Les modes, c'est grave ?

[Denis31]

L'idée est que, puisque la présence de modes propres est inévitable dans une pièce fermée, plus il y en a mieux c'est. Car effectivement, ils seront mieux répartis en fréquence. C'est d'ailleurs le but des abaques de "proportions idéales": répartir au mieux les modes, pour que la courbe de réponse globale soit le moins chahutée possible.
Ça n'empêche pas de les amortir.
En fait, une annulation profonde causée par une ou plusieurs réflexions précoces déphasées de 180° est plus nocive qu'un bon vieux mode propre, car plus difficile à corriger. On ne fera vraisemblablement qu'en changer la fréquence en déplaçant le sub, et tout égalisation est impossible. Alors qu'une bosse due à un ventre de mode propre se corrige parfaitement par égalisation [c'est sur le "parfaitement" que je butte un peu moi aussi ].

[seb310]

L'idée est que, puisque la présence de modes propres est inévitable dans une pièce fermée, plus il y en a mieux c'est. Car effectivement, ils seront mieux répartis en fréquence. C'est d'ailleurs le but des abaques de "proportions idéales": répartir au mieux les modes, pour que la courbe de réponse globale soit le moins chahutée possible.

Voui mais bon : c'est pas parce qu'on en a beaucoup qu'ils sont de la même intensité, non ?

[Denis31]

Plus il y en a (et bien répartis), moins il y a de chance qu'il y en ait de beaucoup plus "puissant" que les autres.

[Denis31]

Ceci dit, après m'être fait l'avocat du diable (il me pardonnera ), je vais illustrer mon point de vue sur la question, avec des mesures effectuées dans deux pièces bien différentes.
L'image ci-dessous montre deux courbes de réponses (limitées au grave 30-300Hz), de systèmes différents dans des pièces différentes.

La courbe rouge est mesurée dans une pièce parallélépipédique non amortie d'environ 6*4*2.5, à la position d'écoute située à 1m environ du mur du fond.
La courbe verte est mesurée dans une pièce de forme irrégulière amortie d'environ 20m2, la plus grande dimension étant 5.8m, position d'écoute contre le mur du fond.

A première vue que voit-on ? la courbe rouge est très irrégulière, marquée par de nombreuses annulations d'environ 10dB. REW permet de simuler le résultat d'une équalisation hyper-soigée, voilà ce que ça donnerait:


Courbe de réponse bien plate, mais décroissance temporelle des modes bien visible, d'environ -40dB/s.

La courbe verte est relativement régulière, avec peu d'annulations mais très marquées. Voici le waterfall correspondant:

Très peu de modes bien visibles, tous sous 100Hz et extinction complète du signal en moins de 0,3s.

Malgré la courbe de réponse moins plate, je pense que ce second cas de figure est bien plus favorable à l'écoute.

Les courbes de group delay sont également éloquentes:

Dans la pièce amortie, le délai de groupe reste faible, sauf deux accidents marqués: le raccord des subs à 60Hz, et l'annulation à 106Hz. Dans la pièce parallélépipédique non amortie, c'est la foire à toutes les fréquences...

[wakup2]

L'idée est que, puisque la présence de modes propres est inévitable dans une pièce fermée, plus il y en a mieux c'est. Car effectivement, ils seront mieux répartis en fréquence. C'est d'ailleurs le but des abaques de "proportions idéales": répartir au mieux les modes, pour que la courbe de réponse globale soit le moins chahutée possible.
Ça n'empêche pas de les amortir.
En fait, une annulation profonde causée par une ou plusieurs réflexions précoces déphasées de 180° est plus nocive qu'un bon vieux mode propre, car plus difficile à corriger. On ne fera vraisemblablement qu'en changer la fréquence en déplaçant le sub, et tout égalisation est impossible. Alors qu'une bosse due à un ventre de mode propre se corrige parfaitement par égalisation [c'est sur le "parfaitement" que je butte un peu moi aussi ].

Pour avoir plus de modes, la seule chose a faire c'est d'augmenter le volume de la pièce afin de repousser plus bas en fréquence cette fameuse fréquence de schroeder, bien qu'il faille voir cette fréquence plutôt comme étant une transition qui se fait progressivement pour passer a un fonctionnement diffus et "homogène avec des réflexions de type spéculaire.
Pour des salles de volume identique, le but étant de la dimensionner afin d'obtenir une bonne répartition de ces modes et surtout éviter qu'ils se superposes ou qu'ils soient trop éloigné les uns des autre, l'un entrenant forcement l'autre.

