ACOUSTIQUE 09 - Identifier les problèmes de basses dans son studio

Publié le : 14/04/2018 10:41:50
Catégories : ACOUSTIQUE , STUDIO

Dans le tutoriel précédent nous avons appris à créer une cartographie de la pression acoustique de son local, ce qui nous sera fort utile pour ce tutoriel, car ici, nous allons apprendre à identifier les problématiques des basses fréquences dans son studio.

LES REFLECTIONS

Dans un studio, la géométrie de la pièce à un impact considérable sur la restitution du son car les reflections du son sur les paroies de la pièce ont pour effet de détériorer la linéarité de restitution sonore lorsqu'elles ne sont pas maitrisées. Par conséquent, elles peuvent vous induire en erreur pour régler vos égaliseurs et vos autres appareils.

A) LES RESONANCES MODALES

Le premier problème qui découle de la réflexion du son sur les paroies de la pièce est la création de résonances modales, qui comme je l'expliquais dans le tutoriel sur les ondes stationaires, ont pour effet de créer des zones ou certaines fréquences seront augmentées en volumes et d'autres zones ou ces mêmes fréquences seront au contraire amoindries. 

B) LA REVERBERATION

De plus, la distance que parcours une reflection sonore pour atteindre les oreilles de l'auditeur est bien évidemment plus longue que celle parcourue par le son qui est directement émi par l'enceinte. Par conséquent cet autre phénomène crée un décalage de la phase du signal sonore et un effet de délai plus ou moins fort celon la distance parcourue, c'est ce que l'on appelle, la réverbération.

reverbération

Concrétement, et de façon chronologique, voilà ce qui se passe :

  1. le son est émi
  2. une partie va directement aux oreilles de l'auditeur
  3. une autre partie percute les paroies alentours et rebondissent
  4. certaines reflections se mélangent au son directement émi et créent des résonances modales
  5. parmis les reflections, une partie atteignent les oreilles de l'auditeur
  6. l'autre partie des reflections continue de rebondir sur les paroies avant d'atteindre les oreilles de l'auditeur ce qui rend le phénomène de réverbération de plus en plus audible.

1 - CONSTATER LES PROBLEMES DE RESONANCES MODALES DE SON STUDIO

Le test est très simple, il consiste a diffuser avec ses enceintes un balayage fréquentiel pour l'écouter à une position précise et constater les différentes résonances modales de la pièce.

Pour se faire, vous pouvez utiliser un plugin permettant de générer une sinus dans votre logiciel séquenceur audio ou utiliser directement un générateur en ligne comme celui disponible en cliquant sur ce lien.

Normalement, lorsqu'il n'y a aucun problème dans la pièce d'écoute, vous devriez pouvoir écouter le balayage fréquentiel de la sinus sans différence de volume. C'est à dire que vous ne devriez pas avoir l'impression que le volume sonore baisse ou augmente lors du balayage des fréquences.
Malheureusement, sans traitement acoustique radical, il est impossible que se soit le cas.

De plus en vous dépalçant dans la pièce, vous pouvez constater qu'il y a des zones ou une fréquence peu paraitre très forte en volume et une autre zone, où cette même fréquence parait comme très faible. Si l'impression d'un volume très fort et très faible d'une même fréquence peu se faire sentir en ne se dépaçant que très légèrement, c'est que vous avez mis le doig sur une résonance modale de la pièce.

2 - IDENTIFIER LES FREQUENCES LES PLUS PROBLEMATIQUES

Pour cela, vous pouvez reproduire le test précédent pour noter sur une feuille de papier les fréquences que vous entendez à un volume trop fort ou au contraire à un volume trop faible.

Cependant, vous le constaterez, ce test n'est pas forcément le plus pratique à réaliser, car il n'est pas simple de juger les fréquences les plus basses ou les plus élevées sans moyen de comparaison. C'est pourquoi la réalisation d'une cartographie de la pression acoustique de sa pièce est indéniablement la meilleure solution pour identifier de la façon la plus précise qui soit les fréquences problématiques de votre pièce.

Pour cela, si vous ne l'avez pas encore fait, je vous invite à suivre le tutoriel précedent qui explique précisément comment réaliser ce type de carte.
Ainsi, il vous sera aisé d'identifier parfaitement les fréquences qui résonnent le plus dans votre local malgré l'effort que cela demande.

pression acoustique

Ici, dans cet exemple, ca cartographie à pu permettre de détecter plusieurs résonances modales et parmis elles, la fréquence 54hz correspondait à un mode axial très problématique dans la pièce.

