ACOUSTIQUE 13 - Les Bass traps à membrane souple et rigide

Publié le : 16/12/2018 16:34:22
Catégories : ACOUSTIQUE , STUDIO

Bien qu'un peu plus cher que les bass trap à résonateur Helmholtz, les bass trap à membranes ont pour particularité de pouvoir absorber des fréquences très basses dans un minimum d'espace. Comparé aux autres technologies, les bass trap à membrane sont ceux qui ont le meilleur rapport absorption / espace, si l'on met de coté les bass traps électroniques (absorbants électroacoustiques).

Cependant, comparé au basstrap à résonateur HelmHoltz, le bass trap à membrane requiert autant de profondeur pour pouvoir l'égaler en largeur de bande fréquentielle. Ce qui veut dire que l'économie de place obtenu par un Bass trap à membrane se fait en contrepartie d'une largeur de bande fréquentielle plus étroite.

De plus, bien que leur construction soit relativement simple, leur conception peut au contraire, s'avérer être un véritable casse-tête si l'on souhaite les construire autour d'une fréquence fondamentale précise, car les formules mathématiques permettant de simuler leur comportement manquent de fiabilité. C'est pourquoi, ils nécessitent la réalisation de prototypes pour s'assurer qu'ils fonctionnent dans la plage de fréquence espérée.

diaphragmatic membrane souple rigide bass trap

Le principe de fonctionnement

Les bass trap à membrane fonctionne sur le principe de masse / ressort. Concrètement, cette technologie fonctionne comme un piston. Vous prenez une boite parfaitement hermétique, vous enlevez une de ses faces pour la remplacer par une membrane, vous y insérez un matériau absorbant comme de la laine de verre ou de la mousse acoustique et vous avez un bass trap à membrane.

L'idée est d'utiliser une membrane qui en contact de l'onde sonore, vibre à la fréquence que l'on souhaite absorber. En vibrant à la fréquence désirée, la membrane transmet l'onde sonore vers le fond du bass trap qui la réfléchit en une onde déphasée qui en s'opposant à l'onde transmise par la membrane, absorbe son énergie.

Aussi, l'ajout d'un matériau absorbant poreux comme de la laine de verre ou de la mousse acoustique dans la cavité d'air a pour effet de ralentir la vitesse de l'onde sonore ce qui élève le coefficient d'absorption du bass trap et élargit sa bande d'efficacité fréquentielle.

Avantages:

  • Très efficace s'il est bien conçu.
  • Peu absorber des très basses fréquences avec peu d'espace.
  • N'absorbe que la plage de fréquence sur laquelle il a été conçu.
  • Reflète les fréquences non absorbées.
  • Peu être monté avec plusieurs membranes pour travailler sur plusieurs fréquences fondamentales.
  • Bon rapport qualité prix si on le fabrique soi-même.
  • Peu être utilisé comme système d'isolation phonique.

Inconvénients:

  • Le bass trap peut se désaccorder au fil des années selon le type de matériau utilisé.
  • Il n'existe pratiquement pas de bass trap à membrane réellement efficace dans les très basses fréquences sur le marché. Il faut les réaliser soi-même.
  • Comportement du bass trap extrêmement difficile à prévoir avec un simulateur ou des formules mathématiques.
  • Nécessite obligatoirement la fabrication de prototypes pour s'assurer qu'il travaille à la fréquence fondamentale souhaitée.
  • Rien ne doit être fixé sur la membrane.

Comme je l'expliquai en tout début du tutoriel, les bass trap à membrane ont pour principal avantage de pouvoir absorber les très basses fréquences en prenant un minimum d'espace. Cependant, comparé au basstrap à résonateur HelmHoltz, le bass trap à membrane requiert autant de profondeur pour pouvoir l'égaler en largeur de bande fréquentielle. Ce qui veut dire que l'économie de place obtenu par un Bass trap à membrane se fait en contrepartie d'une largeur de bande fréquentielle plus étroite.

SOMMAIRE :

QUELLES SONT LES MEMBRANES LES PLUS EFFICACES ?

LA MEMBRANE PISTON

  • Le modèle théorique
  • La solution pratique

LA MEMBRANE POSÉE

  • Le modèle théorique
  • La solution pratique
  • L'erreur courante

LA MEMBRANE ENCASTRÉE

  • Le modèle théorique
  • Les solutions pratiques

DE QUELLE FORME DOIT ETRE LA MEMBRANE ?