On comprend donc, que la meilleur façon de régler ces problèmes est déjà d'avoir une salle d'un volume conséquent afin de repousser ce fonctionnement modale très néfaste sur l'écoute et qui est le premier facteur de la signature sonore d'une salle par rapport au reste du spectre qui lui reste gérable en comparaison.

Julien

[Denis31]

Pour avoir plus de modes, la seule chose a faire c'est d'augmenter le volume de la pièce...
Pour des salles de volume identique, le but étant de la dimensionner afin d'obtenir une bonne répartition de ces modes...

Je suis d'accord, mais le souci est que dans 99% des cas pour le hifiste la pièce est déjà existante, et pas immense. Donc faut trouver autre chose... regarde le waterfall mesuré vert, la pièce fait moins de 45m3.

[ohl]

La phrase "sans modes, pas de grave", c'est juste la traduction (provocante) de la fonction de Green d'une pièce, où mathématiquement, quand on supprime tous les modes, il ne reste rien.
Mais en fait, c'est une question de vocabulaire, le signal direct d'origine étant lui aussi présent dans la fonction en tant que mode. Bon, je ne le dirai plus.

Sur ce, reprenons sur des aspects tout aussi provocants, j'ai compris qu'il n'y a que comme ça que l'on réfléchit (surtout moi)

Malgré la courbe de réponse moins plate, je pense que ce second cas de figure est bien plus favorable à l'écoute.
Les courbes de group delay sont également éloquentes:

ce fonctionnement modal très néfaste sur l'écoute et qui est le premier facteur de la signature sonore d'une salle

Ces remarques me gênent et je vais tenter d'expliquer pourquoi.
Ce qui suit est un peu long et compliqué mais vous n'êtes ni obligés de lire ni de comprendre (moi non plus).

Quelques-uns ici connaissent ma réputation d'objectiviste (acharné disent les très mauvaises langues) et grand amateur d'ABX.
O rage, o désespoir, tout est ABXable sauf ce qui a trait à l'acoustique !
Damned, comment peut-on se rendre compte de la plus-value réelle d'un traitement, d'un résonateur, d'une coupelle magique (vous savez bien, c'est la recette miracle confiée par le yéti au copain de Tintin au Tibet)
Depuis quelques années, la puissance des ordinateurs a permis de faire assez facilement de l'auralisation temps réel.
C'est quoi l'auralisation ? C'est une technique qui permet de simuler virtuellement les phénomènes acoustiques et d'écouter directement le son modifié par l'environnement tout en agissant directement sur certains paramètres.
Par plaisir, j'ai donc programmé des logiciels d'auralisation, d'abord pour comprendre certains aspects (réflexions précoces, diffraction,...) et pour écouter et déterminer leur audibilité.
Comme j'ai quand même un petit bagage d'acoustique, je me suis pris au jeu et à partir de la programmation d'une réflexion unique, j'ai finis par une salle virtuelle avec simulation des modes propres, simulation des premières réflexions, déplacement des sources et de l'auditeur, etc...
Evidemment, puisque c'est du temps réel, on est limité par la puissance des processeurs. Je me suis contenté de 2 sources primaires, une soixantaines de sources secondaires,etc...
La grosse limitation est la "sur-acuité" des défauts. Dans la vie réelle, les mouvements de la tête permettent, par exemple, de dissocier certaines réflexions du signal d'origine et d'atténuer l'influence du local.
Quand on utilise un casque en auralisation, on entend sans doute beaucoup plus les défauts. Pour s'approcher de la réalité, il faudrait utiliser un casque avec détecteur de mouvement et correction en temps réel. Je m'y mettrais un jour.

En attendant, on peut déjà écouter et là, je me suis aperçu que les premières réflexions étaient particulièrement audibles mais pas tant les modes propres. Nous voilà revenus au notre sujet de départ.
Donc, j'ai eu l'impression que le traitement du local est en fait plus bénéfique aux réflexions qu'aux modes. Dans un soft, on peut augmenter directement l'absorption pendant l'écoute, alors que pour la vraie acoustique, jamais on ne peut comparer avant/après, avec/sans. Ou alors, il faut se fier à sa mémoire auditive et c'est pas mon genre.
Ou encore, il faut enregistrer des réponses impulsionnelles avant et après traitement, et écouter en passant par un logiciel de convolution, pourquoi pas...
Tout ça était un peu long mais c'est pourquoi je doute de la nocivité réelle des modes propres sauf ceux qui traînent.
Je parle ainsi des modes en général mais je sais pertinement que dans la plupart des pièces non traitées, il y a un ou deux modes bien longs et particulièrement désagréables (ainsi un 106Hz dans mon salon !) et qu'il faut absolument amortir.

