Conférence AES/SFA – 29 janvier 2014

Le mercredi 29 janvier, au siège de francetélévisions à Paris, la SFA et l’AES france organisent, dans le cadre de la semaine du son, une journée de conférences sur le thème de la sonorisation des espaces clos.

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Sonorisation des espaces clos : défis et solutions

L’accès est gratuit dans la limite des places disponibles, avec priorité donnée aux membres AES et SFA : formulaire d’inscription

Voici le programme et les conditions d’accès à cette journée.

Journée d’étude organisée à francetélévisions par la section française de l’AES et le groupe spécialisé GTEA de la SFA

29 janvier 2014 – francetélévisions, petite salle de projection et foyer

7, esplanade Henri de France, Paris 75015

Accès direct : RER C – station Boulevard Victor, Tram T3 – station Pont du Garigliano

Accès à pied – 400 m : Métro stations Balard (ligne 8) et Exelmans (ligne 9).

 

 

Programme de la journée

10h15 : Accueil

10h30 : Philippe Herzog (LMA, Marseille) :

Interaction entre un système de sonorisation et une salle

La reproduction sonore en espace clos associe deux problèmes acoustiques : celui du rayonnement des sources, et celui de la réponse de l’environnement sonore. De plus, le local et les sources n’ont pas des comportements indépendants. Grâce aux technologies disponibles aujourd’hui, différentes approches permettent de gérer leur interaction : modification active de la réponse du local, égalisation du système de reproduction (dans une zone plus ou moins grande de l’espace), ou modification du couplage source/salle via un contrôle de la couverture spatiale de diffusion. L’exposé présentera quelques idées générales sous-jacentes, en introduction des présentations plus ciblées qui suivront.

 

11h00 : Hervé Lissek (LEMA, EPFL, Lausanne)

Egalisation acoustique des salles aux basses-fréquences : état de la technique et perspectives

Les problèmes d’acoustique, dans les salles destinées à la restitution sonore, se traitent selon deux formalismes distincts: la théorie des champs diffus, ou acoustique de Sabine, traitant du phénomène de réverbération, et l’acoustique ondulatoire, ou théorie modale, dans les basses fréquences (pour des longueurs d’onde de l’ordre des dimensions de la salle). Le comportement modal d’une salle se caractérise par l’apparition de variations importantes dans l’expression du champ acoustique, particulièrement aux fréquences de résonance dépendant des dimensions de la salle, généralement de l’ordre de quelques dizaines de Hertz, jusqu’aux moyennes fréquences (fréquence de Schroeder). Alors que les techniques de correction acoustique permettant de corriger certains des problèmes liés à la réverbération sont désormais connues et maîtrisées, les moyens d’égalisation dans les basses fréquences sont très limités, pour ne pas dire inopérant. Malheureusement, les problèmes de diffusion sonore liés au comportement modal des salles sont nombreux et affectent par bien des aspects la qualité de restitution dans les basses fréquences: irrégularité de la réponse en fréquence affectant la restitution du timbre des instruments, détérioration selon la position des sources et du point d’écoute, modulation de la forme d’onde restitution selon le facteur de qualité des modes ou la coïncidence fréquentielle de certains modes propres, etc.

Cette présentation fait un tour des différentes techniques de l’état de l’art permettant une correction des phénomènes liés au comportement modal aux basses fréquences, en mettant l’accent sur des techniques innovantes utilisant des techniques de contrôle électroacoustique semi-actif ou actif. Des exemples de réalisations pratiques seront proposées et leurs performances seront discutées.

 

11h30 : Alexandre Houdouin, Stéphane Durand, Borys Shchukin, Maryna Sanalatii, Emile Martincic, Nourdin Yaakoubi, Elie Lefeuvre and Yves Auregan (LAUM,LUNAM,IEF) :

Caractérisation d’un réseau de micro-haut-parleurs électrodynamiques utilisé comme paroi acoustique absorbante.