  • La meilleure forme de membrane
  • L'erreur courante

LE BASS TRAP A MEMBRANE RIGIDE LE PLUS POPULAIRE

LE BASS TRAP A MEMBRANE SOUPLE

COMMENT CONCEPTUALISER SON BASS TRAP A MEMBRANE ?

LES DIFFERENTES METHODES DE CALCULS

  • METHODE 1 -> Utiliser les méthodes de calculs de Frédéric Poirrier
  • METHODE 2 -> Utiliser les méthodes de calculs de acousticmodelling.com

QUELLES SONT LES MEMBRANES LES PLUS EFFICACES ?

Les membranes les plus efficaces sont celles qui compressent le plus la cavité d'air du bass trap tout en l'isolant parfaitement. Et les membranes qui compressent le mieux sont celles qui utilisent le plus leur surface pour comprimer l'air.

Ainsi, nous pouvons distinguer 3 types de fixations qui définiront le type de matériau optimal pour la membrane et la méthode de calcul la plus appropriée pour simuler son comportement :

LA MEMBRANE PISTON

Membrane Piston 1

LA MEMBRANE POSÉE

Membrane Posée

LA MEMBRANE ENCASTRÉE

Membrane Encastrée

Les animations ci-dessus représentent le fonctionnement purement théorique des systèmes de fixation des membranes. Et de ce point de vue, le système "piston" est indéniablement le plus efficace, suivi du "posé" et de "l'encastré".

Malheureusement en pratique, les choses ne sont pas aussi simple, car les principes théoriques des membranes piston et posée sont impossible à reproduire à l'identique dans la réalité. Cependant, dans le chapitre suivant, je vais vous présenter mes solutions pour se rapprocher le plus possible du fonctionnement théorique.

LA MEMBRANE PISTON

Le modèle théorique

animation bass trap a membrane

Cette conception représente l'idéal théorique d'un bass trap à membrane.

Autrement dit, cette conception théorique est le modèle le plus parfait d'un bass trap à membrane. Par conséquent, en thermes d'efficacité, il représente le but à atteindre.

Ainsi, le modèle théorique d'un bass trap à membrane piston considère que :

  • la membrane est un solide qui ne se déforme pas.
  • la membrane se déplace sans frottement avec la boite.
  • la membrane peut se mouvoir parfaitement dans l'axe de profondeur de la boite.
  • la membrane et la boite constituent un ensemble parfaitement hermétique.
Membrane Piston 1

Hors, en pratique, ceci est parfaitement impossible, car il n'est pas possible de créer une membrane qui puisse librement bouger sans aucun frottement avec la boite tout en l'isolant parfaitement.

Cependant, comparé aux autres modèles théoriques, le modèle de bass trap à membrane piston est indéniablement le plus efficace, car il est celui qui utilise le plus la surface de sa membrane pour compresser l'air dans sa cavité.

De plus, parce qu'il est le plus simple à calculer, ce modèle théorique est la plupart du temps celui qui est utilisé dans les simulateurs de basstrap à membrane, notamment celui de http://www.acousticmodelling.com

La solution pratique

animation bass trap a membrane

La solution que je préconise est d'utiliser le même système de fixation que celui de la membrane d'un haut-parleur.

Pour cela, je recommande d'utiliser un panneau MDF de 10mm d'épaisseur qui fera office de membrane rigide et qui sera relié au bass trap par un joint en caoutchouc souple.

Le MDF étant un matériau constitué de sciure de bois reconstituée en panneau, la membrane aura une rigidité et une densité homogène sur toute sa surface qui grâce à la souplesse de la bande caoutchouc, aura une excellente liberté de mouvement et donc d'efficacité de compression. 

Membrane Piston 1

Pour un bass trap d'1m de large et de hauteur, je recommande de découper le panneau MDF de tel façon à ce qu'il y est environ 2 cm de jeu de chaque côté pour qu'il ne soit pas en contact avec le bass trap et que la bande de caoutchouc ne se détende pas sous le poids du panneau.

La réelle difficulté de cette réalisation est d'effectuer un collage de qualité qui résistera dans le temps.

Pour cela, je vous recommande d'utiliser une colle néoprène de qualité que vous devrez laisser sécher à plat et sans tension pendant 3 jours.

