[Notions de base de l'acoustique]
Une "bonne acoustique" dépend d'un grand nombre de paramètres et toujours de l'utilisation prévue de la pièce dont l'acoustique doit être optimisée. Pour pouvoir reconnaître et améliorer les propriétés acoustiques d'une pièce, il faut donc non seulement tenir compte des principes physiques de l'acoustique, mais aussi de la perception subjective du son et de différents phénomènes acoustiques. Le "Petit abécédaire de l'acoustique" sert à donner un aperçu des principales notions acoustiques de base dont il faut tenir compte pour choisir les matériaux corrects.
[L'audition]
Notre oreille est capable de ressentir les variations de la pression de l’air provoquées par un son. Un évènement sonore est caractérisé par sa fréquence ƒ, exprimée en Hertz (Hz ). L’oreille humaine est capable de percevoir les fréquences allant d’environ 20 à 20 000 Hz. Pour la planification d’un projet d’amélioration acoustique, tous les paramètres doivent être considérés en fonction de la fréquence.
Peu de sources sonores sont capables de couvrir la totalité de la gamme de fréquences. Par exemple, la voix se concentre sur une gamme de fréquences allant d’environ 125 Hz à 8 kHz. Cette étendue est donc particulièrement importante dans le domaine de l’acoustique. Un évènement sonore doit tout de même avoir un certain volume pour pouvoir être perçu par l’oreille humaine. On parle de seuil d’audition, qui dépend lui aussi de la fréquence. L’oreille humaine est sensible aux sons entre 500 Hz et 4 kHz. Les sons aux fréquences les plus basses (inférieures à 100 Hz) ne sont perçus qu’à un volume élevé.
[Le niveau de pression acoustique]
Le volume d’un évènement sonore peut être déterminé par le biais de la pression acoustique exprimée en Pascal (Pa). L’oreille humaine peut percevoir une très large gamme de variations de pression de l’air. Entre le seuil d’audition (environ 20 μPa) et le seuil de douleur (environ 20 Pa), il y a un facteur de 1 : 1 000 000. Le tableau ci-dessous donne un aperçu général du rapport entre le niveau de pression acoustique et le seuil d’audition, ce dernier étant le volume sonore réellement ressenti par l’oreille humaine (exprimé en dB).
[Différents niveaux de pression acoustique]
| Niveau de pression acoustique [Pa] | Seuil d'auditionPA[dB] | |
| 20,0 | 120 | Avion à 100m de distance (seuil de douleur) |
| 2,0 | 100 | Marteau-piqueur, concert de rock |
| 0,2 | 80 | Rue passante, cri |
| 0,02 | 60 | Télévision, conversation normale |
| 0,002 | 40 | Bruits de fond de bureaux avec ventilation, chuchotement |
| 0,0002 | 20 | Chambre à coucher calme, studio |
| 0,00002 | 0 | Seuil d’audition |
[Acoustique du bâtiment vs. acoustique intérieure]
L’étude de l’impact du son sur l’Homme dans un espace fermé nous permet de distinguer les cas de figure suivants :
| Cause | Domaine | Solution |
| Un son gênant de l’extérieur se propage à l’intérieur d’une pièce | Acoustique du bâtiment | Isolation ou atténuation acoustique |
| Propagation gênante du son à l’intérieur d’une pièce | Acoustique intérieure | Correction ou absorption acoustique |
Dans le domaine de l’acoustique du bâtiment, la problématique consiste à empêcher l’introduction du son dans un espace fermé : on parle donc d’isolation acoustique. L’acoustique intérieure, par contre, traite des questions liées à la propagation du son à l’intérieur d’espaces fermés. Elle étudie des solutions permettant d’optimiser la propagation du son par le biais de mesures d’absorption, de réflexion ciblée ou de diffusion.
[Le temps de réverbération]
La valeur la plus importante dans le cadre de l’acoustique intérieure est le temps de réverbération (TR). Cette valeur décrit la durée de l‘amenuisement complet d‘un événement sonore. Comme il est impossible de mesurer le silence total dans une salle (à cause d‘un niveau de bruit de fond toujours présent), il a été décidé de définir le temps de réverbération comme une durée en secondes, pendant laquelle un évènement sonore perd -60 dB par rapport à son niveau initial (temps de réverbération 60 = TR60 ).
