La durée de réverbération RT60 est un paramètre acoustique crucial pour les pièces, représentant le temps nécessaire à l’énergie sonore pour diminuer de 60 dB après l’arrêt de la source sonore. Il est utilisé pour évaluer et optimiser l’acoustique des pièces à diverses fins.
La durée de réverbération RT60 est le principal paramètre acoustique d’une pièce. Selon la norme ISO 3382, il s’agit du temps nécessaire pour que l’énergie sonore dans une pièce diminue de 60 dB après l’arrêt de l’émission de la source. Les valeurs du RT60 peuvent aller de quelques fractions de seconde à quelques secondes et dépendent de la taille de la pièce et de la nature des matériaux utilisés dans sa construction.
Selon le Springer Handbook of Acoustics de Thomas D. Rossing, « la réverbération est probablement le plus connu de tous les aspects acoustiques subjectifs d’une pièce. Lorsqu’une pièce crée trop de réverbération, la parole perd en intelligibilité car les détails importants (consonnes) sont masqués par des sons plus forts et persistants (voyelles). Pour de nombreuses formes de musique, cependant, la réverbération peut ajouter une plénitude attrayante au son en liant des notes adjacentes et en mélangeant les sons des différents instruments/voix d’un ensemble. La durée de réverbération T, qui est la mesure objective traditionnelle de cette qualité, a été inventée il y a 100 ans par W.C. Sabine. »
La durée de réverbération est utilisée pour déterminer l’acoustique requise pour une pièce. La durée de réverbération RT60 dans une pièce est déterminée par les propriétés d’absorption des surfaces réfléchissantes et les distances entre elles. Le but de cette mesure est d’obtenir une indication objective et quantitative de la qualité acoustique d’une pièce. Dans une pièce vide, les ondes sonores se réfléchissent sur les murs, le plafond et le sol, et ces réflexions s’accumulent avec le temps. Cette accumulation de sons est connue sous le nom de réverbération, et peut constituer un problème majeur dans les grandes pièces aux surfaces dures.
Pour avoir une acoustique optimale, lors de la conception d’une pièce, il est important de s’assurer que la durée de réverbération est adaptée à l’utilisation prévue de la pièce. Si la durée de réverbération est trop longue, la parole sera inintelligible et la musique aura un son brouillé.
En revanche, si la durée de réverbération est trop courte, le son de la pièce sera plat et peu accueillante. En examinant attentivement les caractéristiques d’absorption des matériaux utilisés dans une pièce, il est possible d’obtenir des temps de réverbération idéaux pour une application donnée.
En fonction de l’utilisation de la pièce, des sons plus ou moins directs sont nécessaires. Par exemple, avec une durée de réverbération longue, un discours devient moins compréhensible et le niveau de bruit de fond augmente, et avec une durée de réverbération plus courte, le bruit de fond diminue mais la voix s’assourdit.
RT60 Exemples de durée de réverbération :
| Type de salle | Durée de réverbération |
| Église | 2 – 10 s |
| Salle de concert | 1 – 2 s |
| Bureau | 0.5 – 1.1 s |
| Salle de classe | 0.4 – 0.7 s |
Le durée de réverbération peut être utilisé pour calculer la quantité de matériau absorbant nécessaire pour obtenir l’acoustique de la pièce souhaitée. Dans cette approche, le RT60 est mesuré d’abord sans matériau absorbant dans la pièce, puis avec un matériau absorbant.
Le volume et l’absorption totale d’une pièce ont un impact sur la durée de réverbération. L’absorption totale est obtenue en additionnant l’absorption de toutes les surfaces de la pièce, c’est-à-dire les murs, le plafond, le sol et tous les meubles. L’absorption de chaque surface est le produit de l’aire de la surface par ses coefficients d’absorption. Les coefficients d’absorption dépendent du matériau, de la fréquence et de l’angle d’incidence de l’énergie sonore.