Pour les bandes en caoutchouc à un prix raisonnable, je vous recommande ce site :
https://planetcaoutchouc.com/bande-en-caoutchouc-epdm-100x5mm.html
https://planetcaoutchouc.com/bande-en-caoutchouc-epdm-50x5mm.html

Malgré tout, quoi qu'il arrive, la bande de caoutchouc va forcément se détendre au fil du temps et modifier le comportement du bass trap. C'est pourquoi, bien que ce système est indéniablement le plus efficace sur le court terme, il est en réalité le moins bon sur le long terme et par conséquent, je ne peux que vous recommander de vous orienter vers un autre système.

LA MEMBRANE POSÉE

Le modèle théorique

animation bass trap a membrane

Les animations ci-contre représentent le fonctionnement théorique d'un bass à trap à membrane posée. L'animation de droite met en valeur le fait que la théorie de la membrane posée considère que :

  • la membrane est un solide élastique.
  • la membrane se déforme uniformément sur toute sa surface.
  • la membrane est en permanence collée aux bords de la boite lors de sa vibration.
  • la membrane se déplace sans frottement avec la boite.
  • les extrémités de la membrane sont parfaitement libre de mouvement
  • la membrane et la boite constituent un ensemble parfaitement hermétique.
Membrane Piston 1

Hors en pratique, ceci est parfaitement impossible, car il n'est pas possible de créer une membrane qui puisse librement se déformer sans subir le moindre frottement avec la boite tout en l'isolant parfaitement, puisqu'en se déformant, la membrane doit pouvoir glisser sur le bord de la boite.

D'un point de vue théorique, le modèle à membrane posée est moins efficace que le modèle piston mais plus efficace que le modèle encastré.

La solution pratique

animation bass trap a membrane

La solution que je préconise est d'utiliser un panneau MDF pour faire office de membrane et de l'emprisonner dans le basstrap à l'aide d'un joint en caoutchouc souple profilé en U. L'idée est d'emboiter la membrane dans le joint de caoutchouc sans la visser ni la coller.

Le caoutchouc étant bien plus souple que le panneau MDF, celui-ci se déforme en fonction de l'oscillation de la membrane tout en assurant une parfaite isolation du bass trap.

Seul le joint en caoutchouc est collé aux parois du basstrap.

Membrane posée

Pour que le montage soit efficace, il faut impérativement que le creux du joint souple en caoutchouc soit exactement de la même épaisseur que le panneau MDF.

De plus le panneau MDF doit parfaitement être découpé aux dimensions correspondantes à l'intérieurs du bass trap et à l'épaisseur du joint en caoutchouc.

Il faut que le panneau puisse se glisser dans le joint sans avoir besoin de forcer. L'idéal et d'avoir un jeu entre 1 et 2 millimètres.

Pour fixer le joint au bas trap, je vous recommande d'utiliser une colle néoprène de qualité que vous devrez laisser sécher à plat et sans tension pendant 3 jours.

Pour les bandes en caoutchouc à un prix raisonnable, je vous recommande ce site :
https://planetcaoutchouc.com/profil-en-u-caoutchouc-compact-5-mm.html
https://planetcaoutchouc.com/profil-en-u-caoutchouc-compact-10-mm-4338.html

L'erreur courante

animation bass trap a membrane

L'erreur la plus courante dans la compréhension de cette théorie à membrane posée est de ne pas assimiler le fait que la méthode de calcul qui en découle considère que :

  • Les extrémités de la membrane doivent pouvoir glisser sur les tranches de la boite.
  • Les extrémités de la membrane doivent pouvoir osciller sans se heurter aux tranches de la boite.

Et à cause de cette négligence, beaucoup d'acousticiens considèrent à tord qu'un panneau directement collé et/ou vissé à sa boite constitue une membrane posée.

Membrane faussement posée

Hors en pratique, dans un tel montage, les extrémités de la membrane ne pouvant glisser et osciller librement, font que le comportement de la membrane ressemble plus à celui d'une membrane encastrée que celui d'une membrane posée.

Par conséquent, la méthode de calcul de ce type de conception devra être celle que l'on utilise pour un bass trap à membrane encastrée. 

LA MEMBRANE ENCASTRÉE

Le modèle théorique

animation bass trap a membrane

Bien qu'il soit le modèle de membrane le moins efficace, le modèle théorique à membrane encastrée est indéniablement le plus facile à reproduire dans la réalité puisque ce modèle ce base sur la souplesse du matériau de la membrane.

