L’acoustique du home studio (4ème partie) : mesures et interprétation

Posted on octobre 26, 2011

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Note : ce billet fait partie d’un dossier de 8 posts consacrés à l’acoustique du home studio :

Nous voilà donc prêts à faire les mesures acoustiques de notre (futur) home-studio. Moniteurs allumés, micro placé au point d’écoute futur, logiciel et volumes calibrés, c’est parti ! Cliquez sur « measure » en haut à gauche de l’interface. Une nouvelle fenêtre s’ouvre. Nous restons sur l’onglet SPL et nous pouvons indiquer la tranche de fréquences pour laquelle nous souhaitons effectuer une analyse. Nous allons pour commencer prendre la totalité du spectre audible, soit de 20 à 20kHz. Entrez ces valeurs et laissez les autres par défaut.

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Protégez vos oreilles à l’aide de bouchons. Cliquez sur « Start Measuring« . REW diffuse le signal balayant l’étendue fréquentielle à analyser.

J’ai fait les mesures d’exemple dans une pièce non traitée de petite dimension (13m² environ) dont les murs sont recouverts de plâtre, le sol de parquet et le plafond de lambris. il y a également une fenêtre double de taille standard. Promenons-nous d’un graphique à l’autre et essayons de faire quelques constats. L’idée restant bien entendu, d’appliquer ce processus à votre propre espace de travail.

1/réponse fréquentielle

Rendons-nous sur le 2ème onglet « All SPL« . Il diffère du premier (SPL and Phase) pour 2 raisons : il n’affiche pas la phase du signal reçu (cela dépasse le cadre de notre propos pour le moment) et permet de juxtaposer les réponses fréquentielles de toutes les mesures ouvertes en même temps dans le logiciel afin de les comparer et d’en faire une moyenne (bouton « Average the responses« ). Dans le cas du home-studio, nous cherchons surtout à traiter la réponse au point d’écoute. Cependant, la possibilité de faire une moyenne des prises de mesures effectuées en différents endroits d’une même salle peut s’avérer précieuse pour améliorer l’acoustique d’une salle de concert par exemple. Mais là n’est pas notre propos. Observons donc le graphique All SPL, en ayant au préalable zoomé de manière à avoir une vue synthétique de l’ensemble du spectre :

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On voit déjà que nous sommes loin de la linéarité, avec des variations de l’ordre de 50 dB en plusieurs endroits du spectre. Nous verrons dans le prochain billet que s’il est facile de corriger les aiguës, les écarts d’amplitude dans les graves sont plus difficiles à traiter. Attachons-nous en conséquence à la bande de fréquence de 20 à 200 Hz :

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Pour cet exemple, ignorons les fréquences inférieures à 40 Hz (fréquence de coupure de mes moniteurs). Que constatons-nous : il y a 3 pics, respectivement à 50, 103 et 134 Hz ainsi qu’un creux important à 175 Hz. Rien que dans cette tranche, la variation d’amplitude en fonction de la fréquence atteint 50dB.

2/Echogramme

Rendons-nous sur l’onglet impulse et observons la courbe de décroissance : celle-ci est linéaire et on met environ 500ms à revenir au silence, ce qui est un peu long pour un home-studio où l’on veut faire du travail de précision.

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Note : il y a une corrélation directe entre le temps de réverbération et la précision ressentie subjectivement. La réverbération lisse le signal, réduisant les écarts d’amplitude et occasionnant des superpositions. C’est ce qui se passe dans une église où les propos du curé sont rendus incompréhensibles (outre les questions théologiques) par un champ diffus trop prononcé. Plusieurs indices acoustiques permettent de rendre compte de la clarté et de l’intelligibilité de la parole (STI, RASTI).

3/Réverbération

Allons sur l’onglet RT60, qui va nous indiquer le temps pour chaque tiers d’octave de perdre 60dB d’amplitude. Vous pouvez désactiver les lignes EDT (pour early decay time, c’est à dire les réflexions précoces), T20 et T30 (pour 20 et 30 dB de perte d’amplitude). Conservez Topt qui est le plus synthétique (car optimal par rapport aux mesures ; consultez l’aide de REW si vous voulez en savoir plus).

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On constate là aussi de nombreuses irrégularités : si le temps de réverbération est de 0.6 seconde autour de 100 Hz, il descend à 0.3 pour les valeurs supérieures à 9000Hz. Nous pouvons en conclure que le spectre du signal réverbéré est lui-même déséquilibré.

4/Waterfall

Nous allons en trouver la confirmation évidente grâce au graphique waterfall. Cliquez sur generate en bas à gauche. On obtient ceci :

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Notez que l’icône Limits vous permet de donner les limites des axes du graphique. Réduisons la bande de fréquence de 15 à 200 Hz là où il y a le plus de relief.

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Étendons maintenant l’intervalle de temps à 1 seconde. Il est de 300 ms par défaut. Cliquons sur l’icône controls et modifions l’intervalle temporel (time range). Nous voyons que les fréquences graves mettent bien plus de temps à revenir au silence, notamment aux fréquences de pic 50 et 103 Hz.

5/Spectrogramme

Le spectrogram (onglet suivant) ne dit pas autre chose :

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6/Analyse modale

Enfin, allons voir l’analyse modale que propose REW (cliquez sur EQ dansla barre d’outil supérieure et ouvrez le 4ème panel). Laissons les valeurs d’analyse par défaut : en général au-dessus de 300 Hz les fréquences propres sont tellement rapprochées qu’elles ne sont plus audibles individuellement. Cliquez sur find resonances.

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REW nous donne la liste des modes propres avec pour chacun sa fréquence, son amplitude maximale et son TR60. Dans l’exemple présent, on retrouve nos fréquences problématiques : 49.4Hz avec un pic de 87dB et un TR60 de 1 seconde ; 102Hz (82dB, 549ms) etc…

Diagnostic :

  • il existe des fréquences propres audibles et génantes qui créent des résonances, des pics et des creux dans le bas du spectre.
  • la partie basse du spectre est globalement surreprésentée (jusqu’à 200 Hz)
  • le TR est trop long pour une control room.
  • il y a des trous importants à intervalles réguliers dans le spectre.

Traitements préssentis :

  • absorption large-bande pour réduire le TR et la présence des graves : murs, plafond.
  • piéger les basses avec des dispositifs adaptés (absorption dans les coins et les angles de la pièce où les basses s’accumulent)
  • dispositif de diffusion pour les mediums et aiguës afin d’homogénéiser la réponse au point d’écoute et limiter le filtrage en peigne.

Contraintes :

  • garder une symétrie de traitement (pas d’absorbeur à gauche et de diffuseur à droite par exemple, au risque d’avoir une image stéréo déséquilibrée)

Dans le billet suivant, nous essaierons de comprendre comment les traitements acoustiques permettent d’agir sur les problèmes rencontrés afin de mettre en place notre stratégie. Absorption par matériau poreux et/ou par diaphragme, bass traps, diffuseurs, vous aurez toutes les cartes en main pour corriger l’acoustique de votre studio !

Si vous ressentez le besoin d’assistance pour obtenir le meilleur de votre espace et de votre matériel, je vous invite à prendre connaissance de mon offre et à me contacter.

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Posted in: Acoustique, Apprendre