Acoustique des salles - Part 7 - Dispositifs d'absorption (Bass trap)

B – DISPOSITIFS d’ABSORPTION

1- Matériaux poreux ou fibreux

L’onde sonore, en pénêtrant dans lces matériaux, subit des frottements ainsi que des amortissements dûs aux déplacements de fibres légères. L’énergie sonore est convertie en énergie calorifique. Ces matériaux ont une efficacité réduite aux fréquences basses. Mais cette absorption croît avec l’épaisseur du matériau. L’efficacité est maximale avec les fréquences médium et aigues, proche de 100 %. Exemples de matériaux : textiles, moquettes, mousse, laine de roche, ou de verre.

Draperie en coton avec plis serrés :

On a un maximum d’efficacité à 1KHz

2- Diaphragmes ou résonateurs à membrane

Ce système est le plus efficace pour les fréquences basses. Ce sont des panneaux relativement légers et susceptibles de vibrer, comme le contreplaqué ou l’isorel, que l’on monte hermétiquement à une certaine distance d’une paroi (mur ou plafond par ex.). La distance entre diaphragme et paroi ainsi que la masse par unité de surface du matériau déterminent la fréquence de résonance du système à laquelle l’absorption est maximale.

On peut aussi réaliser des surfaces convexes afin de diffuser les ondes réfléchies.

L’énergie sonore est absorbée par flexion, un peu comme on amortit un ballon lancé un peu fort.

Pour améliorer le système, on colle au mur de la laine minérale afin d’améliorer l’absorption et d’éviter qu’une grande proportion du signal entré ne ressorte.

La fréquence d’absorption maximale est donnée par la formule :

M est la masse du matériau par m2, en Kg/m2 D est la distance paroi/diaphragme, en mètres

Si on veut exprimer d en cm, ce qui est le cas le plus courant, la formule devient :

Plus la masse ou la distance sont grands et plus la fréquence absorbée est basse.

Exemple : panneau de 10Kg/m2 posé à 5 cm d’un mur.

F = 600 / Rac.10x5 = 600 / 7,07 = 84,8Hz

Même panneau à 10 cm du mur : f = 60Hz

Remarque : Si on veut traiter la fréquence de 60 Hz, on peut jouer autant sur la masse/m2 que sur la distance, il suffit que m x d (cm) = 100 car racine de 100 = 10 et que 600 / 10 = 60

3- Resonateur Helmotz, dit bass-trap

C’est un système que l’on place spécifiquement en un ou plusieurs points qui posent des problèmes de fréquences basses. : dans les angles à proximité des enceintes, par exemple. Il s’agit d’un volume assez grand, de 1 à 3 m3, pouvant prendre la forme d’un boîte en bois ou en maçonnerie, qui est fermée comme une enceinte et communique àvec l’extérieur par une ouverture appelée col (ou évent).

La fréquence absorbée est donnée par la formule :

S = surface de la section du col, en m2

L = Longueur du col, en m V = volume du résonateur, en m3 54,24 = Vitesse du son (340 m/s) / 2 π

Cette formule est la même qui permet d’accorder une enceinte bass reflex à son boomer.

Après calculs faits sur l’enceinte JBL 4311 :

V = 56 l, D = 7,6 cm, L = 9,5 cm

On trouve 49,9Hz, c’est relativement cohérent quoique cela paraisse un peu bas.

Publié avec l'aimable autorisation de René KAMOUN