Ainsi, ce modèle considère que :

  • la membrane est un solide souple.
  • les extrémités de la membrane sont fixées aux bass trap.
  • la membrane et la boite constituent un ensemble parfaitement hermétique.
Membrane Piston 1

Ce modèle à pour principal avantage d'être le plus économique, car il ne nécessite pas de joint en caoutchouc. Par conséquent il est le modèle de bass trap à membrane le plus populaire.

De plus, il peut être considéré comme le modèle le plus résistant, puisque la membrane est directement fixée aux tranches du bass trap.

Les solutions pratiques

Membrane faussement posée

SOLUTION 1 : La solution la plus commune qui est loin d'être la meilleure est de fixer la membrane directement sur les tranches du bass trap. Cela dit, bien que cette solution soit la plus simple, elle est également la plus fragile pour plusieurs raisons :

  • Si on choisi de percer la membrane pour y loger des vis, non seulement on fragilise la membrane et les tranches du bass trap, mais en plus, la vis une fois en position va exercer une tension permanente sur la membrane, modifiant ainsi son oscillation naturelle. De plus, un simple vissage est insuffisant pour assurer une isolation parfaite entre la membrane et le corps du basstrap.
  • Si on choisi de directement coller la membrane aux tranches du bass trap, les différences de taux d'humidité dans la pièce où se situe le basstrap peuvent déformer le bois et donc exercer une tension susceptible de décoller la membrane.

Pour limiter ces problèmes, mieux vaut alors utiliser les deux techniques plutôt qu'une. C'est à dire coller puis visser.

Pour coller la membrane mieux vaut utiliser de la colle néoprène plutôt que de la colle à bois même si celle-ci est en bois. La colle néoprène étant plus épaisse, elle est par conséquent plus à même de créer un joint entre les tranches du bass trap et la membrane.

Une fois collée, mieux vaut finaliser la fixation en vissant à distance égale et en miroir une multitude de petites vis de façon à répartir uniformément les tensions de la membrane.

Membrane Encastrée

SOLUTION 2 : La deuxième solution consiste à encastrer la membrane dans le bass trap, soit en creusant les tranches de celui-ci, soit en doublant le bass trap avec des panneaux MDF et des tasseaux.

Cette conception à pour principal avantage d'être la plus résistante de toutes les solutions présentées dans le tutoriel. C'est d'ailleurs pour cette raison qu'en matière de bass trap à membrane, cette solution est souvent la plus utilisée par les professionnels avertis.

Cependant, pour qu'elle soit bien réalisée, il faut impérativement faire en sorte que les panneaux ou les tasseaux qui serviront à bloquer la membrane soient le plus droit possible et ne laissent aucun jeu.

DE QUELLE FORME DOIT ETRE LA MEMBRANE ?

La meilleure forme de membrane

animation bass trap a membrane
animation bass trap a membrane

La forme de la membrane est d'une importance capitale, car non seulement celle-ci à un impact sur la définition de la fréquence de résonance de la membrane, mais aussi sur l'efficacité de compression des molécules d'air dans le bass trap.

C'est pourquoi dans un soucis d'efficacité optimale, la forme idéale est celle qui permet une oscillation uniforme de la membrane dans l'axe de profondeur du bass trap.

Ainsi, la forme la plus parfaite est celle du cercle, car son centre de gravité se situe exactement à la même distance de n'importe quel point situé sur son coté. 

Malheureusement, bien que cette forme soit la meilleure, elle est loin d'être la plus simple à réaliser et présente l'inconvénient de laisser un espace non utilisé entre les bass traps lorsqu'on les empile.

C'est pourquoi, sont homologue le plus proche présentant la meilleur optimisation de l'espace est tout simplement la forme carré.

L'erreur courante

animation bass trap a membrane
animation bass trap a membrane

S'il y a bien une erreur que je vois absolument partout en matière de bass trap à membrane, c'est indéniablement le fait de réaliser un bass trap à membrane en long rectangle.

Comme on peut le voir sur ces animations, lorsqu'une pression est exercée sur la partie haute ou basse de la membrane, celle-ci se bascule dans un axe horizontal pour libérer l'énergie en poussant l'autre partie dans le sens inverse, ce qui a pour effet de ne pas comprimer l'air contenu dans le bass trap.

Evidemment ce phénomène n'est pas réservé aux formes rectangulaires et est aussi présent dans une forme carré. Cela dit, il faut noter que plus la hauteur de la membrane est proche du double de sa largeur, plus le phénomène aura un impact négatif sur le coefficient d'absorption du bass trap.