Les premiers graphiques montrent la durée de réverbération du RT60 pour une seule fréquence :
Le graphique du bas présente la courbe de décroissance :
Selon la norme ISO 3382-1, la courbe de décroissance est une représentation graphique de la décroissance du niveau de pression acoustique dans une pièce en fonction du temps après l’arrêt de la source sonore. Il est possible de mesurer cette décroissance soit après l’interruption d’une source sonore stationnaire dans la pièce, soit à partir de la réponse impulsionnelle quadratique intégrée en temps inverse de la pièce.
La décroissance obtenue directement après excitation non continue d’une pièce (par exemple, en enregistrant un coup de feu avec un enregistreur de niveau) n’est pas recommandée pour l’évaluation précise du temps de réverbération. Cette méthode ne doit être utilisée qu’à des fins d’études. La décroissance de la réponse impulsionnelle dans une pièce n’est, en général, pas une simple décroissance exponentielle, et la pente est donc différente de celle de la réponse impulsionnelle intégrée.
L’ISO 3382-1 décrit une méthode pour obtenir des durées de réverbération à partir de réponses impulsionnelles et de bruits interrompus. Elle décrit la procédure de mesure, les informations nécessaires, ainsi que les méthodes d’évaluation des données et de présentation du rapport d’essai.
La méthode du bruit interrompu RT 60 permet d’obtenir des courbes de décroissance par enregistrement direct de la décroissance du niveau de pression acoustique après l’excitation d’une pièce par un bruit à large bande ou à bande limitée généré par une source sonore.
La durée entre les marqueurs t-on et t-off indique le moment où la source sonore omnidirectionnelle émet une puissance acoustique et un sonomètre de classe 1 mesure le niveau de pression acoustique réel. La durée entre les marqueurs t-trig et t-e est la durée de décroissance réelle mesurée par le sonomètre.
La méthode de décroissance de la mesure du RT 60 nécessite une source sonore omnidirectionnelle qui émet un bruit rose dans la bande de fréquence appropriée.
La méthode RT 60 de bruit intégré permet d’obtenir des courbes de décroissance par intégration temporelle inverse des réponses impulsionnelles élevées au carré. Cette méthode de mesure RT 60 nécessite une source sonore impulsionnelle comme un pistolet, un pétard ou une autre source sonore qui émet des signaux impulsionnels avec un niveau de pression acoustique très élevé.
La durée entre les marqueurs t-s et t-trig indique le moment où le sonomètre de classe 1 attend que la condition de déclenchement soit remplie. La durée entre les marqueurs t-trig et t-e est la durée de décroissance réelle mesurée par le sonomètre.
Cette façon de mesurer la décroissance du son a été présentée pour la première fois par M. R. Schroeder dans deux articles historiques : New Method of Measuring Reverberation Time, Journal of Acoustical Societies of America, 1965 o Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 66 (2), 1979, Integrated-Impulse Method for Measuring Sound Decay Without Impulses.
Conformément à la norme ISO 12683, pour mesurer la durée de réverbération RT60, il faut un sonomètre de classe 1 conforme à la norme IEC 61672 avec des filtres d’octave conformes à la norme IEC 61260, et une source sonore conforme à la norme ISO 3382.
La source sonore est un haut-parleur omnidirectionnel qui produit un niveau de pression sonore suffisant pour fournir des courbes de décroissance avec la gamme dynamique minimale requise sans perturbation par le bruit de fond.
Si seul le T20 doit être mesuré, il suffit de créer un niveau d’au moins 35 dB au-dessus du niveau de fond.
Si le T30 doit être mesuré, il est nécessaire de créer un niveau d’au moins 45 dB au-dessus du niveau de fond dans chaque bande de fréquences.
Un minimum de deux positions de la source doit être utilisé. La hauteur du centre acoustique de la source doit être de 1,5 m au-dessus du sol.
Pour les mesures du RT60, le spectre de bruit à large bande peut être façonné pour fournir un spectre rose de son réverbérant en régime permanent dans l’enceinte de 88 Hz à 5 657 Hz. Ainsi, la gamme de fréquences couvre les bandes de tiers d’octave avec des fréquences moyennes de 100 Hz à 5 kHz ou des bandes d’octave de 125 Hz à 4 kHz.
