L’Acoustique est la science du son. C’est l’étude de la propagation et de la transmission des ondes mécaniques des sons, des infrasons et des ultrasons, selon les fréquences considérées.

Si l’on se réfère à la définition que donnait déjà l’Académie Française en 1770, l’acoustique est « la partie de la physique qui étudie les sons ». Cette discipline séculaire répond donc aux lois de la physique et comprend diverses branches comme l’acoustique architecturale, l’acoustique musicale, l’électroacoustique, la thermo acoustique, etc.

L’étude de l’acoustique remonte à l’antiquité et l’on attribue son origine à Pythagore au VIe siècle av. J.-C.

Plus tard, au IVe siècle av. J.-C., Aristote s’y intéressera également et établira que “le son se génère de la mise en mouvement de l’air” et que “le son voyage”. Au IIIe siècle av. J.-C. certains savants supposent que le son se propage selon un phénomène ondulatoire semblable aux ondes visibles à la surface de l’eau.

Les architectes grecs et romains vont peu à peu mettre en pratique ces découvertes et utiliseront cette conception de l’acoustique dans la construction de nombreux théâtres antiques, comme le célèbre théâtre d’Épidaure en Grèce, le théâtre d’Orange en France ou encore le théâtre d’Aspendos en Turquie.

 

Au début du XVIIe siècle, Galilée effectuera une série d’expériences qui l’amèneront à théoriser la notion de fréquence, après avoir étudié le “mouvement de l’air généré par un corps vibrant”.

A l’ère moderne, c’est le physicien américain Wallace Clement Sabine qui, en publiant en 1900 son article « Reverberation », établit les fondements scientifiques de l’acoustique des salles.

Sabine a énoncé les deux principes qui restent aujourd’hui encore à la base de l’acoustique architecturale : la Réverbération acoustique et le Temps de réverbération.

La réverbération est « la persistance du son dans un lieu après l’interruption de la source sonore. Elle résulte du mélange de diverses réflexions directes et indirectes d’ondes sonores ».

C’est la réverbération du son sur les parois d’une pièce qui provoque l’effet d’écho. Voilà pourquoi la correction acoustique permet d’y remédier, en maitrisant la propagation du son afin d’en diminuer le niveau sonore.

Le Temps de réverbération optimal dépend donc de chaque lieu et de l’usage auquel il est destiné. Ainsi les studios d’enregistrement ou les salles de cinéma privilégient un temps de réverbération le plus court possible, à l’acoustique sourde, alors qu’on préfèrera une acoustique réverbérante pour les salles de concert et les églises.

L’objectif recherché par l’étude de l’acoustique des salles est d’offrir la meilleure qualité d’écoute possible dans différents lieux, qu’ils soient dédiés au spectacle et à la musique ou qu’il s’agisse de lieux publics comme des restaurants, des cantines scolaires, des gymnases, ou bien évidemment des bureaux, tout particulièrement dans le cas d’open space.

 

Le Temps de réverbération a été théorisé par la Formule de Sabine, il est ainsi symbolisé : TR60.

Le Temps de réverbération d’une pièce est « le temps nécessaire pour que le son diminue de 60 dB après l’extinction de la source sonore ».

Afin de pouvoir mesurer le temps de réverbération, il faut une source sonore qui persiste suffisamment pour que le niveau sonore se stabilise. Ce niveau sonore stabilisé sert alors de référence pour le calcul, et le temps de réverbération sera précisément le temps nécessaire pour que le son se réduise ultérieurement de 60 dB.

La formule de Sabine, exprimée en secondes, permet l’estimation du temps de réverbération :

TR = 0,16 V/A

Wallace C. Sabine établit, par sa formule, la relation entre le volume d’une salle, les propriétés d’absorption acoustique des surfaces des parois, qui varient selon les matériaux employés, et le temps de réverbération. Il démontre que le temps de réverbération T (en secondes) de la salle est proportionnel à son volume V (en m3) et inversement proportionnel à l’aire d’absorption équivalente A (en m2).

Pour mettre en pratique la théorie de Sabine, il faut associer à chaque surface, au mobilier (tapis, rideaux, sofa, etc.) comme aux personnes présentes dans la pièce une « aire d’absorption équivalente » exprimée en mètre carré (m2).

Quelques exemples de temps de réverbération :

  • Sous Pyramide du Louvre : 10 secondes
  • Hall de Gare : 1,5 à 3 secondes
  • Salle de classe : 0,8 secondes
  • Gymnase : 2 à 4 secondes
  • Salle de concert : 1,8 à 2,5 secondes
  • Logement normalement meublé : 0,5 secondes
  • Logement très meublé : 0,2 secondes