E7 Acoustique des salles et perception de la parole

Topique

Lorsqu'une source sonore émet un son dans une pièce fermée, une partie de la pression acoustique qu'elle produit atteint directement l'auditeur, sans toucher aucune surface : c'est le son direct. Le reste de cette pression acoustique frappe les surfaces de la pièce (murs, plafond, sol et autres objets présents) et se réfléchit dans différentes directions, générant des réflexions qui finissent elles aussi par atteindre l'auditeur, mais par des trajets plus longs et à des moments différents de ceux du son direct.

Chaque réflexion qui rebondit sur une surface de la pièce en frappe une autre et génère à son tour une nouvelle réflexion, et ainsi de suite, jusqu'à ce que la pression acoustique initialement produite par la source sonore atteigne l'auditeur simultanément de toutes les directions. Il devient alors impossible de distinguer la surface d'origine de chaque réflexion. Cet état, dans lequel la pression acoustique réfléchie remplit la pièce uniformément dans toutes les directions, est appelé champ sonore diffus. Tant que la source sonore continue d'émettre du son, le champ diffus persiste. Cependant, dès que la source sonore cesse d'émettre, la pression acoustique du champ diffus ne disparaît pas immédiatement : elle continue de se réfléchir et de perdre progressivement de l'énergie à chaque nouvelle réflexion, une atténuation progressive appelée réverbération.

La vitesse à laquelle la réverbération s'atténue dépend de la quantité de pression acoustique absorbée par les surfaces de la pièce à chaque réflexion, au lieu de la réfléchir. Plus les surfaces de la pièce sont absorbantes, moins l'énergie survit à chaque réflexion et plus la réverbération s'atténue rapidement. À l'inverse, les surfaces très réfléchissantes, comme le verre ou le béton nu, permettent à la réverbération de s'atténuer beaucoup plus lentement. L'unité de mesure qui décrit cette vitesse d'atténuation est appelée temps de réverbération : le temps nécessaire pour que la réverbération perde suffisamment d'énergie pour que son niveau chute de soixante décibels par rapport au niveau qu'il avait juste avant que la source sonore ne cesse d'émettre.

Lorsqu'une personne parle dans une pièce à forte réverbération, la réverbération d'une syllabe n'a pas encore fini de s'estomper lorsque le son direct de la syllabe suivante arrive. Il en résulte un chevauchement temporel au niveau de l'oreille de l'auditeur. Ce chevauchement comble les brefs silences qui séparent normalement les syllabes et atténue les variations d'intensité rapides qui les distinguent, réduisant ainsi l'intelligibilité de la parole de la même manière que le bruit de fond. Cependant, dans ce cas, c'est l'environnement acoustique de la pièce lui-même qui génère les interférences.

Pour quantifier l'impact de la réverbération sur l'intelligibilité de la parole dans une pièce, ce modèle permet de simuler l'indice de transmission de la parole : une mesure de la part des variations d'intensité rapides, caractéristiques de la parole et que la réverbération tend à atténuer, qui subsistent après la traversée de la pièce. Un indice de transmission de la parole proche du maximum indique que les variations rapides d'intensité parviennent à l'auditeur presque intactes, tandis qu'un indice faible indique que la réverbération les a tellement atténuées que l'intelligibilité de la parole est compromise. Ce même modèle nous permet de simuler, pour différentes utilisations d'une salle (salle de concert, salle de classe, auditorium de conférence), le temps de réverbération optimal : suffisamment court pour ne pas nuire à l'intelligibilité de la parole lorsque cela est important, ou suffisamment long pour enrichir le son de la musique lorsque l'utilisation de la salle le permet.

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