Temps de réverbération : qu’est-ce que c’est et comment le mesure-t-on ?

Bien que l’architecture acoustique fasse partie intégrante de la conception des structures depuis au moins 2000 ans, ce n’est qu’au début du 20e siècle que le concept de temps de réverbération a été établi sur une base scientifique par Wallace Sabine. Sabine a démontré que le temps de réverbération est l’aspect le plus important pour déterminer l’adéquation acoustique d’une pièce, quelle que soit son utilisation future. Sabine a ensuite défini les bases scientifiques permettant de le prédire et de le calculer. Lorsqu’une source crée une onde sonore dans une pièce ou dans un environnement en général, les personnes présentes n’entendent pas seulement l’onde qui se propage directement depuis la source, mais aussi les multiples réflexions de l’onde elle-même qui « rebondit » sur les murs, le sol, le plafond et les éléments environnants. Ces facteurs constituent l’onde réfléchie ou le son réverbéré. Après l’arrêt de la source, celle-ci peut être entendue pendant un certain temps en devenant de plus en plus douce. Le temps nécessaire, après la cessation de la source sonore, pour que l’intensité absolue diminue d’un facteur égal à 10⁶ ou, de manière équivalente, le temps nécessaire pour que le niveau de l’intensité diminue de 60 dB, est défini comme étant le temps de réverbération (parfois appelé T60). Sabine a réussi à démontrer que ce temps est lié au volume de la pièce ou de l’espace de référence et à la capacité des murs, du sol, du plafond et des éléments de la pièce à absorber le son. À partir de ces hypothèses, Sabine a développé une relation mathématique pour calculer le temps de réverbération. La formule est la suivante :

T60 = 0,16 – V/A

Où V est le volume de la pièce exprimé en mètres cubes, A la somme des coefficients d’absorption des différentes surfaces présentes dans l’environnement et l’aire des surfaces elles-mêmes (en mètres carrés). Tout ceci est basé sur l’hypothèse d’un champ parfaitement diffus(un champ dans lequel la densité d’énergie est la même en tout point et toutes les directions dans lesquelles le son peut se propager sont équiprobables). Cependant, il est souvent difficile de mesurer avec précision le T60 ou, surtout dans les pièces vastes et volumineuses, il devient particulièrement difficile de générer un niveau sonore suffisamment consistant et stable pour en permettre la mesure correcte. Pour résoudre ce problème, l’on mesure les T20 et T30 les plus courants, en les multipliant respectivement par trois et deux afin d’obtenir le niveau T60. Les niveaux T20 et T30 sont appelés temps de réverbération retardés car ils correspondent à la partie finale de la courbe et sont mesurés pendant une courte période après l’arrêt de la propagation du son depuis la source. Le T20 est mesuré avec une décroissance de 20 dB et le T30 avec une décroissance de 30 dB. Les deux mesures, cependant, ne commencent que lorsque le son a diminué de 5 dB. La conception et l’analyse de l’acoustique d’un espace commencent toutes deux avec cette équation. En se servant de celle-ci et des coefficients d’absorption des matériaux avec lesquels les murs seront construits, il est possible d’approximer le fonctionnement acoustique de l’espace. Des matériaux absorbants et réfléchissants (ou une combinaison des deux) peuvent être utilisés pour modifier le temps de réverbération et sa dépendance de la fréquence, ce qui permet d’obtenir les caractéristiques les mieux adaptées à chaque situation. À chaque matériau frappé par les ondes sonores correspond un coefficient d’absorption représentatif, qui indique la fraction de l’onde, en fonction de la fréquence, qui est absorbée lorsque l’onde atteint la surface. L’absorption de toutes les surfaces de la pièce est additionnée pour obtenir l’absorption totale (A).

Pourquoi est-il important de mesurer le temps de réverbération?

Bien qu’il n’existe pas une valeur exacte et univoque pour le temps de réverbération, il existe une plage de valeurs considérées comme appropriées pour chaque application ou pour chaque espace. Ces valeurs changent en fonction de la taille de la pièce. Par exemple, le besoin de clarté dans la compréhension de la parole nécessite que les pièces utilisées pour la conversation, comme les salles de conférence, aient un temps de réverbération raisonnablement court. D’autre part, le son complet souhaitable pour l’exécution de la musique de l’époque romantique, comme les opéras de Wagner ou les symphonies de Mahler, nécessite un temps de réverbération long. En outre, pour obtenir une clarté adaptée aux passages légers et rapides de Bach ou de Mozart il est nécessaire d’avoir une valeur intermédiaire de temps de réverbération. Enfin, pour la lecture des enregistrements sur un système audio, le temps de réverbération doit être court afin de ne pas le confondre avec le temps de réverbération de la musique dans la pièce où elle a été enregistrée. En général, les pièces dont le temps de réverbération est inférieur à 0,3 seconde sont dites acoustiquement « mortes », tandis que celles dont le T60 est supérieur à 2 secondes sont dites « échoïques ». L’importance du temps de réverbération d’une pièce est donc primordiale. Corriger un environnement ou une pièce d’un point de vue acoustique permet d’optimiser la propagation du son et, par conséquent, de permettre aux personnes qui s’y trouvent de mieux comprendre et entendre la source d’où part l’onde sonore. Marvinacustica propose diverses solutions phono-absorbantes et acoustiques pour réduire la réverbération et pour absorber et limiter la propagation des ondes sonores à l’intérieur des pièces.