Si seul T20 doit être mesuré, il suffit de créer un niveau d’au moins 35 dB au-dessus du niveau de fond. Si T30 doit être mesuré, il est nécessaire de créer un niveau d’au moins 45 dB au-dessus du niveau de fond dans chaque bande de fréquence.
La région de la courbe de décroissance EDT est indiquée par les marqueurs t1 et t3. On vérifie si la région de la courbe de décroissance sélectionnée présente une dynamique appropriée pour le calcul de l’EDT :
L1 – L2 >= 10 dB
L2 – L3 >= marge de bruit
La norme ISO-3382 recommande de fixer une valeur de 10 dB pour la marge de bruit.
Dans le cas de la méthode impulsionnelle, les valeurs du niveau de pression acoustique entre les points t1 (avec le niveau L1) et t2 (avec le niveau L2) sont approximées par la régression linéaire de la droite (y = a – x + b). Avant l’approximation, la valeur EDT est calculée en utilisant le coefficient de pente ‘a’ selon la formule suivante :
EDT = – 60.0 / a
Dans le cas de la méthode de décroissance, la valeur EDT est calculée selon la formule :
EDT= 6 – (t2 – t1)
La région de la courbe de décroissance RT 20 est indiquée par les marqueurs t1 et t4. On vérifie que la région de la courbe de décroissance sélectionnée présente une dynamique appropriée pour le calcul du RT 20 :
L1 – L4 > 5 dB + 20 dB + marge de bruit
La norme ISO-3382 recommande de définir une valeur de 10 dB pour la marge de bruit.
Dans le cas de la méthode impulsionnelle, les valeurs de niveau de pression acoustique entre les points t2 et t3 sont approximéesées par la ligne droite (y = a – x + b) par la régression linéaire. La valeur RT 20 est calculée en utilisant le coefficient de pente ‘a’ selon la formule suivante :
RT 20 = – 60.0 / a
Dans le cas de la méthode de décroissance, la valeur RT 20 est calculée selon la formule :
RT 20 = 3 – (t3 – t2)
La région de la courbe de décroissance du RT 30 est indiquée par les marqueurs t1 et t4. Il est vérifié si la région de la courbe de décroissance sélectionnée présente une dynamique appropriée pour le calcul du RT 30 :
L1 – L4 > 5 + 30 dB + marge de bruit
La norme ISO-3382 recommande de définir une valeur de 10 dB pour la marge de bruit.
Dans le cas de la méthode impulsionnelle, les valeurs du niveau de pression acoustique entre les points t2 et t3 sont approximées par la régression linéaire de la droite (y = a – x + b). La valeur RT 30 est calculée en utilisant le coefficient de pente ‘a’ selon la formule suivante :
RT 30 = – 60.0 / a
Dans le cas de la méthode de décroissance, la valeur RT 30 est calculée selon la formule suivante
RT 30 = 2- (t3 – t2)
Selon la norme ISO 12683-1, le RT 60 est le temps en secondes nécessaire pour que la pression acoustique dans une pièce diminue de 60 dB après l’arrêt de la source sonore. Les mots-clés de cette phrase expliquent que pour mesurer une durée de réverbération, on utilise un sonomètre et une source sonore.
Les positions de la source doivent être situées là où les sources sonores naturelles de la pièce seraient typiquement situées. Un minimum de deux positions de source doit être utilisé. La hauteur du centre acoustique de la source doit être de 1,5 m au-dessus du sol.
Conformément aux procédures ISO, les positions des microphones doivent être représentatives des positions où se trouvent normalement les auditeurs. Pour les mesures de temps de réverbération, les positions de mesure doivent échantillonner l’ensemble de l’espace. Les positions des microphones doivent être distantes d’au moins une demi-longueur d’onde, soit une distance d’environ 2 m pour la gamme de fréquences habituelle. La distance entre toutes les positions de microphone et la surface réfléchissante la plus proche, y compris le sol, doit être d’au moins un quart de longueur d’onde, soit environ un mètre.
Pour la mesure de durée de réverbération, il peut être utile d’évaluer les matériaux des surfaces limites ainsi que les éventuels éléments suspendus en fonction de leurs coefficients d’absorption et de leurs propriétés de diffusion.
