur en particulier.
Il vaut mieux absorber la totalité des modes et ne pas diminuer la densité modale au lieu d'absorber à fond sur un mur et réduire la densité modale ce qui fera ressortir d'autant les modes des murs non traités.

Et il suffit de se placer dans un angle pour prendre conscience que c'est bien l'endroit où l'on retrouve le maximum de niveau/pression dans la salle.

[Patrick-HC]

ça tombe bien, je suis tombé sur cette vidéo

Le locuteur souligne que le traitement acoustique dans un coin n'apporte qu'un changement minime, laissant de nombreux problèmes non résolus.

Il conclut que traiter une petite surface par rapport à un problème acoustique plus vaste est inefficace et peut aggraver la situation.

Le présentateur souligne que ne rien faire serait préférable aux solutions inefficaces.

Il explique que l'acoustique des pièces est un domaine complexe nécessitant une approche plus approfondie.
Les pièges à basses dans les coins sont décrits comme des solutions temporaires qui ne traitent pas les problèmes fondamentaux.
.

[jlo]

Il agit donc en absorption et diminue l'intensité du mode et cela se retrouve sur la totalité de la salle.

Pourquoi ça se retrouverait dans toute la salle ? (C'est là que ça devient intéressant)
Un mode propre de salle n'est que le résultat de la somme des réflexions sur les parois. Entre deux parois parallèles, il va se produire des modes axiaux qui ne dépendent aucunement de ce qui se passe sur les autres parois (en principe). Si les murs en question sont le mur frontal et le mur arrière, tu pourrais absorber totalement sur le sol, le plafond et les murs latéraux mais les modes axiaux de la longueur ne seraient pas du tout affectés (en première approximation).
Prenons une salle de longueur 6m et de largeur 4m, il va exister des modes axiaux dans la longueur dont l'amplitude ne va dépendre que de cette distance de 6m et de la position d'écoute.
Prends la même salle mais avec une largeur de 8m et un absorbant parfait sur les murs devant et derrière mais en gardant juste 4m sans traitement au milieu. Les modes axiaux en longueur à l'emplacement d'écoute ne vont pas changer ni en fréquence ni en amplitude (en première approximation ).

[jlo]

ça tombe bien, je suis tombé sur cette vidéo. Le locuteur souligne que le traitement acoustique dans un coin n'apporte qu'un changement minime, laissant de nombreux problèmes non résolus.

J'avais vu cette vidéo (et je me rappelle maintenant que j'y ait écrit un message resté sans réponse valide à mon sens) mais il n'y a aucune explication argumentée, et la plupart des interlocuteurs disent que tous les modes sont présents dans les coins, sans expliquer pourquoi absorber dans un coin serait bénéfique au milieu de la pièce

[Patrick-HC]

Dans ma salle ciné je n'ai quasi pas absorbé les coins

j'ai placé 4 caisson pour contrer les modes , à mon sens bien plus performant

[Indien]

Bonjour Jean Luc,
on avait déjà parlé de ce sujet je crois, c’est vrai qu’à peu près partout, on entend dire que la solution est dans les angles car tout les modes s’y trouvent, freiner dans les angles permettrait donc de réduire la pression donc les modes .

C’est ça que j’aime bien en audio, différents professionnels ont des avis très différents sur la façon de traiter un sujet qui lui est le même…

Question de béotien, les modes étant l’acumulation de sommes de réflexions diverses, l’angle de la première réflexion est-il le seul à considérer ?

En effet à 50Hz on a 7m de longueur d’onde, ça passe donc plusieurs fois par les murs avec des points d’impacts qui divergent, contrairement à une boule de billard qui en 2d, tapera toujours la bande suivante à 90 degrés V.

Exemple, un mode axial montre aussi plus de pression dans l’angle, pourquoi ?

[JIM]

Un mode propre de salle n'est que le résultat de la somme des réflexions sur les parois. Entre deux parois parallèles, il va se produire des modes axiaux qui ne dépendent aucunement de ce qui se passe sur les autres parois (en principe). Si les murs en question sont le mur frontal et le mur arrière, tu pourrais absorber totalement sur le sol, le plafond et les murs latéraux mais les modes axiaux de la longueur ne seraient pas du tout affectés (en première approximation).

Oui, je partage.

Prenons une salle de longueur 6m et de largeur 4m, il va exister des modes axiaux dans la longueur dont l'amplitude ne va dépendre que de cette distance de 6m et de la position d'écoute.
Prends la même salle mais avec une largeur de 8m et un absorbant parfait sur les murs devant et derrière mais en gardant juste 4m sans traitement au milieu. Les modes axiaux en longueur à l'emplacement d'écoute ne vont pas changer ni en fréquence ni en amplitude (en première approximation ).