Certains diront que cela n'a pas d'importance puisque la longueur d'onde des basses fréquences est bien plus grande que le bass trap. Et il est vrai qu'une fréquence de 50hz donne une longueur d'onde de plus de 6 mètres. Toutefois, les résonances modales d'une pièce font qu'un bass trap bien plus petit peut très bien percevoir des niveaux d'énergies différents à différents points de sa membrane.

C'est pourquoi, il est préférable de travailler avec des formes qui minimisent cet effet de basculement dans un soucis d'efficacité du bass trap. Le cercle étant la forme la moins soumise à cet effet, la forme carré en est une excellente alternative.

LE BASS TRAP A MEMBRANE RIGIDE LE PLUS POPULAIRE

Bien qu'elles ne soient que très rarement appelées ainsi, les constructions ayant pour but l'isolation phonique d'une pièce en étant basées sur le doublage des murs avec des plaques de BA13 emprisonnant un absorbant poreux comme de la laine de verre, sont en réalité, ni plus ni moins que des bass traps à membrane de type encastrés. Présentant l'avantage d'occuper un minimum d'espace au sol, ce type de construction s'avère extrêmement efficace pour isoler et absorber les très basses fréquences.

C'est pourquoi, si le local que vous souhaitez sonoriser est le votre, ou que vous avez l'autorisation d'effectuer des travaux sur les murs, cette solution d'isolation et d'absorption des basses fréquence est indéniablement celle que je vous recommande avant d'envisager d'autre travaux de type bass trap Helmholtz.

Doublage bass trap acoustique ba13

LE BASS TRAP A MEMBRANE SOUPLE

bass trap membrane molle

Jusqu'ici nous avons étudié les bass trap à membrane rigide, c'est à dire celle qui sont constituée d'un matériau ayant assez de rigidité pour pouvoir se maintenir droit lorsqu'on le pose à la verticale. Ces matériaux sont par exemple les panneaux de bois et les plaques de plâtre.

La rigidité de ces matériaux présente l'avantage de rendre la membrane résistante au choc et à l'usure. Cependant, nous avons appris que pour obtenir une bonne efficacité d'absorption, il était nécessaire de conceptualiser une fixation pas forcément facile à réaliser avec un joint de caoutchouc souple parfois difficile à se procurer.

Ainsi, l'alternative à l'utilisation de ce joint de caoutchouc en vue d'obtenir la meilleure absorption possible avec un bass trap à membrane est de remplacer la membrane rigide par une membrane souple directement fixée au bass trap.

Le choix du matériau de la membrane devient alors l'élément le plus capital et nécessite d'être fixée de façon à répartir au mieux les tensions sur les tranches du bass trap. C'est pourquoi le matériau choisi doit pouvoir garder sa forme initiale tout en ayant assez de souplesse pour vibrer comme la peau d'un djembe.

Malgré tout, quoi qu'il arrive, la membrane se détendra au fil du temps et se désaccordera également comme un Djembe. C'est pourquoi, bien que cette solution soit indéniablement la plus efficace sur le court terme, je ne peux que vous la déconseiller sur le long terme.

vinyle rouleau renforcé bass trapToutefois, si le long terme ne vous fait pas peur... Je ne peux que vous recommander d'utiliser un matériau souple comme le vinyle renforcé par une couche de fibre de nylon afin de limiter son étirement et obtenir une meilleur durée de vie dans le temps.

COMMENT CONCEPTUALISER SON BASS TRAP A MEMBRANE ?

Toute la difficulté de conception de ce type de basstrap réside dans la prédiction du comportement de la membrane. Et à ce jour, quelques acousticiens continuent de chercher à améliorer les formules mathématiques permettant de simuler leur comportement.

Concrètement, le travail de recherche de ces acousticiens consiste à trouver de nouvelles formules mathématiques pour obtenir plus de précision en modifiant des formules déjà existantes ou en y ajoutant d'autres formules pour prendre en compte des facteurs physiques supplémentaires comme ceux qui sont propre à un matériau, une forme ou un montage particulier.

Autrement dit, il existe plusieurs formules mathématiques plus ou moins bonnes pour simuler un type de montage ou un type de matériau précis. Et malheureusement, aucune n'est parfaite.

