HAL Id: jpa-00230588
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Submitted on 1 Jan 1990
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STABILITÉ DES CRITÈRES OBJECTIFS UTILISÉS EN ACOUSTIQUE DES SALLES
Xavier Pelorson, J.-P. Vian, J.-D. Polack
To cite this version:
Xavier Pelorson, J.-P. Vian, J.-D. Polack. STABILITÉ DES CRITÈRES OBJECTIFS UTILISÉS EN ACOUSTIQUE DES SALLES. Journal de Physique Colloques, 1990, 51 (C2), pp.C2-1101-C2-1104.
�10.1051/jphyscol:19902258�. �jpa-00230588�
ler Congres Français d'Acoustique 1990
STABILITE
DES CRITÈRES OBJECTIFSUTILISES
EN ACOUSTIQUE DES SALLESX. PELORSON, J.-P. VIAN et J.-D. POLACK*
Division Acoustique des Salles, Centre Scientifique et Technique du Fâtiment. 24 Rue Joseph Fourier, F-38400 Saint Martin d'fiéres, France
Laboratoire d'Acoustique de l'Universit6 du Maine, CNRS UA 1101, BP.
535, F-72017 Le Mans Cedex,'France
Résumé
-
Lors de la mesure de la qualité acoustique d'une salle au moyen de critères objectifs on observe souvent, pour certains d'entre eux, de très grandes variations. Celles-ci peuvent être expliquées non seulement par la position de mesure dans la salle mais aussi par la technique de mesure utilisée.Cet article présente une étude de l'influence de chaque élément de la chaîne de mesure sur le résultat final.
Abstract
-
While measuring the acoustical quality of a hall, using objective criterions, one can usually observe very large variations for some of them. These variations can be explained not only by the measurement position in the hall, but also by the measurement technique used.
This paper reviews,the influence of each element on the final result.
INTRODUCTION
L'evaluation de la qualité acoustique d'une salle est une chose bien difficile à réaliser. D'une part parce que les attributs subjectifs mêmes sont, ainsi que le montre un récent article de M. BARRON [l], pour la plupart encore mal définis, mais aussi, d'autre part, parce que l'évaluation objective (les mesures physiques) est également mal contrôlée. Nous disposons a l'heure actuelle d'une bonne trentaine de critères objectifs, la plupart étant plus ou moins fortement corrélés. Il est couramment reconnu que seuls cinq ou six d'entre eux sont réellement nécessaires.
S'il est vrai que l'on connait de mieux en mieux les corrélations de ces critères avec certains attributs subjectifs, on ne sait pas encore très bien interpreter les combinaisons de valeurs prises par ces différentes mesures dans une salle.
Le travail que nous avons réalisé a donc pour but, au moyen d'études systématiques, de déterminer dans les fluctuations observées lors de la mesure des critères objectifs quelle est la part des erreurs liées à la méthode de mesure et comment les minimiser, mais aussi quelle est la part de la position d'écoute dans la salle.
METHODE DE MESURA
L'obtention des critères objectifs repose essentiellement sur la mesure ou le calcul de la réponse impulsionnelle de la salle. Globalement toutes les
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19902258
C2-1102 COLLOQUE DE PHYSIQUE
méthodes de mesure reposent sur le même principe :
-
Excitation de la salle par une source sonore-
Enregistrement de la réponse de la salle-
Détermination de la réponse iinpulsionnelle.Tous les critères peuvent alors être calculés à partir de la réponse impulsionnelle.
Les méthodes de mesure utilisées différent essentiellement par le choix de la source sonore. Celle-ci peut être de type "impulsive" (révolver, claquoir, ballon ...) ou entretenue (bruit blanc, bruit rose, "sweep"). Dans la pratique il est très difficile de créer et surtout de contrôler une impulsion très brève présentant suffisamment d'énergie pour exciter uniformément une salle et ce de façon répétable. Le système de mesure que nous utilisons est basé sur l'émission d'un signal de support temporel plus important : une (ou plusieurs) séquence de bruit binaire pseudo-aléatoire de longueur maximum. La réponse impulsionnelle n'est alors pas accessible directement mais est calculée par intercorrélation au moyen de la transformée d'HADAMARD. Ce système, implanté sur un ordinateur de type PC portable, présente en outre l'avantage d'être très rapide (10 s pour 32000 points).
MESURES
Dans le but d'évaluer l'influence de chaque élément de la chaine de mesure, nous avons effectué un grand nombre d'acquisition de réponses impulsionnelles dans plusieurs salles et configurations différentes. Les paramètres particulièrement étudiés sont les suivants :
-
Precision du calcul des critères,-
Influence du microphone,-
Influence du système de reproduction (enceinte acoustique...
)-
Influence de faibles déplacements de la source sonore ou du microphone.REPETABILITE
Avant toute étude quantitative, il est essentiel d'évaluer le degré de répétabilité des mesures effectuées. Les fig. 1 et 2 présentent deux exemples de résultats pour les critères EDT (Early Decay Time) et Clarté 80 ms.
INFLUENCE DE LA METHODE DE CALCUL DES CRITERES
La comparaison des résultats obtenus par deux méthodes de calcul differentes a permis de mettre en évidence l'importance de la précision du calcul numérique des critères.
Par exemple, calculer des critères basés sur une intégration du carré de la réponse impulsionnelle (Clarté 80 ms, fraction d'énergie latérale
...
