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Les différentes possibilités et mise en œuvre pré-construction/post-construction de la pièce, essais, DIY...

Les modes, c'est grave ?

Message » 03 Oct 2010 21:05

Dans un autre sujet traitant de correction acoustique, j'ai voulu exprimer une vue différente sur les modes de salle.
En gros, j'ai dis que dans une salle, il n'y a pas de grave s'il n'y a pas de modes propres.
Sans doute utilisons nous un vocabulaire différent : je pense que pour la plupart d'entre-vous, un mode c'est quelque chose de néfaste qui s'ajoute au signal "propre".
Mais comme personne n'a compris mes explications sans doute trop sommaires, je vais essayer ici de présenter les modes de salles vues sous deux autres angles..

1 D'abord et rien que pour vous embêter, une petite récap d'acoustique
En acoustique linéaire, l'équation d'onde lie la pression instantanée et la vitesse de propagation. Elle devient, dans une représentation fréquentielle, l'équation d'Hemholtz.
Celle-ci, appliquée avec des conditions aux limites d'un espace fini, a pour solution une fonction de Green qui définie la pression en un point récepteur en fonction de la pression en un point émetteur.
Souvent, cette fonction est appelée équation des modes propres. Cette dénomination est un peu trompeuse. L'équation ne définie pas seulement les modes mais elle représente complètement la pression en un point.
Cette équation est présente dans tous les bouquins d'acoustique de Beranek, Morse, Kutruff, Geddes,...
Vous la trouverez ici http://www.musicanddesign.com/roomgain2A.html
On lit :
First, recognize that the pressure at any frequency, as determined by the value of k = ш/c, is the sum of contributions from all modes
Autre bonne lecture : http://www.tara.tsukuba.ac.jp/~maki/reprint/Haneda/yh94sap320-328.pdf
On notera aussi et c'est intéressant quand on aborde la correction qu'un mode propre correspond à un filtre de type biquad donc qu'il est directement inversable par un filtre biquad (paramétrique standard) opposé.

Bon, ne m'en demandez pas plus, ça fait bien longtemps que je n'ai plus fait d'acoustique théorique.
Et si c'est un peu complexe, passons donc à un exemple, qui constituera l'autre volet.

2 Exemple de mesure du grave dans une salle
Il s'agit de la régie audio du journal télévisé d'une grande chaîne nationale. Cette pièce est évidemment traitée acoustiquement (il n'y a plus de modes, non, je rigole)
Image
La courbe de l'enceinte gauche, mesurée en 1/3 d'octave et fenêtrée sur 500ms à l'emplacement de mixage montre que cette réponse tout à fait correcte (+-3dB jusqu'à 35Hz). C'est conforme à la recommandation AES TD1001.1.01-10 qui est elle-même plus sévère que l'ITU-R BS. 775.
Alors vous allez me dire : le local est traité acoustiquement, la courbe est plate, il n'y a donc pas de modes !

Vérifions quand même la courbe de waterfall à l'emplacement de mixage.
Image
Pas de problème particulier : une décroissance correcte et pas de traînage notable.
Il n'y a pas de modes ? Et pourquoi toutes ces irrégularités de réponse ?

Alors regardons cette même réponse, au même endroit mais en réponse FFT non lissée avec une fenêtre identique comparée à la courbe lissée.
Image
C'est moins joli, on ne voit pas une courbe continue mais une succession de pics et creux qui représentent simplement tous les modes plus ou moins amortis. Vous ne pouvez pas enlevez tous ces modes sinon vous supprimez le grave.
La même chose en 32 points de cette régie, on voit bien que le grave n'est qu'une succession de creux et bosses (que l'on retrouve dans le waterfall).
Image

Ce que je veux dire, c'est que les modes ne sont pas le diable. Il n'y a pas de grave dans une pièces sans les modes. Le vrai problème, c'est juste certains modes trop peu amortis qui deviennent gênants.
Certains voudraient supprimer les modes, voire les interdire, ce n'est pas possible : vous pouvez juste les amortir acoustiquement ou les inverser électroniquement, mais c'est un autre débat, assez compliqué.

En fait, je ne sais toujours pas si mon explication est claire ! :wink:
Dernière édition par ohl le 04 Oct 2010 21:15, édité 1 fois.
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Message par Google » 03 Oct 2010 21:05

Publicite

 
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Message » 03 Oct 2010 21:36

Je ne doute pas que ce fil permettra un débat serein.
Il n'y a pas de grave dans une pièces sans les modes.