Lorsqu’un évènement sonore se produit dans une pièce, les ondes sonores se propagent de façon plus ou moins sphérique dans cette pièce en fonction de l’orientation de la source sonore. Ainsi, seule une petite partie de l’énergie sonore atteint directement l’auditeur. Une grande partie de l’énergie sonore atteint l’auditeur avec un certain retard à cause de la réflexion du son sur les différentes surfaces de la pièce.
Plus il y a de surfaces dures dans la pièce et plus son volume est grand, plus l’onde sonore est réfléchie et plus l’auditeur est atteint par ces répercussions. On dit que le temps de réverbération est long. Le temps de réverbération peut être régulé grâce à l’utilisation de surfaces absorbantes.
Les temps de réverbération doivent être différents en fonction du volume et de l’utilisation de l’espace.
[L'absorption acoustique]
Pour réduire la réverbération dans une salle, il est possible de l’équiper de matériaux absorbants (textiles, mousses, etc.).
L’énergie acoustique heurtant ces matériaux y est transformée - par le biais d’effets de friction et de diffraction - en chaleur, elle est pour ainsi dire « absorbée ». Les absorbeurs à membrane ou absorbeurs de Helmholz, qui absorbent l’énergie sonore selon un principe physique différent, sont moins fréquemment utilisés.
La faculté d’absorption acoustique d’un matériau est indiquée par la valeur sans unité de mesure α (degré d’absorption acoustique) :
- α = 1 : 100% d’absorption
- α = 0 : 100% de réflexion
La faculté d’absorption acoustique d’un matériau varie fortement en fonction des fréquences, raison pour laquelle α doit être mesuré et indiqué en tant que αs (degré d’absorption acoustique variable selon les fréquences). Pour comparer rapidement les qualités d’absorption de différents matériaux, une valeur pondérée αw est annoncée (calculée selon la norme ISO 11654). Ainsi, il est possible de parvenir à une classification des caractéristiques d’absorption d’un matériau et lui attribuer une « catégorie d’absorption acoustique » :
Le degré d’absorption acoustique varie en fonction de la configuration d’essai choisie. Les mesures d’absorption acoustique ne peuvent donc pas être fournies seules : elles doivent toujours être interprétées en fonction de la configuration au moment du test.
Nous mesurons les valeurs acoustiques de nos rideaux avec une distance au mur de 100 mm,
ainsi qu’avec 0% et 100% d’ampleur.
| Catégorie d'absorption acoustique | αwPlage de valeurs |
| A | 0,90 – 1,00 |
| B | 0,80 – 0,85 |
| C | 0,60 – 0,75 |
| D | 0,30 – 0,55 |
| E | 0,15 – 0,25 |
| Non classifié | 0,00 – 0,10 |
[Résistance au passage de l'air]
Comme évoqué précédemment dans la partie relative à l' absorption acoustique ", celle-ci est possible lorsque l’onde sonore heurte un matériau poreux. Ainsi, par le biais d’effets de friction et de diffraction, elle est absorbée. Pour permettre cet effet de friction, la résistance au passage de l’air doit se situer entre 500 et 1500 Pa s/m. Si cette valeur est inférieure, le matériau est considéré comme transonore. En revanche, si elle est supérieure, une grande partie du son est soit réfléchie, soit traverse le matériau sans être absorbée. La résistance au passage de l’air fournit des informations sur les propriétés acoustiques d’un matériau indépendamment de la configuration du site. Les propriétés acoustiques d’un composant doivent cependant toujours être interprétées en tenant compte de l’installation réelle (en mesurant le coefficient d’absorption acoustique).
[Isolation acoustique]
Dans le domaine de l’acoustique du bâtiment, l’indice d’affaiblissement acoustique permet de mesurer la réduction du bruit due à l’obstruction de la propagation des ondes sonores. Contrairement à l’absorption qui consiste à réduire la réflexion du son (et ainsi le temps de réverbération) dans un espace fermé, l’isolation acoustique a pour objectif d’empêcher l’introduction d’un son extérieur à l’intérieur d’une pièce. L’isolation acoustique dépend du poids et de la configuration des matériaux utilisés pour la construction.
L’indice d’affaiblissement acoustique R est exprimé en décibels, la même unité que le niveau de pression acoustique. Ici, le doublement de la pression sonore correspond à une augmentation de niveau mesurée de 6 dB. Le volume ressenti d’un son dépend de nombreux facteurs comme le temps d’exposition, la fréquence ou le spectre sonore. Perçu subjectivement, un doublement du volume correspond à une variation d'environ 10 dB.