L'autre problème qui est de taille est qu'il est très difficile de connaitre certaines caractéristiques physiques des matériaux qui composent le bass trap. Notamment, la raideur, l'élasticité (module de Young), le coefficient de poisson (la contraction de la matière perpendiculairement à la direction de l'effort appliqué) et bien d'autre...

Bref, vous l'aurez compris, les choses sont vraiment très compliqués et contrairement à la conceptualisation d'un basstrap à résonateur Helmholtz qui peut être entièrement basée sur des formules mathématiques, la conceptualisation d'un bass trap à membrane nécessite en plus une analyse comparative de mesures acoustiques d'un local avec et sans la présence d'un prototype en taille réelle, ceci afin d'observer les possibles divergences avec les simulateurs.

Concrètement les influences sont les suivantes :

  • Plus la masse volumique de la membrane est importante, plus la fréquence fondamentale d'absorption du bass trap est basse.
  • Plus l'élasticité du matériau est importante, plus la fréquence fondamentale d'absorption est basse.
  • Plus la rigidité du matériau est importante, plus la fréquence fondamentale d'absorption est haute.
  • Plus la cavité de la boite est profonde, plus la fréquence fondamentale d'absorption du bass trap est basse.
  • Plus la membrane est libre de mouvement, plus le coefficient d'absorption est élevé. 
  • Plus le matériau absorbant prend la place de la cavité d'air, plus la bande d'efficacité fréquentielle est élargie.
  • Plus la résistivité à l'écoulement de l'air du matériau absorbant est bas, plus la fréquence fondamentale d'absorption est basse, plus le coefficient d'absorption est élevé et plus la plage d'efficacité fréquentielle est étroite.

LES DIFFERENTES METHODES DE CALCULS

Si vous souhaitez connaitre des formules mathématiques permettant de simuler le comportement des panneaux fléchissants (bass trap helmholtz etc...), je vous invite vivement à consulter gratuitement le siteweb www.conseils-acoustique.com de cet excellent acousticien de Franche Comté qu'est Frédéric Poirrier. Dans son site, vous pourrez retrouver ces formules dans une étude disponible en fichier .pdf en cliquant ici. Toutefois, si le lien ne fonctionne plus, vous pouvez la télécharger directement en cliquant ici.

Si au contraire les mathématiques vous font peur, ici, je vais brièvement vous présenter 2 outils qui calculeront à votre place le comportement d'un bass trap à membrane

METHODE 1
Utiliser les méthodes de calculs de Frédéric Poirrier

Chanceux que nous sommes, un certain Rémi postant régulièrement sur le forum http://forum-hifi.fr sous le pseudo "alec_Eiffel" s'est donné la peine de coder les mathématiques présents dans l'étude de Frédéric Poirrier sous la forme d'un fichier excel. Nous permettant ainsi de facilement simuler l'absorption d'un bass trap à membrane ou autre en modifiant quelques paramètres et donc définir les dimensions du bass trap.
Vous pouvez retrouver le fil de cette contribution sur le forum-hifi.fr en cliquant ici.
Et/ou directement télécharger la dernière version du fichier en cliquant ici, ou ici.

Avantages:

  • Prends en compte les 3 types de membranes (piston, posée et encastrée)
  • Définition de la fréquence fondamentale très proche de la réalité (meilleur simulateur sur ce point)

Inconvénients:

  • Définition de la plage d'efficacité fréquentielle trop simpliste
  • Considère les bass trap Helmholtz comme plus absorbant que les bass trap à membrane (ce qui je pense être une erreur)
  • Coefficient d'absorption trop simpliste

METHODE 2
Utiliser les méthodes de calculs de acousticmodelling.com

Après avoir testé pratiquement tous les simulateurs en ligne disponibles sur la toile et une multitude de logiciels dédiés donnant des résultats plus ou moins farfelus, je suis heureux de pouvoir vous recommander un site web exceptionnel, contenant les 3 meilleurs simulateurs gratuits d'absorbeurs acoustique.

Ce logiciel en ligne à beaucoup d'avantages. Le premier est qu'il est gratuit, le deuxième est qu'il permet de comparer jusqu'à 4 plans de constructions et le troisième est qu'il donne la possibilité de tester plusieurs mode de calculs d'acousticiens réputés.

Et je peux vous certifier que les résultats de ce site sont au moins aussi précis que les travaux décrits plus haut si l'on prend soin pour notre projet de résonateur Helmholtz avec absorbant poreux, d'utiliser le calculateur "Multi-layer Absorber Calculator" et de paramétrer le réglage "Porous absorbant" sur "Komatsu".