Quand tu traites un angle, il y a bien une partie du traitement qui se retrouve sur la longueur, la largeur et la hauteur de la salle et donc sur l'emplacement du maximum de chaque mode axial. L'ensemble des modes axiaux sont traités. Seulement en parti car seule une partie des murs concernés sont couverts, j'ai parlé de rapport de surface.
Ca me parait tellement évident que je ne vois pas ce que ça nécessite comme explication.

L'efficacité va dépendre de la taille du traitement dans l'angle.

Mais le gros avantage, c'est que tu traites la totalité des modes et donc, tu ne réduis pas la densité modale.

Il parait qu'un dessin vaut mieux qu'un long discours.
Mode axial sur la largeur et la longueur de la salle. En vert, ça traite le mode, en rouge non.
Et vu que l'on absorbe une partie du mode, cela se verra sur le temporel du mode concerné quelque soit la position, comme pour n'importe quel traitement qui vise à réduire un mode.

MODES.png (10.86 Kio) Vu 2869 fois

[Jean Fourcade]

En complément de ce qui a été dit, on peut montrer la présence des modes dans les coins.

La réponse des modes d'une salle est donnée par une fonction qui s'écrit de la manière suivante :

Cette formule parait compliquée mais on peut la décrire de la manière suivante. L'indice m représente un mode et la réponse est donc la somme des réponses (Σ) de tous les modes.

Cette réponse fait apparaitre au numérateur de la fraction le produit de deux expression ψ(r),ψ(r0). Chaque fonction dépend du mode m.

Cette fonction prend la forme :

On voit qu'il s'agit d'un produit de fonction cosinus. Les variables x,y et z représente la position soit de la source (r0), soit du point de mesure (r). L'expression de la réponse montre que si l'on permute r et r0, cela ne change pas le résultat. C'est la démonstration de la propriété bien connu qu'on peut permuter source et microphone, cela ne change pas la réponse des modes.

lx, ly et lz sont les dimensions de la pièces et nx, ny, et nz des entiers qui décrivent les modes.

Au dénominateur de la fonction de la réponse on trouve k^2 - km^2. K est le nombre d'onde et vaut la pulsation divisée par la vitesse du son. km est le nombre d'onde du mode m.

On constate ainsi que quand on balaye toutes les fréquence (k qui varie), le dénominateur devient nul quand la fréquence correspond à celle d'un mode (k=km). Dans ces conditions la réponse devient infini (cette formule ne comporte pas d'amortissement). On est en présence du mode.

Pour qu'un mode n'apparaisse pas, il faut qu'a sa fréquence le numérateur soit également nul. C'est tout à fait possible et fonction des valeurs de r0 et r. En plaçant judicieusement la source et le microphone on peut supprimer l'apparition des modes.

Si maintenant, je place la source au point x=0,y=0 et z=0 (un coin de la pièce). Alors la propriété des fonctions cosinus font que la valeur ψ(r0) vaut 1 quel que soit nx, ny et nz. Elle ne s'annule jamais. Et si de plus je place le microphone au coin opposé x=lx, y=ly et z=lz alors ψ(r0) vaut également 1 quel que soit nx, ny et nz. C'est également vrai si je place le microphone dans n'importe quel coin.

Autrement dit, en plaçant la source dans un coin et le microphone dans un autre coin, les fonctions ψ(r),ψ(r0) ne s'annulant jamais, j'aurais la présence de tous les modes. On en déduit que les coins sont des zones de pression maximale.

Je rejoins ensuite JIM : en plaçant des absorbants dans les coins on amorti à la fois les modes axiaux dans les trois directions.

[jlo]

Merci Jean, mais il était déjà clair pour tout le monde que tous les modes sont présents dans les coins, je l'avais déja précisé dans mon message de départ. La question n'est pas là.
La question que je pose est : pourquoi absorber dans les coins a-t-il un effet à la position d'écoute, en particulier sur les modes axiaux ?

[Jean Fourcade]

Salut Jean-Luc,

Je ne comprends pas bien ta question en fait. Il me semble que dès que tu places un absorbant dans une pièce, quel qu'en soit l'endroit, tu amortis des modes. Il y a donc un effet à la position d'écoute.