)suppose que l'on puisse déterminer exactement la valeur de la réponse impulsionnelle sur les bornes d'intégration. Dans la pratique, nous sommes tributaires d'une certaine résolution temporelle qui parfois ne permet pas d'obtenir la valeur désirée de la réponse impulsionnelle. La fig. 3 présente l'effet non négligeable d'une telle imprécision (ici de 8 ms) sur le critère Définition 50 ms (D50). Dans ce cas, un compromis peut être trouvé très simplement en réalisant une interpolation.
INFLUENCE DU TYPE DE MICROPHONE
Deux types de microphones ont été utilisés : l'un est un microphone de mesure (BK1/2" type 4155), l'autre un microphone de "studio" (Neumann TLM 1701).
critères restent en moyenne assez faibles (Fig. 4 et 5).
Les caractéristiques des deux microphones (réponse en fréquence, directivité ...) étant assez voisines, du moins dans la gamme de fréquence que nous utilisons (i.e de 125 Hz à 4 kHz), ce résultat était prévisible.
INFLUENCE DU SYSTEME DE REPRODUCTION
Trois systèmes ont été utilisés : deux enceintes acoustiques (ElectroVoice et Elipson) et un dodécahèdre de haut-parleurs réalisé en laboratoire.
Plus encore que tout autre paramètre, les différences observées selon le système de reproduction choisi sont parfois considérables. De façon plus précise, si les critères tels que le temps de réverbération, l'EDT, le STI
...
ne varient pratiquement pas, ce sont encore les critères basés sur l'évaluation d'un rapport d'énergie qui sont le plus affectés (cf. fig. 6).Il semble donc, en l'état actuel des choses, que changer de système de reproduction revient changer de situation de mesure pour ces critères. Ceci pourrait donc en partie expliquer les grandes différences que nous observons parfois sur ces critères en confrontant les mesures effectuées dans une même salle par des équipes différentes.
L'analyse des différences observées est délicate, il est en effet difficile de relier les caractéristiques physiques usuelles d'un haut-parleur aux critères acoustiques mesurés. Toutefois, il est évident que la directivité du système de reproduction est un paramètre important. Un système omnidirectionnel, par exemple, permettrait d'améliorer la répétabilité des mesures, l'orientation du haut-parleur par rapport au microphone n'ayant alors que peu d'importance.
INFLUENCE DE FAIBLES VARIATIONS DE LA POSITION DE LA SOURCE ET DU RECEPTEUR Ainsi que nous l'avons vu il est encore impossible, dans les variations observées en différents points d'une salle de déterminer quelle est la part du système de reproduction et quelle est la part de la salle elle-même.
Cependant, si l'on s'en tient à de faibles variations de positionnement du système source-récepteur, on peut raisonnablement estimer que les effets de directivité de la source sonore sont peut importants et il est fort intéressant d'étudier le comportement des principaux critères.
Les fig. 7 et 8 présentent 2 exemples obtenus pour les critères EDT et C80.
Ces résultats très proches de ceux obtenus par J.S. BRADLEY [ 2 ] , indiquent, compte tenu du degré de répétabilité de nos mesures, qu'une variation de plus de 10 cm de la source ou du récepteur entraîne une différence mesurable sur les critères objectifs.
CONCLUSION
Les travaux effectues ont permis de mettre en évidence des problèmes pratiques, lors de la mesure objective d'une salle, dont on ne trouve que peu d'écho dans la littérature spécialisée. Le choix de la source sonore semble en fait un critère essentiel de faibilité de la mesure. Cette étude a permis également de noter le caractère fortement instable de certains critères (clarté, définition ...) par rapport à d'autres et dont la mesure, si elle est délicate à réaliser, n'en reste donc pas moins difficile à interpréter, les variations observées ne correspondant pas à une réalité subjective.
C2-1104 COLLOQUE DE PHYSIQUE
REFERENCES
Cl] BARRON, M. "Subjective Study of British Symphony Concert Halls"
ACUSTICA 66 (1988). 1.
[2] BRADLEY, 3. S. 6 HALLIVELL, R. E. " Accuracy and reproductibility of auditorium acoustics measures" Proc. IOA vol. 10, Part 2 (1988), 399.
dB
CBO
Frequence
Fig. 1
-
Mesures répétées de C 8 0...
...
12
...
... ...
EDT ... j ... ... ... ; ... 1
Fig. 2
-
Mesures répétées de L'EDTO C 0.z
I I
s I
P d
EDT W
-
NewannOJ
Hz
... ...
... + ... ; ... 2 ; :
... ... 4 ... i ... & ... <
Fi,g. 3
-
E f f e t de l ' i m p r é c i s i o n de 8 ms Fig. 4-
I n f l u e n c e du t y p e de microphone s u r L ' é v a l u a t i o n d u c r i t è r e D50. s u r L'EDTO, I
Hz 126 260 600 1k Zk 4k
F'requence Hz
F i g. 5
-
I n f Luence d u t y p e de microphone s u r DSO.S
EDT
0.4 ... i ... t ... i ...
... ... ... ...
0.2 : ; : !
O
126 260 600 1k Zk 4k Hz
Frequence
-. . - -
Fig. 6
-
I n f l u e n c e du système de r e p r o d u c t i o n s u r C 8 0 .dB
CBO
Frequence
Fig. 7