Je crois que ce qui est difficile dans cette phrase c'est qu'elle inverse la relation de cause à effet. Dans une chambre anéchoïque, il n'y a pas de mode et il y a du grave, non ? et dans une pièce non amortie, émettre du grave excite automatiquement des modes.
Aussi, dans l'esprit des pauvres hifistes et home-cinemiste que nous sommes qui pour la plupart ne disposent pas d'une pièce traitée, le "mode" est bien synonyme de problème faute d'amortissement suffisant. Je ne pense pas que le genre de waterfall que tu as montré soit accessible dans une pièce quelconque (j'aimerais voir les échelles de temps et niveau, cela dit).

Enfin, je n'arrive pas à comprendre comment un phénomène à base de réflexions peut être inversé ?
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Message » 03 Oct 2010 22:14

Dans une chambre anéchoïque, il n'y a pas de mode et il y a du grave, non ?

Il y a sans doute deux façon de l'appréhender :
si on considère la chambre anéchoïque comme une pièce normale mais extrêmement amortie, on peut considérer qu'il y a autant de modes que dans une autre salle de même dimension. Simplement ces modes sont très amortis (jusqu'à une certaine fréquence au moins).Quand ces modes sont très amortis, on se retrouve avec une courbe plate.
On peut aussi dire que la chambre anéchoïque est parfaite et que l'on est en champ libre, les parois sont infiniment éloignées et donc les modes sont infiniment rapprochés dès la fréquence zéro.
En physique, il existe souvent plusieurs façons d'expliquer un phénomène mais le résultat final est identique.

Enfin, je n'arrive pas à comprendre comment un phénomène à base de réflexions peut être inversé ?

Et pourtant, le miroir acoustique à retournement temporel existe. C'est pas une blague mais ici, ça ne sert à rien.
Il faut partir de la fonction de Green qui permet de vérifier que les modes sont des filtres du second ordre et un tel filtre se compense.
En fait, il faut se dire que dans le grave, le signal vient à peine de démarrer que la réflexion commence puis s'ajoute. Un signal sinus additionné d'autres signaux sinus reste à la même fréquence, c'est juste que son amplitude est changée et sa phase est décalée.
Une petite démo intéressante : http://www.hometheatershack.com/forums/rew-forum/7135-waterfalls.html
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Message » 03 Oct 2010 22:49

La meilleur façon d'avoir une vrais qualité acoustique en basse fréquence, c'est bien de dimensionner une salle afin de repousser le fonctionnement modale le plus bas possible, si on veut vraiment faire une comparaison en terme de qualité c'est sans appel.
Après qu'il faille faire avec je comprend et tout dépend du type d'application de la salle en question en ce qui concerne son volume, seulement, même avec la bonne répartition modale, ceux si sont sont en trop grande majorité responsable de la signature sonore de la pièce et cela dans un rapport sans équivoque par rapport au reste du spectre qui lui est "gérable".
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Message » 03 Oct 2010 22:50

Merci pour ces explications et désolé pour la réponse un peu épicée sur l'autre fil.

Je crois que beaucoup de gens sur ce forum aimeraient bien avoir la courbe "pas jolie" dans leur salon. Une amplitude de "seulement" 15 dB...

Une courbe sans lissage mesurée chez un particulier très bien équipé, salle non traitée acoustiquement :

Image

39 dB d'amplitude...

Vue "waterfall" :
Image

J'ai respecté les mêmes échelles pour faciliter la comparaison, même si ce n'est pas le même logiciel. (Pourquoi 1000 s et 24 dB de visualisation dans la vue waterfall ? Pour voir une éventuelle résonance de 2/3 s ?)

C'est peut être un peu naïf mais comme j'entend du grave en plein air j'ai un peu de mal avec la phrase : "Il n'y a pas de grave dans une pièces sans les modes".

Cette question fait double emploi avec celle de Denis, qui a été plus rapide pour éditer son message !
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Message » 04 Oct 2010 10:16

ohl a écrit:
Dans une chambre anéchoïque, il n'y a pas de mode et il y a du grave, non ?

Il y a sans doute deux façon de l'appréhender :
si on considère la chambre anéchoïque comme une pièce normale mais extrêmement amortie, on peut considérer qu'il y a autant de modes que dans une autre salle de même dimension. Simplement ces modes sont très amortis (jusqu'à une certaine fréquence au moins).Quand ces modes sont très amortis, on se retrouve avec une courbe plate.
On peut aussi dire que la chambre anéchoïque est parfaite et que l'on est en champ libre, les parois sont infiniment éloignées et donc les modes sont infiniment rapprochés dès la fréquence zéro.
En physique, il existe souvent plusieurs façons d'expliquer un phénomène mais le résultat final est identique.