Maintenant, si on a chez soi un méchant mode pas très propre comment l'éliminer ? Je ne vais pas aborder ici les façons de corriger mais juste faire un petit calcul d'acoustique.
Beaucoup disent qu'il faut une sacrée épaisseur de matériau amortissant (on dit le 1/4 de la longueur d'onde mais déjà à 125Hz, c'est 70cm !)
Mais après tout, on ne veux pas faire de chambre sourde, on peut se contenter d'amortir ce mode propre juste comme le RT60 de la pièce, non ?
Alors prenons la calculatrice.
La recommandation AESTD1001.1.01-10 qui définit un standard pour l'écoute multicanale demande un TR60 de 0.25s jusqu'à 200Hz puis une tolérance de +0.15s à 125Hz donc 0.4s recommandé à 125Hz.
Supposons qu'un mode perturbateur axial soit présent à cette fréquence. Si on souhaite limiter son trainage au TR max de 0.4s, quel est le coefficient d'absorption nécessaire sur les 2 parois concernées ?
On veut donc qu'au bout du temps 0.4s, l'atténuation soit de 60dB et connaissant la distance entre les murs, on saura combien de fois,l'onde aura été réfléchie et donc atténuée par une paroi.
Par exemple, pendant ce TR de 0.4s, un signal aura voyagé sur 138m. Donc largeur de 4m, il aura passé 34 fois dans l'amortissant des murs . Comme les petits ruisseaux,... déjà un peu d'amortissant devrait bien réduire les modes propres....
Calcul final : alpha=1-10^(-60*L/(344*20*TR)) (où TR représente le RT60 et L la distance entre ces 2 murs). La formule est de moi, vous avez intérêt à vérifier.
Ce qui donne par exemple pour L=4m, avec un TR souhaité de 0.4s à 125Hz, un coef de 0.18 par paroi. Ce 0.18 peut être obtenu par une couche de laine de verre de 50kg/m3 et d'environ 5cm d'épaisseur.
J'ai l'impression que le calcul tient à peu près la route parce qu'en recalculant le TR par la formule de Norris-Eyring, on retombe sur une valeur comparable.
La plupart des acousticiens préconisent des épaisseurs bien plus importantes, pourquoi ?
Modes ? Réflexions précoces ?

[Denis31]

La phrase "sans modes, pas de grave", c'est juste la traduction (provocante) de la fonction de Green d'une pièce, où mathématiquement, quand on supprime tous les modes, il ne reste rien.
Mais en fait, c'est une question de vocabulaire, le signal direct d'origine étant lui aussi présent dans la fonction en tant que mode. Bon, je ne le dirai plus.

Sur ce, reprenons sur des aspects tout aussi provocants, j'ai compris qu'il n'y a que comme ça que l'on réfléchit (surtout moi)

Malgré la courbe de réponse moins plate, je pense que ce second cas de figure est bien plus favorable à l'écoute.
Les courbes de group delay sont également éloquentes:

ce fonctionnement modal très néfaste sur l'écoute et qui est le premier facteur de la signature sonore d'une salle

Ces remarques me gênent et je vais tenter d'expliquer pourquoi.
Ce qui suit est un peu long et compliqué mais vous n'êtes ni obligés de lire ni de comprendre (moi non plus).
...
...
...
Ce qui donne par exemple pour L=4m, avec un TR souhaité de 0.4s à 125Hz, un coef de 0.18 par paroi. Ce 0.18 peut être obtenu par une couche de laine de verre de 50kg/m3 et d'environ 5cm d'épaisseur.La plupart des acousticiens préconisent des épaisseurs bien plus importantes, pourquoi ?
Modes ? Réflexions précoces ?

Réflexions précoces.
Mon exemple du waterfall vert correspond à peu près au cas de figure que tu décris. On voit bien que les premières réflexions entrainent des creux énormes.
En plus ces creux seront très variables en fonction de la position d'écoute.
Ceci dit je n'ai pas de preuve à l'appui de ma préférence pour l'acoustique verte par rapport à la rouge. Je pourrais essayer de convoluer les IR mesurés, sur un solo de contrebasse par exemple. Intuitivement je dirais que ce sera sans appel, mais je veux bien être surpris...