La réduction du bruit dans les transports est aujourd’hui un enjeu sociétal. Dans cette lutte contre le bruit, le programme ACARE prévoit une diminution de 10% du bruit des avions d’ici 2020. Les transports aériens constituent donc une cible particulière, avec des contraintes drastiques de poids et d’encombrement inhérentes à des soucis de consommation. Les technologies de lutte contre le bruit actuellement utilisées sont des parois acoustiques constituées d’une structure multicouche nid d’abeilles – tôle perforée se comportant comme un réseau de résonateurs de Helmholtz qui montrent leurs limites en basses fréquences. Les travaux présentés constituent un premier jalon visant à montrer la faisabilité d’une utilisation de parois acoustiques légères et de faible encombrement, capables d’atténuer le bruit y compris à basses fréquences grâce à des réseaux de micro-haut-parleurs utilisés comme absorbeurs électrodynamiques. Sur la base des travaux de Lissek et Boulandet, un premier démonstrateur a été réalisé à l’aide de micro-haut-parleurs du commerce, préfigurant le second dispositif qui inclura quant à lui des micro-haut-parleurs développés en technologie MEMS. Contrairement aux versions commerciales qui présentent un maximum d’efficacité autour de leur premier mode de résonance situé vers 1 kHz, les MEMS, avec un premier mode voisin de 400 Hz devraient être plus efficaces en basses fréquences.

La mesure des caractéristiques des micro-haut-parleurs utilisés (Visaton K16 – 50 ohms) permet de calculer l’impédance électrique de shunt permettant d’obtenir une absorption acoustique optimale. Les résultats expérimentaux obtenus pour une paroi de 100 mm de diamètre portant 7 micro-haut-parleurs (représentant 12% de surface couverte) sont présentés pour différents shunts (circuit ouvert, court-circuit, impédance négative) et comparés au modèle analytique prenant en compte les impédances mutuelles de couplage entre les haut-parleurs. Un coefficient d’absorption de 0.31 a été obtenu pour une mesure en tube de Kundt sous incidence normale à une fréquence voisine de la fréquence de résonance des micro-haut-parleurs du commerce.

12h00 : Discussion conférences du matin

12h30-14h30 : repas à prendre à l’extérieur

14h30 : Xavier Meynial (Active Audio) :

Sonorisation des environnements acoustiques difficiles

L’intelligibilité des voix peut devenir difficile lorsque le bruit de fond et / ou la réverbération d’une salle est importante. On présente ici les différentes techniques permettant d’obtenir une bonne intelligibilité des messages diffusés par une sonorisation dans ces conditions acoustiques difficiles. Ces techniques sont largement axées sur le contrôle de la directivité des haut-parleurs, et en particulier au moyen de réseaux de haut-parleurs (line arrays). La problématique du confort sonore des auditeurs est aussi abordée. Les problèmes rencontrés dans le cas de sonorisation « live » (càd avec retour haut-parleurs → micros) sont présentés, ainsi que les solutions à ces problèmes, notamment à l’aide du traitement de signal.

 

15h00 : Benjamin Duval (Trinnov)

Optimisation des systèmes de diffusion sonores dans les studios les salles de cinéma et les environnements domestiques

De nombreux paramètres peuvent altérer une diffusion sonore : la qualité des haut-parleurs, la forme de la pièce, ses matériaux, etc. Pour garantir une écoute de qualité, il peut cependant être nécessaire de garantir une acoustique maîtrisée. Le principe des outils de correction active d’acoustique pour les systèmes de diffusion est simple : mesurer la réponse impulsionnelle de la salle, et en déduire les corrections à appliquer au son lors de sa diffusion pour permettre de contrecarrer les effets perturbateurs. Tous les défauts ne sont pas corrigibles, mais un certain nombre de paramètres peuvent être efficacement contrôlés. La qualité de la correction repose sur la qualité de la mesure, mais aussi sur le type de filtres utilisés pour la compensation. Les solutions que Trinnov Audio propose sont basées sur une analyse 3D du champ acoustique, et la correction utilise plusieurs types de filtres pour tirer parti des caractéristiques de chacun. Il est en outre possible de combiner plusieurs mesures pour optimiser l’acoustique d’une zone étendue et non d’un seul point. Cet exposé proposera un panorama des possibilités et des méthodes offertes.