[jlo]

Question de béotien, les modes étant l’accumulation de sommes de réflexions diverses, l’angle de la première réflexion est-il le seul à considérer ?

Il est souvent plus simple de considérer les sources-images et on voit que les angles des sources-images sont différents.

Exemple, un mode axial montre aussi plus de pression dans l’angle, pourquoi ?

Non, c'est la même pression sur toute la ligne parallèle aux murs correspondant à ce mode.

[JIM]

La question que je pose est : pourquoi absorber dans les coins a-t-il un effet à la position d'écoute, en particulier sur les modes axiaux ?

Je ne vois pas top où tu veux en venir.
Les explications précédente répondent suffisamment à la question pour moi mais tu dois avoir autre chose à l'esprit.

[jlo]

Je ne vois pas top où tu veux en venir. Les explications précédente répondent suffisamment à la question pour moi mais tu dois avoir autre chose à l'esprit.

Non désolé mais je n'ai pas vu la moindre explication physique :
- juste que tous les modes sont présents dans les coins, tout le monde le sait
- si on met de l'absorbant sur une partie des murs parallèles, on amorti les modes axiaux même ceux qui ne sont pas en face des absorbants: est-ce vrai et si oui pourquoi ?

Comme il a été dit qu'un dessin vaut mieux....
Une onde plane entre deux parois parallèles va créer des modes axiaux mais l'amplitude de ces modes ne dépend pas de la taille de ces parois (heureusement sinon il faudrait faire des tubes de Kundt dans les galeries de métro). Donc si on supprime la partie en pointillé des parois ou si on absorbe totalement à ces endroits, les modes au centre ne vont pas changer, ni en fréquence, ni en amplitude.

C'est quoi l'erreur dans ce raisonnement ?

[Jean Fourcade]

Donc si on supprime la partie en pointillé des parois ou si on absorbe totalement à cet endroit, les modes au centre ne vont pas changer, ni en fréquence, ni en amplitude.

C'est quoi l'erreur dans ce raisonnement ?

Je dirai que ça ne va pas changer si la partie au centre est suffisamment grande en regard de la longueur d'onde du mode. Dans le cas contraire, il faudra prendre une moyenne du coefficient d'absorption entre la partie absorbante et celle qui n'absorbe pas ce qui changera l'amortissement du mode et son amplitude. Non ?

[jlo]

Je dirai que ça ne va pas changer si la partie au centre est suffisamment grande en regard de la longueur d'onde du mode. Dans le cas contraire, il faudra prendre une moyenne du coefficient d'absorption entre la partie absorbante et celle qui n'absorbe pas ce qui changera l'amortissement du mode et son amplitude. Non ?

C'est peut-être une possibilité pour estimer l'effet mais quelle en est l'explication physique ?

Je viens de voir qu'on peut illustrer le principe avec REW en simulant une pièce : placer un seul sub et se balader latéralement, on voit que les modes axiaux en longeur sont stables, au milieu de la pièce ou sur le mur du fond. On peut aussi changer la largeur de la pièce et voir que les modes axiaux de la longueur ne bougent pas.

[JIM]

Ok, je vois mieux.

Comme dit Jean et c'est indiqué dans les livres d'acoustique, la réflexion n'est spéculaire que si les dimensions de l'obstacle sont deux fois plus grande que la longueur d'onde. Ordre de grandeur documenté que j'ai en tête.
Quand la longueur d'onde s'approche de la longueur de l'obstacle, il y a diffraction.

Ca, j'ai pu le vérifier en pratique dans ma salle au départ quand j'ai placé l'ensemble des guides de 0.8m de largeur (panneaux mdf de 19mm posé en biais sur la hauteur de la salle).
La base était absorbante au départ et l'ajout des guides a modifié la réverbération à partir 425Hz en devenant stable avec un maximum à partir de 850Hz. En dessous, c'était complétement transparent acoustiquement parlant et vu comme absorbant. J'y ai passé un moment pour trouver l'explication et cela a été corrigé depuis.

Pour avoir une onde plane qui ne s'amortisse pas dans le cas de ton dessin, il faut déjà de grande dimension.
Hors très grande salle, ce que tu exposes n'arrivera jamais.
Et ça n'arrivera jamais en grande salle également puisque le grave commence à devenir diffus.

Et en parlant de diffusion, je pressent que l'ensemble des modes interagissent un minimum, pas seulement les axiaux(beau bordel en 3d) si bien que si tu traites la où ils se retrouvent tous, tu auras forcément un effet partout.
Les modes autres qu'axiaux alimentent les modes axiaux et inversement.