Je suis bien d'accord avec tout ça, je persiste malgré tout à penser que ton "fameux" slogan place la charrue avant les boeufs, d'ou les réactions bizarroïdes. Enfin, ça va passer :roll:


Enfin, je n'arrive pas à comprendre comment un phénomène à base de réflexions peut être inversé ?

Et pourtant, le miroir acoustique à retournement temporel existe. C'est pas une blague mais ici, ça ne sert à rien.

Bon, le lien ne doit fonctionner que moyennant un abonnement. Mais j'intuite le principe: la réponse impulsionnelle de l'enceinte inclue ce qu'il faut pour "annuler" les réflexions. Bien entendu ça ne peut marcher qu'en un seul point. (j'ai expérimenté ce principe pour tenter d'annuler la réflexion due chez moi au mur juste derrière la position d'écoute. Et dans une certaine mesure, ça marchait).


Il faut partir de la fonction de Green qui permet de vérifier que les modes sont des filtres du second ordre et un tel filtre se compense.
En fait, il faut se dire que dans le grave, le signal vient à peine de démarrer que la réflexion commence puis s'ajoute. Un signal sinus additionné d'autres signaux sinus reste à la même fréquence, c'est juste que son amplitude est changée et sa phase est décalée.

Bien d'accord, c'est ce que j'ai tenté d'expliquer dans l'autre post (mais apparemment ça n'est pas passé non plus :-? ).


Une petite démo intéressante : http://www.hometheatershack.com/forums/rew-forum/7135-waterfalls.html

Je n'arrive pas à être convaincu ! même si la réponse en fréquence est corrigée, j'aimerais voir la tête de l'impulsion... car le système enceinte + modes de pièce n'est pas à phase minimale ? Sans doute que quelque chose m'échappe...
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Message » 04 Oct 2010 11:39

La confusion ne vient-elle pas du fait que l'on emploie souvent indifféremment les mots "modes" et "resonance"?

Si résonance= variation d'amplitude + altération des temps de montée descente (faible bande passante donc), alors, peut-on dire qu'ils ne sont pas nocifs parce qu'ils sont naturels?

On peut vivre avec, mais si deux salles ont deux répartitions des modes différentes, il est fort probable que les deux n'ont pas le même "son". Donc une, au moins, n'est pas celle que je veux.
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Message » 04 Oct 2010 12:16

Pas terrible la régie de FR3,
après on s'étonne que le son augmente de 10db quant la pub arrive...... :-? :mdr:

pas convaincu par les formules et les courbes........Pourquoi ne pas nous fournire directement le fichier de mesure ... ?

Les modes ne sont pas nocif oui ! mais si leur amplitude est inf à 10dB
d-d.
 
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Message » 04 Oct 2010 18:01

Bonjours,

Petite question,

Les "modes" sont bien liés au retour de l'onde sonore causé par une paroi ? Si la paroi dissipe entièrement l'énergie (transformation d'énergie sous forme thermique ou autre forme d'énergie par exemple), il n'y a plus de retour de l'onde, le mode est inexistant dans ce cas ?
Est-ce que si une paroi arrivait à dissiper 100% l'énergie de l'onde, il n'y aurai pas de grave ?
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Message » 04 Oct 2010 18:04

la parois ne pourrait dissiper que l'énergie qu'elle reçoit. Donc pas d'onde réfléchie. Par contre l'onde directe (de la source à l'oreille), elle resterait intacte.

Pas de pic, pas de creux.
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Message » 04 Oct 2010 21:14

Pas terrible la régie de FR3
Pas loin, mais c'est pas France3

Si la paroi dissipe entièrement l'énergie, il n'y a plus de retour de l'onde, il n'y aurai pas de grave ?

On se retrouve alors en champ libre, j'ai répondu plus haut.