 

15h30 : Etienne Corteel (Sonic Emotion)

Reproduction sonore par contrôle de champ en espace clos

La reproduction de champ sonore est un domaine qui est développé depuis environ vingt ans mais n’est sorti des laboratoires que récemment et commence à trouver des utilisations concrètes dans les applications professionnelles et grand public. La reproduction de champ sonore permet de résoudre le problème majeur des techniques de spatialisation traditionnelles (stéréophonie à deux canaux et ses dérivés : 5.1 et 7.1) qui ne peut reproduire avec précision les propriétés spatiales de scènes sonores que dans une zone d’écoute très restreinte. La reproduction de champ sonore permet d’augmenter la taille de la zone d’écoute à l’ensemble de la pièce, fournissant ainsi une réelle expérience collective .
Cette présentation donnera un aperçu des technologies de reproduction de champ sonore existantes et une analyse de leur applicabilité dans des situations réelles. On abordera également la question de l’interdépendance entre la description de la scène sonore utilisée (format audio) et les techniques de reproduction. Diverses applications sont examinées allant de la sonorisation, à la musique électronique en club en passant par les barres de sons pour le grand public, autant d’applications où la reproduction de champ sonore est déjà mise en œuvre.

 

16h00 : P. Herzog, J.C. Le Roux, N. Poulain, N. Saggini (LMA, CTTM)

Cabine d’essais en fatigue acoustique

Un centre d’assemblage, intégration et test de petits satellites basé à l’étranger a identifié le besoin de s’équiper d’un moyen d’essais en fatigue acoustique pour des satellites. Ce moyen d’essais doit être une alternative aux grandes salles réverbérantes habituellement utilisées pour valider la capacité des satellites à supporter les niveaux de bruits très élevés auxquels ils sont soumis dans la coiffe du lanceur lors du décollage. Des contraintes spécifiques d’encombrement, de mise en œuvre et de fiabilité doivent être satisfaites : aucun génie civil n’est autorisé, et le moyen d’essai doit assurer une cadence d’un satellite par semaine.

La solution proposée est une cabine équipée d’un grand nombre d’actionneurs électrodynamiques, instrumentée par un maillage de microphones enveloppent le satellite, et montée dans une enceinte isolante. Les actionneurs sont composés de haut-parleurs du commerce (COTS) logés dans des enceintes dimensionnées sur-mesure pour générer des niveaux élevés.

Le faible volume de la cabine occasionne un champ fortement modal, incompatible avec les exigences d’homogénéité autour du satellite. Des techniques de contrôle modal et d’égalisation de champ sont mises en œuvre en complément du dispositif d’excitation pour assurer l’homogénéité du champ acoustique dans le volume.

L’absorption acoustique apportée par les nombreuses sources et le spécimen à tester gêne à la fois l’obtention des niveaux élevés et de l’homogénéité requise, en réduisant le temps de réverbération et en repoussant la transition d’un champ modal à un champ statistique vers les hautes fréquences.

Une solution est apportée via la multiplication des canaux et la spécialisation des sources aux moyennes fréquences.

 

16h30 : Manuel Melon (CNAM, Paris) et Philippe Herzog (LMA, Marseille)

Systèmes hybrides actifs/passifs pour le contrôle simultané de l’absorption et de l’isolement acoustiques

Les matériaux absorbants hybrides actifs/passifs permettent d’obtenir de bonnes performances d’absorption sur une large plage fréquentielle. L’étape suivante consiste à concevoir des systèmes assurant à la fois une bonne absorption et un bon isolement acoustique. Ces systèmes trouveraient des applications potentielles dans les domaines du bâtiment ou des salles de spectacles. Dans ce but, un prototype hybride actif/passif à contrôle local composé de deux haut-parleurs dont l’un est placé à l’arrière d’une couche poreuse a été étudié afin de valider la faisabilité d’un contrôle simultané des coefficients de réflexion et de transmission. La qualité du contrôle obtenu est étudiée en incidence normale à l’aide de simulations numériques et de mesures dans un tube à ondes guidées. Cette première étude unidimensionnelle est ensuite étendue au cas du rayonnement dans un espace à trois dimensions. Les résultats obtenus ont permis de définir une géométrie permettant d’optimiser le contrôle apporté par une cellule.

17h00 – 18h00 : Discussion conférences de l’après midi

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