3 - DETERMINER LE NIVEAU DE REVERBERATION ACCEPTABLE

Dans les très grandes pièces, la réverbération est facile à identifier à l'oreille, car le décalage du son réverbéré est proportionnel aux dimensions de la pièce. Ainsi dans une cathédrale, tout le monde est capable de comprendre que lorsque vous claquez des mains, le son émi par le claquement continu de se propager bien après que vous ayez claquez les mains.

Par contre, dans une pièce plus petite, le phénoméne est plus difficile à identifier à l'oreille, car la réverbération est moins longue, mais cela ne veux absolument pas dire que le phénomène est moins fort ! Car dans les petites pièces la réverbération se couple avec le son émi de façon plus rapide et par conséquent augmente le volume sonore de façon considérable.

C'est pourquoi, au fil des recherches, les chercheurs, acousticiens et ingénieurs son se sont entendu pour reconnaitre des moyennes de réverbération acceptables pour une cabine de mixage, un cinéma, une salle de concert etc... Ces recommendations sont issues de calculs prenant en compte le volume de la pièce en question et s'exprime en RT60.

Le RT60 est le temps nécessaire à la réverbération pour décroitre de 60 décibels 

Aussi de façon générale, on recommande un RT60 de 300ms pour les studios d'enregistrement.

Cependant certain groupe d'acousticiens et ingénieurs son ont leur propre recommandations en la matière.
Ainsi, pour une cabine de mixage ayant une largeur de 3,01m, une longueur de 3,40m et une hauteur de 2,52m

L'European Broadcasting Union recommande un

  • RT60 moyen de 157ms
  • Avec + ou - 50 ms de 200hz à 4 000hz
    soit 107 à 207ms dans cette plage fréquentielle
  • Avec au maximum 300ms de plus à 63hz
    soit 457ms dans cette plage fréquentielle
  • Et un RT60 global supérieur à 200ms et inférieur à 400ms

En gros cela revient à dire qu'il faut que le RT60 soit d'environ 200ms dans les hautes fréquences et peu augmenter progressivement jusqu'à 400ms dans les basses fréquences.

L'Associatied Electrical Contrators quand à elle recommande un

  • RT60 moyen de 192ms
  • Avec + ou - 50 ms de 200hz à 3 500hz
    soit 142 à 242ms dans cette plage fréquentielle
  • Avec + ou - 100ms au dessus de 3 500hz
    soit 92 à 292ms dans cette plage fréquentielle
  • Avec au maximum 300ms de plus à 63hz
    soit 492ms dans cette plage fréquentielle
  • Et un RT60 global supérieur à 300ms et inférieur à 600ms

En gros cela revient à dire qu'il faut que le RT60 soit d'environ 250ms dans les hautes fréquence et peu augmenter progressivement jusqu'à 500ms dans les basses fréquences.
(Notez qu'ici nous avons des recommandations contradictoires, puisqu'il nous est recommandé d'être entre 142 et 242ms de 200hz à 3500hz alors que le RT60 global doit être supérieur à 300ms.)

Pour obtenir ce type de recommandations, je vous invite à remplir le formulaire que pointe ce lien et les retrouver à mi hauteur dans la colonne de droite des résultats.

4 - MESURER LA REVERBERATION DE SA PIECE

Pour cela, nous avons besoin une fois de plus de l'excellent Room Eq Wizard et évidemment d'un micro de mesure. Si vous ne savez pas utiliser ce logiciel, rendez-vous sur cette page.

Prenez une simple mesure en positionnant votre micro à votre position d'écoute.
Cependant, sachez que mesurer la réverbération d'une pièce est très délicat, car ce type de mesure nécessite qu'aucun son ne vienne parasiter la mesure.

Ce qui peut être très difficile voir, impossible pour certaines pièces mal isolées et située en bord de route par exemple. Dans mon cas, il m'a été pratiquement impossible de prendre une mesure sans perturbations dans les basses fréquences à cause de la pièce qui est située au premier étage d'un imeuble avec une fenêtre donnant sur une route très fréquentée par des voitures, motos, camions etc... Pour cela, il est très préférable de faire ce genre de mesure au petit matin, au moment le plus calme de la semaine. par exemple, un dimanche vers 6h du matin.

