La note juste


L'acoustique & le son



Le son

    Le mot "son" n'est pas sans ambiguïté. D'une part, il désigne toute variation de pression se propageant dans l'air et capable d'impressionner notre oreille (c'est en ce sens que l'on parle de "vitesse du son") et, d'autre part, parmi ces variations de pression, il désigne spécialement celles qui sont périodiques, les autres étant arbitrairement qualifiées de "bruits". C'est cette seconde définition que retient en général le physicien.


La transmission des sons :

    On constate facilement qu'un corps ne peut émettre un son que s'il vibre. Ces vibrations sont des ondes mécaniques, qui affectent la matière ; elles sont transmises, par l'intermédiaire de l'air, au tympan, qui vibre à son tour et communique ses vibrations à la chaîne des osselets, puis de l'oreille interne, où aboutissent les ramifications du nerf auditif.

    Le son ne se transmet pas seulement dans l'air, mais, d'une manière générale, dans tous les milieux matériels (solides, liquides ou gaz). De par sa nature même, il ne se transmet pas dans le vide qui, par définition, ne contient aucune matière. La vitesse à laquelle il se propage dépend du milieu : dans l'air à 0°C, elle est de 331 m/s ; elle augmente, aux températures ordinaires, de 0,6 m/s environ pour une élévation de température de 1°C. Dans les autres gaz, la vitesse de propagation du son est du même ordre de grandeur (quelques centaines de m/s). Dans les liquides, elle est toujours de l'ordre du km/s : 1435m/s dans l'eau à 8°C. Dans les solides, elle est de quelques km/s (5km/s pour l'acier).


Les caractéristiques du son :

Les sons se distinguent entre eux par :

  • la hauteur, qualité qui fait distinguer un son grave d'un son aigu. La hauteur du son est liée à la fréquence des vibrations de la source sonore. Les sons aigus sont dus aux mouvements vibratoires de fréquence élevée, les sons graves aux mouvements de basse fréquence. Toutefois, l'oreille humaine ne peut percevoir les sons dont les fréquences sont comprises entre 16 Hz (Do) et 20000 Hz (Ré) environ (qui peut varier en fonction des individus), soit une dizaine d'octaves.
  • l'intensité, qualité qui fait distinguer un son fort d'un son faible. L'intensité est liée à l'amplitude des vibrations sonores. Toutefois, l'oreille ne peut percevoir un son que si cette amplitude a une valeur minimale. L'intensité minimale correspondante s'appelle "seuil de l'audibilité". Si, au contraire, on fait accroître progressivement l'amplitude des vibrations sonores, l'audition fini par devenir extrêmement pénible. L'intensité se mesurant en décibels (acoustiques), si le seuil de risque se situe vers 90 dB(A) (A savoir que dans un local de répétition, l'intensité sonore peut être de l'ordre de 95dB(A) à 105dB(A), et d'environ 105 dB(A) pour un concert ou une discothèque), le seuil correspondant à la limite insupportable pour l'oreille est appelée "seuil de douleur" : 120 dB(A). Si la dose de son tolérable est dépassée régulièrement, les plus sensibles peuvent être sujets à une surdité précoce, aux acouphènes, à l'hyperacousie... (pour en savoir plus : www.agi-son.org.)
  • le timbre, qualité qui fait distinguer deux sons émis par deux instruments différents. Si le son est "musical", au sens acoustique du terme, c'est-à-dire créé par un mouvement vibratoire périodique, on montre qu'il peut être considéré comme la superposition des sons, simples harmoniques dont les fréquences sont des multiples entiers de la fréquence d'un son de base appelé "fondamental". Le timbre d'un tel son dépend des intensités relatives des différents sons simples harmoniques qui les composent.

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Le local :

    La couleur et la texture sonore de votre instrument seront influencées selon la nature de votre local. Deux éléments principaux vont agir pour donner cette couleur : la réverbération du local (c'est surtout le temps et la couleur de la réverb qui comptent) et l'absorption de certaines fréquences du local. En effet, et ça peut être notable dans certains lieux, on remarque que certaines fréquences sont comme happées par les murs alors que d'autres semblent renforcées : émise dans une salle, l'onde sonore se déplace dans toutes les directions suivant les trois dimensions et parvient donc rapidement sur les différentes surfaces (murs, sol et plafond). Suivant sa fréquence et la nature des matériaux qu'elle rencontre, cette onde peut être soit absorbée, soit réfléchie partiellement ou totalement.

    Les fréquences aiguës étant davantage absorbées que les fréquences graves, il est indispensable d'équilibrer les capacités d'absorption et de réflexion de la salle lors de son traitement acoustique. En effet, en un endroit donné de la salle parvient non seulement le son direct (celui de la source), mais aussi le son réfléchi (celui lié aux multiples réflexions sur les parois). Lorsque le son réfléchi devient prépondérant sur le son direct, la salle est considérée comme très réverbérante : la diffusion sonore risque d'y être très désagréable.