Lorsque la condition dynamique de 60 dB est difficile à obtenir, la durée de réverbération (RT 60) est obtenue en utilisant le coefficient de pente de la courbe de décroissance. Le type de définition à partir duquel le coefficient de pente est calculé (EDT, RT 20, RT 30, ou défini par l’utilisateur) dépend de la différence entre le niveau de bruit de fond et le niveau de la source sonore. Si la différence de niveau est supérieure à 45 dB, le paramètre RT 60 peut être calculé à partir de trois définitions : EDT, RT 20, et RT 30.
La méthode des ondes stationnaires utilise un haut-parleur pour produire des ondes stationnaires dans un tube contenant le matériau à tester. Le coefficient d’absorption peut être déterminé en mesurant la différence entre les pressions sonores maximale et minimale à l’aide d’un microphone déplacé le long de l’axe du tube. La méthode des ondes stationnaires nécessite de petits échantillons de matériau mais donne des résultats reproductibles.
Une onde stationnaire se forme lorsque l’énergie acoustique est présente dans le système, qu’une réflexion a lieu au niveau des surfaces limites et que le trajet du son est égal à la demi-longueur d’onde (la demi-longueur d’onde doit être comprise entre les surfaces limites).
Deux méthodes de mesure de la durée de réverbération sont décrites dans cette partie de l’ISO 3382 : la méthode du bruit interrompu et la méthode de la réponse impulsionnelle intégrée. Les deux méthodes ont la même valeur attendue. La gamme de fréquences dépend de l’objectif des mesures. Lorsqu’il n’y a pas d’exigence pour des bandes de fréquences spécifiques, la gamme de fréquences doit couvrir au moins 250 Hz à 2000 Hz pour la méthode de sondage. La méthode de précision requiert une gamme de fréquences allant de 125 Hz à 4000 Hz.
La réponse impulsionnelle d’une position de source à une position de récepteur dans une pièce est une quantité bien définie qui peut être mesurée de diverses manières (par exemple en utilisant des coups de pistolet, des impulsions d’éclateur, des salves de bruit, des chirps ou des signaux MLS).
La source impulsionnelle doit pouvoir produire un niveau de pression acoustique de crête suffisant pour assurer une courbe de décroissance commençant au moins 35 dB au-dessus du bruit de fond dans la bande de fréquence correspondante. Si l’on veut mesurer le T30, il est nécessaire de créer un niveau supérieur d’au moins 45 dB au niveau de fond.
On peut utiliser des signaux sonores spéciaux qui ne donnent la réponse impulsionnelle qu’après un traitement spécial du signal enregistré du microphone (voir ISO 18233). Cela peut permettre d’obtenir un meilleur rapport signal/bruit. Des balayages sinusoïdaux ou un bruit pseudo-aléatoire (par exemple MLS) peuvent être utilisés si les exigences relatives au spectre et aux caractéristiques directionnelles de la source sont remplies.
En raison de l’amélioration du rapport signal/bruit, les exigences dynamiques de la source peuvent être considérablement réduites par rapport à celles définies au paragraphe précédent. Si le moyennage temporel est utilisé, il est nécessaire de vérifier que le processus de moyennage ne modifie pas la réponse impulsionnelle mesurée. Avec ces techniques de mesure, le filtrage de fréquence est souvent inhérent à l’analyse du signal, et il suffit que le signal d’excitation couvre les bandes de fréquence à mesurer.
Les durées de réverbération évaluées pour chaque fréquence de mesure doivent être tracés sous forme de graphique et indiqués dans un tableau. Les fréquences médianes nominales des bandes d’octave selon la norme CEI 61260 doivent être marquées sur l’axe des fréquences. Un temps de réverbération à un chiffre, T30mid, peut être calculé en faisant la moyenne de T30 dans les bandes d’octave de 500 Hz et 1 000 Hz ; T20, mid-ma, peut également être utilisé. On peut aussi prendre les moyennes sur les six bandes d’un tiers d’octave de 400 Hz à 1 250 Hz.
Le rapport d’essai doit comprendre les informations suivantes
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