Si toutefois, il s'avère impossible de prendre une mesure parfaite, mieux vaut dans ce cas en faire plusieurs pour nous permettre d'identifier les parasites en comparant les mesures ensemble et en faire abstraction dans l'analyse. 

Une fois fait, rendez-vous dans l'onglet "RT60" de votre mesure acoustique.

RT60 room little without traitment

Dans la section "Controls" réglez les options de la manière suivante :

  • Time-reversed filtering -> désactivé
  • Zero phase filtering -> activé
  • Show correlation factor -> activé
  • Use bars on RT60 plot -> activé
  • One Third Octave Bands -> sélectionné

Et dans les options situées en dessous du graphique de la mesure, veuillez à ne laisser activé uniquement la courbe du type "Topt" car elle est dans la majorité des cas, la représentation la plus proche de la réalité.

Ici, dans notre exemple, nous pouvons observer un gros problème de réverbération en dessous des 70hz puisque le RT60 à ces fréquences est ici supérieur à 1 seconde, alors qu'il devrait être aux alentours de 200ms, 500ms si l'on se réfère aux recommandations citées plus haut.

5 - COMPRENDRE CE QUI SE PASSE GRACE AU WATERFALL

Ici, nous allons apprendre à interpréter un "Waterfall" qui veut dire en français, chute d'eau.

Pour cela, sélectionnez votre mesure et allez dans l'onglet "Waterfall" et cliquez sur le bouton "generate" situé en bas à gauche du graphique qui pour l'instant est vierge.

waterfall chute d'eau petite piece home studio

Une fois fait, je vous invite à cliquer sur le bouton "Controls" pour paramatrer le graphique de la façon suivante :

  • Total Slice -> 50
    cette valeur correspond à la résolution du graphique
  • Time Range (ms) -> 500
    cette valeur correspond au RT60 maximal du graphique
  • Window (ms) -> 1000 ou plus
    cette valeur correspond au RT60 maximal de chaque ligne
  • Rise Time (ms) -> 100
    cette valeur permet d'affiner la résolution des lignes
  • Smooth -> 1/24 ou 1/48
  • Use CSD Mode -> Désactivé

Les principes sont les suivants :

  • Le graphique est en 3 dimensions
  • De gauche à droite vous observez les fréquences basses vers les aigus
  • De haut en bas vous observez le niveau en décibels des fréquences
  • De l'arrière plan vers l'avant du graphique vous observez des courbes de réponses fréquentielles espacées dans le temps. Ici, puisque nous avons réglé le nombre de "Slice" à 50 et un affichage de graphique juqu'à 500ms, chaque courbe de réponse fréquentielle est donc distancée de 10ms.

L'idée est d'avoir la réponse la plus plate possible avec une descente régulière et continue.

Ici, nous pouvons clairement voir que le plus gros problème se situe à 55hz puisqu'elle forme une crête qui ne décroit pratiquement pas.

Cette fréquence est donc la plus problèmatique et doit absolument être absorbée avec un bass trap sur mesure.

De plus l'analyse en chute d'eau confirme l'analyse que nous avons fait de la cartographie de pression acoustique de la pièce. Cette fréquence problématique est belle est bien la résonance modale de la pièce la plus problématique.

Cependant, elle n'est pas la seule qui pose problème, car la réverbération des fréquences entre 70hz et 25hz est trop longue. Le bass trap devra donc absorber en priorité le 55hz mais également les fréquences 20hz au dessus et en dessous de cette valeur.

NOTEZ
que vous pouvez faire abstraction des valeurs en dessous de 20 décibels, car aucune pièce n'est totalement vide de son, si ce n'est une pièce anéchoïque aussi appelée chambre sourde comme sous la photo ci-dessous.

chambre anechoique

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Voir ou cacher les commentaires et questions réponses (2)
alexandre julia

06/05/2018 16:26:24

Bonjour félicitations pour ces tutos, quand pensez-vous mettre en ligne les vidéos suivantes sur la gestion des basses fréquences et de la construction du résonateur de helmoltz?
Merci
Cordialement

Merci pour ton soutien !
Je suis actuellement en train de rédiger le gros tuto expliquant les différentes technologies de bass trap avec leurs avantages et leurs inconvénients. Le tuto et la vidéo seront prêt pour jeudi.
Pour la réalisation du bass trap à résonateur laminaire de Helmotz. Il faudra attendre la semaine prochaine.

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