    Le temps de réverbération (RT60 : cf. lexique musical) est donc un critère très déterminant pour caractériser l'acoustique d'une salle. Très faible, il donne à l'auditeur l'impression de se trouver dans une chambre sourde et celui-ci se sentira mal à l'aise dans un milieu qui ne lui est pas naturel. Très élevé, il rend un message musical confus et un message vocal inintelligible.

    Le micro percevra aussi ces caractéristiques et les transmettra à l'auditeur si vous enregistrez. Si vous amplifiez vos instruments par micro (et bien sûr pour le chant !), il est bien évident que cette influence du lieu sur le son sera d'autant plus sensible que le micro sera loin de l'instrument ou de l'ampli. Néanmoins, ne croyez pas pouvoir résoudre ce problème en le rapprochant de la source. D'une part parce que vous aurez toujours un peu de son ambiant, d'autre part parce qu'il faut toujours de "l'air" à une prise de son pour qu'elle respire et conserve le son naturel. Si vous enregistrez, n'oubliez pas que les micros reprendront les autres sources sonores (la guitare passera certainement dans le micro chant par exemple !), ce qui pourra produire l'avantage d'accentuer l'effet "live" de votre enregistrement, mais l'influencer négativement si cet effet est trop accentué par un instrument trop proche du micro chant par exemple...


Voici donc quelques trucs afin d'améliorer votre ordinaire :

Les matériaux :

    Le mieux est de jouer entre les tentures (rideaux, moquettes, mousse acoustique présentant sur une face un effet de vagues ou de petites pyramides, etc.) pour l'absorption des sons dans une salle trop réverbérante (en prenant soin de mélanger habilement ces matériaux absorbants aux matériaux réverbérants présents), et les boiseries (parquet, lambris, etc.) pour de belles résonances.

    De lourdes tentures placées à une dizaine de centimètres d'un mur produisent une excellente absorption des moyennes et des hautes fréquences. Des panneaux de contreplaqué de quelques millimètres sur lesquels on a fixé de la laine de roche, constituent d'excellents pièges pour les basses fréquences. Évitez béton et plâtre, ça donne rarement les résonances souhaitées ! Écoutez le son de votre local et rajoutez plus ou moins de ces deux types d'éléments précités pour obtenir un bon équilibre spectral et un bon compromis sonore. N'oubliez pas que les parallèles sont un des grands ennemis de l'acoustique, alors dispensez-vous de toute symétrie. Si un mur est recouvert de bois, celui qui lui fait face aura des tentures, par exemple. N'hésitez pas à rajouter vos éléments par petites touches et écoutez ce que cela donne.

Les formes :

    La forme idéale d'une salle est la forme non cubique, c'est-à-dire dans laquelle les trois dimensions ne sont pas les mêmes et dont les surfaces constituant les murs, le plafond et le sol sont de préférence convexes ou non parallèles.
Il faut donc éviter :
- les surfaces réfléchissantes parallèles, parce qu'elles peuvent engendrer des fréquences de résonance et leur série d'harmoniques (ondes stationnaires) ;
- les surfaces concaves cylindriques ou sphériques, parce qu'elles engendrent généralement un effet de focalisation provoquant des réflexions multiples et une concentration de l'énergie acoustique.

    Les deux choses à éviter absolument pour un local, si vous le destinez à la prise de son sont la tendance au slap-back (c'est-à-dire un écho rapproché et très prononcé) et les flottements. Dans ce cas, on a l'impression que certaines fréquences résonnent de part et d'autre des murs sans vouloir s'arrêter. Un bon truc (pas infaillible, certes, mais utile !) pour juger l'acoustique d'un local (son temps de réverbération), c'est de frapper une fois dans ses mains et d'écouter ce qui se passe (Vous pouvez pousser un cri bref...). Ça en apprend beaucoup sur les résonances du local... Cette méthode très empirique est d'ailleurs souvent utilisée par les chanteurs et les musiciens professionnels lors de leur prise de contact avec un lieu de concert.

    Sachez aussi que le nombre d'occupants d'une salle, ainsi que le nombre d'objets (ou de meubles), peut changer le temps de réverbération. À titre d'exemple, dans une église vide, le temps de réverbération peut être deux fois plus long que lorsqu'elle est pleine. En revanche, dans une salle bien conçue, le temps de réverbération reste sensiblement le même que la salle soit vide ou pleine.

Disposition du matériel :

    Les enceintes seront de préférence placées sur un pied (ou autre support), en assurant une couverture maximale vers les auditeurs, ce qui contrôlera au mieux les réflexions parasites. Dans le cas de l'utilisation d'un (ou plusieurs) caisson basse, celui-ci sera placé au niveau du sol ; cette position permettra de bénéficier d'une transmission des vibrations sonores par le sol et donc d'augmenter l'efficacité des enceintes d'environ 3 dB aux fréquences basses sans augmenter la puissance de l'amplificateur : c'est l'effet de sol.


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(Prochainement dans ce dossier, une étude sur les principaux matériaux isolant...)

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