Le problème est qu'en matière de bass trap à membrane, ce site web ne peut simuler qu'un seul type de membrane, et malheureusement le type de membrane simulé est le type piston qui est la théorie la moins proche de la réalité. De plus il nécessite de calculer au préalable la masse surfacique de la membrane en kg/m2.

Pour calculer la masse surfacique de votre membrane, vous devez diviser le poids de la membrane en kg par son son volume en m2.
Si vous ne pouvez pas peser votre membrane mais que vous connaissez la masse volumique de celle-ci en kg/m3, vous pouvez diviser la masse volumique en kg/m3 par le volume de la membrane en m2 pour obtenir le poids supposé en kg.

Avantages:

  • Définition de la plage d'efficacité fréquentielle réaliste
  • Coefficient d'absorption proche de la réalité
  • Donne la possibilité de simuler des bass trap avec plusieurs couches de technologies similaires ou différentes

Inconvénients:

  • Ne simule que les bass à trap à membrane de type piston
  • Nécessite de calculer au préalable la masse surfacique de la membrane


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christubes

07/03/2019 14:27:16

Bonjour , j'ai découvert trés récemment votre site en faisant une recherche sur les bass-trap. j'ai lu tout vos tutoriels traitant l'acoustique. D'abord bravo ! toutes vos explications sont sérieuses et exactes et de plus vous apportez de précieux conseils. Vous expliquez de manière rapide, efficace et abordable pour les plus débutants.
Il y a un détail concernant les bass-trap dont vous n'avez pas cité. Ayant eu des échanges avec 2 acousticiens ( Jean-Pierre Lafond et Roland Delacroix, intervenant sur le forum Cinetips ) j'ai appris que beaucoup d'acousticiens utilisait les panneaux de laine de roche de forte densité ( par exemple la Rockmur ) faisant une densité de 100 kg à 150 kg/m3 du coup cette laine est rigide et ils la monte en membrane de sorte qu'elle soit tenu par les bords. De cette façon la laine se comporte un peu comme une membrane et travail dans le grave. Ils montent tout un mur composé de panneaux mont ainsi. Le soucis c'est que je ne trouve pas plus d'infos sur celà. comme le dit Jean Pierre : il suffit juste qu'un seul parramétre change quant on copie un prototype ou même la maniére comment la membrane est fixé pour que le systême bass trap fonctionne pas. Le simulateur "Acousticmodelling " ne tient pas compte de "l'effet membrane " d'un panneau de laine rigide.

Je voulais donc avoir votre avis sur ce type de montage..

Chez moi j'ai fait dans ma salle de 21 m² un faux plafond en laine de roche en densité de 70kg/m² monté en panneaux sur une structure souple. En effet si j'envois une musique riche en grave et que je monte le niveau, je peux sentir en posant la mains sur ce faux plafond que celui ci vivre ( et la pour le coup c'est toute la surface de la piéce donc grande éfficacité). Peut être l'effet fonctionne, du moins sur le plan vertical. Ce qui est sur c'est que l'acoustique à changé avec ce faux plafond. Au dessus 50 hz il n'y a presque plus de trainage. Encore un peu de 70 hz peut être ( qui correspond au premier mode Axial vertical du à la hauteur sol/plafond ( hors faux flafond ) de 2m60, mais ce mode peut être encore réduit en positionnant en hauteur le hp reproduisant les fréquences autour de 70hz de sorte à ne pas trop exciter ce mode.

j'ai aussi l'idée d’améliorer mes bass trap d'angle, en effet sur ces 2 coins de la salle la pression des basses est trés élevé et il est connu qu'il faut traité là où les basses sont éleves. J'ai pensé à des basses trap porreux à bi densité. c'est à dire une laine avec une faible résistivité à l'écoulement AFR4 posé sur le "mur dur" puis un grand espace d'air de 80 cm et enfin l'angle fermé avec un panneau de 4 cm d'épaisseur de laine de roche semi rigide de densité 55Kg/m3 avec un AFR de 10 . Sur ce point le simulateur " acousticmodelling " montre un fonctionnement interresant sur un absorbeur à large bande dans le grave.