Mais je comprends votre étonnement. Comme en physique, il y a une seule vérité mais plusieurs façon d'expliquer, je vais tenter autre chose.
On peut modéliser une source sonore dans une salle par ce qu'on appelle des sources-images : une source émet le signal d'origine. Chaque réflexion sur une paroi peut être exactement remplacée par le signal venant d'une source positionnée à la même distance mais de l'autre côté de la paroi.
Ici l'auditeur est l'étoile, le hp est en vert et les sources images en noir.
Image image qui vient de http://www.2pi.us/rir.html
Ces sources sont un peu décalées dans le temps et de niveau un peu plus faible (perte d'énergie à la réflexion). Au premier ordre, on a 6 parois donc 6 sources secondaires qui elles mêmes sont complétées par 36 sources tertiaires, etc...On comprends que pour certaines fréquences, les sources alignées se trouvent en phase ce qui donne des modes propres. On peut donc considérer que la pression sonore en un point est la somme de la pression de champ direct (la première source) et de toutes les autres sources.
Ainsi pas de paroi = pas de sources secondaires = pas de modes
C'est vrai mais cette façon d'expliquer me gêne. Pourquoi ? Parce qu'on se dit alors, j'ai un champ direct, je rajoute des modes par dessus et ça me crée des bosses qui représentent les modes propres. Et là ça devient plus difficile d'expliquer que ça crée aussi des creux.
A cause de ça, de la présentation formelle de la fonction de Green et surtout de mon côté un peu provocateur, je préfère dire pas de modes = pas de grave.
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Message » 05 Oct 2010 13:27

Bonjour.

ohl a écrit:On peut modéliser une source sonore dans une salle par ce qu'on appelle des sources-images : une source émet le signal d'origine. Chaque réflexion sur une paroi peut être exactement remplacée par le signal venant d'une source positionnée à la même distance mais de l'autre côté de la paroi.


Je comprends bien cette modélisation, du moins tant que l'on parle d'un signal avec une seule fréquence.

Dans le cas d'un signal réel, comment cette modélisation prend-elle en compte le fait que les propriétés de reflexion/absorbtion des parois dépendent de la fréquence ? La cartographie des sources-images est-elle spécifique à chaque fréquence ? Cela semble complexifier le problème...
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Message » 05 Oct 2010 13:41

Denis31 a écrit:Je n'arrive pas à être convaincu ! même si la réponse en fréquence est corrigée, j'aimerais voir la tête de l'impulsion... car le système enceinte + modes de pièce n'est pas à phase minimale ? Sans doute que quelque chose m'échappe...

Je précise ma pensée:
Le système enceinte + pièce n'est pas à phase minimale, à cause des réflexions retardées.
Il existe un système équivalent S, à phase minimale, dont la réponse en fréquence est identique en un point de la pièce (peut-être même en tous points).
N'est-ce pas ce système équivalent qui se décompose en filtres biquad, et qu'il est donc possible d'inverser parfaitement ?
Et si l'on applique cette inversion au système réel, on obtient quelque chose dont la réponse en fréquence est plate, mais qui n'est pas à phase minimale: les réflexions arrivent toujours en retard.
Et ces réflexions retardées resteront audibles (du moins dans une certaine mesure).

???
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Message » 05 Oct 2010 22:15

La cartographie des sources-images est-elle spécifique à chaque fréquence ? Cela semble complexifier le problème...

Il suffit d'affecter la directivité et la réponse en fréquence adéquate à chaque source : une source secondaire qui passe par x parois aura une réponse x fois dégradée par les caractéristiques de la paroi. C'est compliqué mais c'est dans ce genre de calculs qu'un ordinateur excelle.

Le système enceinte + pièce n'est pas à phase minimale, à cause des réflexions retardées.

Sous la fréquence de transition, la plupart des auteurs considèrent que le système hp+local est à phase minimale (à part la transition éventuelle sub/satellite). C'est évidemment à cette seule condition que la réponse est inversable.
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Message » 05 Oct 2010 22:19

ohl a écrit:
La cartographie des sources-images est-elle spécifique à chaque fréquence ? Cela semble complexifier le problème...

Il suffit d'affecter la directivité et la réponse en fréquence adéquate à chaque source : une source secondaire qui passe par x parois aura une réponse x fois dégradée par les caractéristiques de la paroi. C'est compliqué mais c'est dans ce genre de calculs qu'un ordinateur excelle.

Le système enceinte + pièce n'est pas à phase minimale, à cause des réflexions retardées.

Sous la fréquence de transition, la plupart des auteurs considèrent que le système hp+local est à phase minimale (à part la transition éventuelle sub/satellite). C'est évidemment à cette seule condition que la réponse est inversable.



Je ne suis pas d'accord, en 1 seul point cela pourrait être vrai, mais même un HP hors axe n'est plus vraiment à phase minimale.
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