[peter.pan]

Ceci dit, après m'être fait l'avocat du diable (il me pardonnera ), je vais illustrer mon point de vue sur la question, avec des mesures effectuées dans deux pièces bien différentes.

Dans la pièce amortie, le délai de groupe reste faible, sauf deux accidents marqués: le raccord des subs à 60Hz, et l'annulation à 106Hz. Dans la pièce parallélépipédique non amortie, c'est la foire à toutes les fréquences...

Ce qui est certain c'est que le RT60 de la pièce amortie est bien plus favorable à une écoute détaillée et de qualité, alors que dans la pièce non amortie ce doit être un peu la cacophonie.

[Nexus.6]

...Mais après tout, on ne veux pas faire de chambre sourde, on peut se contenter d'amortir ce mode propre juste comme le RT60 de la pièce, non ?
Alors prenons la calculatrice... On veut donc qu'au bout du temps 0.4s, l'atténuation soit de 60dB ... largeur de 4m, il aura passé 34 fois dans l'amortissant des murs . ...un coef de 0.18 par paroi... laine de verre de 50kg/m3 et d'environ 5cm d'épaisseur...

Tiens, intéressant, je n'ai jamais vu cette approche.

Interessant donc si le traitement ne vise qu'à adoucir ce mode isolé. Si il sert en plus à autre chose (on s'y attend), comme la reflexion précose qu'il doit éliminer en un seul rebond...

[wakup2]

Pour avoir plus de modes, la seule chose a faire c'est d'augmenter le volume de la pièce...
Pour des salles de volume identique, le but étant de la dimensionner afin d'obtenir une bonne répartition de ces modes...

Je suis d'accord, mais le souci est que dans 99% des cas pour le hifiste la pièce est déjà existante, et pas immense. Donc faut trouver autre chose... regarde le waterfall mesuré vert, la pièce fait moins de 45m3.

Je suis bien d'accord mais il faut tout de même remettre les choses a leur places aussi, quand on à pas le choix sur les dimensions de la pièce, le mieux est de jouer sur le placement du système et du point d'écoute et d'amortir, seulement ca ne remplacera jamais une vrai salle optimisé de part ces dimension dès le départ, il faut juste en être conscient.

[wakup2]

Doublons

[Mahler]

Ou alors, il faut se fier à sa mémoire auditive et c'est pas mon genre

Sage décision !

[Domi75]

Par exemple, pendant ce TR de 0.4s, un signal aura voyagé sur 138m. Donc largeur de 4m, il aura passé 34 fois dans l'amortissant des murs . Comme les petits ruisseaux,... déjà un peu d'amortissant devrait bien réduire les modes propres....
Calcul final : alpha=1-10^(-60*L/(344*20*TR)) (où TR représente le RT60 et L la distance entre ces 2 murs). La formule est de moi, vous avez intérêt à vérifier.
Ce qui donne par exemple pour L=4m, avec un TR souhaité de 0.4s à 125Hz, un coef de 0.18 par paroi. Ce 0.18 peut être obtenu par une couche de laine de verre de 50kg/m3 et d'environ 5cm d'épaisseur.
J'ai l'impression que le calcul tient à peu près la route parce qu'en recalculant le TR par la formule de Norris-Eyring, on retombe sur une valeur comparable.
La plupart des acousticiens préconisent des épaisseurs bien plus importantes, pourquoi ?

Hmmm... je suis pas acousticien, mais la formule me parait suspecte...
Le calcul de la réverb selon Eyring-Norris est basé le volume et la surface de la pièce qui déterminent le libre parcours moyen du signal (LPM).
Je ne connais pas les dimensions de la pièce mais si la hauteur fait 2,50m le LPM doit faire environ 2m.
Or, la distance qui sépare les murs est 4m. Si on regarde que les modes entre les 2 murs, il faut prendre 4m.
Avec un LPM de 4m, on s'aperçoit qu'il faut un alpha de 0,4 et non 0,18 pour avoir un RT de 0,4 seconde à cette fréquence.
ça change l'épaisseur....

[TMS]

....
après on s'étonne que le son augmente de 10db quant la pub arrive......

p.....

rien à voir....

jacques