D'ailleurs grâce à vous j'ai découvers votre simulateur qui permet d'indiquer les équivalences d'un basstrap d'angle sur un basstrap de forme rectangulaire. justement à fin de prédire des résultas plus proche avec le modélisateur. Je vais essayer votre excel et refaire les simulations avec ..

Merci.

Bonjour Christubes et bienvenue sur mon site !

Effectivement, je n'ai pas mentionné ce genre de montage généralement créé à partir d'une structure métallique maintenant les panneaux de laine de roche ou de verre. L'utilité première de ce type de membrane est de réduire de façon considérable le coût en matériau. L'autre avantage est qu'elle est assez simple à mettre en oeuvre, car les matériaux de la structure métallique de fixation des panneaux sont étudiés pour facilité la pose. Hormis cela, les inconvénients sont assez nombreux.

a) De par le fait que la membrane soit en laine compressée, l'humidité doit modifier grandement les propriétés mécaniques de la membrane. Selon la saison, l'absorption changera indéniablement.
b) A force de vibrer, de se charger en eau et de sécher, les panneaux vont forcément se déformer au fil du temps. Déjà qu'avec le bois le phénomène est présent, avec des panneaux de laine, le phénomène devrait être bien plus important.
c) Ce genre de panneau absorbera toujours plus les médiums et les aigus que les basses fréquences, ce qui va donc déséquilibrer le spectre sonore.
d) A cause de tous ces éléments il est pratiquement impossible de simuler précisément le comportement de ce genre de membrane, mais bon quoi qu'il arrive cela devrait quand même fonctionner car le principe de fonctionnement reste bon.

Grosso modo, ce genre de membrane est tout de même intéressante pour des grandes pièces ou la pression acoustique est "raisonnable". J'entends par là qu'avec ce genre de membrane, il sera difficile de réduire l'excès de pression lié aux résonances modales d'une petite pièce s'en recouvrir au moins la moitié de ses surfaces. Dans ce cas, le déséquilibre entre les fréquences aigus et basses sera vraiment très grand, ce qui impliquera d'augmenter le niveau sonore des fréquences trop absorbés et rendra l'écoute moins agréable, les pros "home cinéma" diront que le sont est plus "immersif". Pour remédier à ce problème il faudra évidemment utiliser pas mal de diffuseur et donc penser à un système de fixation qui ne perturbera pas le mouvement des membranes.

En résumé, ce genre de conception et assez "vintage". Dans les années 60, 80 ont fabriquait des studios uniquement avec des absorbants (le cinéma a suivi le mouvement), ensuite dans les années 80, 2000 ont a commencé à utiliser des diffuseurs rendant le son plus clair à moindre volume, l'écoute n'en fut que plus agréable. Et dans les années 2000 à aujourd'hui, ont commence à ce dire que l'absorption est en réalité une solution a n'utiliser que lorsque l'on ne peux pas diffuser. (C'est d'ailleurs exactement mon point de vue).

Tout ça pour dire qu'il ne faut pas dénigrer le haut du spectre en voulant corriger le bas de celui-ci. C'est pour cette raison que les résonateurs Helmholtz sont mes préférés, car ils renvoient les fréquences qu'ils n'absorbent pas et sont facile à simuler.

Pour ce qui est des bass trap à membrane, je pense qu'ils sont extrêmement intéressant comme type de montage pour des appareils diffusants. Par exemple, lorsque l'on veut faire un plafond, l'idéal est de penser à construire des diffuseurs qui seront montés comme des bass traps à membrane pour préserver un équilibre du spectre sonore.

Evidemment, la question est loin d'être simple, car tout est une question de compromis !

G21

08/03/2019 11:11:24

Bonjour,

Dans la feuille excel, il est possible de préciser la flow resistivity de l'absorbeur poreux mais je ne vois pas de mention d'épaisseur pour le modèle encastré, ni pour le modèle posé. Ou plutôt, renseigner une valeur n'a pas d'impact sur le résultat.

Par conséquent ma question est : il y a t'il une règle pour identifier l'épaisseur optimale de l'absorbeur poreux.

Merci par avance.

L.

Réponse d'ANDY MAC DOOR à G21

08/03/2019 12:09:13

Bonjour,
La feuille excel considère que la profondeur de la cavité correspond à l'épaisseur du matériau absorbant.
Dans un bass trap à membrane, il n'y a pas d'intérêt à laisser un vide d'air, excepté un léger espace pour éviter que la membrane ne touche le matériau absorbant.

G21

08/03/2019 12:59:08

Un grand merci !

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