Questions aux experts

Bonjour,

La réponse que vous proposez à votre question est la bonne : la physique d'une salle dépend des conditions physiques, et en particulier de la température, de l'air qu'elle contient !

L'acoustique d'une salle est due non seulement au son qui se propage directement du lecteur ou du chanteur jusqu'à l'oreille, mais également aux réflexions sur les parois de la salle. Le son entendu par un auditeur est donc la superposition des ondes sonores directe et réfléchies, et bien sûr l'amplitude relative de chaque onde influe sur le mélange global perçu par l'oreille, et qu'on appelle acoustique. Plusieurs effets vont influer sur l'amplitude de chaque onde :

-- qu'elle soit directe ou réfléchie, l'onde est absorbée par l'air : son amplitude diminue au cours de la propagation. La diminution dépend de l'hydrométrie de l'air, et en plus, de la fréquence. Les hautes fréquences seront particulièrement atténuées dans un air humide, ce qui va modifier le timbre des sons ;

-- de plus, pour les ondes réfléchies, une partie importante de l'atténuation sera due aux réflexions : une partie de l'onde est absorbée par les parois, une autre partie réfléchie vers l'auditeur : la proportion relative entre l’absorption et la réflexion, ou coefficient de réflexion, dépend de la nature des parois et de la nature de l'air, en particulier de la vitesse du son dans l'air (un autre effet similaire est la présence ou non de public, les corps n'ayant pas du tout le même coefficient d’absorption que les bancs sur lesquels ils sont assis : ainsi lors d'une répétition dans une église vide, on entend beaucoup mieux les ondes réfléchies) ;

-- les modes résonnants de la salle, c'est-à-dire les fréquences qui sont naturellement amplifiées par la salle, dont la perception dépend également principalement de la vitesse du son dans l'air (c'est analogue à ce qu'il se passe lorsqu'on accorde une guitare ou un violon : en tirant sur la corde, on modifie la vitesse du son dans la corde et la fréquence entendue est d'autant modifiée).

Or la vitesse du son dépend de la température. Pour un gaz comme l'air, il y a une formule qui montre que la vitesse dépend surtout de la température, la vitesse augmente d'environ 2 pour 1000 par degré celsius.

J'ai essayé de faire une réponse sans formule, n'hésitez pas à demander si vous souhaitez des détails plus techniques.

Cordialement,
Élisabeth Massot

La réponse d'Elisabeth Massot est très complète. Il serait peu utile d'y ajouter d'autres modifications acoustiques dues à l'humidité et la température. Quelques remarques sur les effets recensés :

- l'effet de l'HUMIDITE sur le timbre, l'intensité, la durée des transmissions et des réverbérations me semble le principal effet, pour l'acoustique d'une salle.
- Au contraire, pour l'accord d'un orchestre, la TEMPERATURE modifiant la vitesse du son la hauteur des instruments à vent AUGMENTE avec la température, tandis que la dilatation fait que la hauteur des instruments à cordes DIMINUE ! L'effet de la température est donc dramatique pour un orchestre, mais plus faible pour la voix humaine.
- Enfin, la modification des modes propres de la salle est aussi largement influencée par "l'amortissement" dû à l'humidité : en effet, la situation correspond plus à celle d'un résonateur fortement amorti, dont la largeur de "bande passante" et l'intensité réverbérée sont directement liées à l'affaiblissement du son dans l'atmosphère.

Bien cordialement
Michel Laguës
-

Je suis globalement d'accord avec l'excellente argumentation d'Elisabeth Massot, mais je pense que le facteur dominant est, de loin, la présence ou non d'un public assis dans la nef et de sa répartition. En effet, les effets de température et d'humidité sont très faibles et j'imagine mal que ces facteurs puissent changer drastiquement d'un jour à l'autre dans l'air d'une basilique cistercienne. En revanche, l'absorption du son par une surface humaine est très élevée et dépend de sa répartition.
Vue l'extrême complexité de la propagation du son dans une voûte, avec un nombre élevé de réflexions, je pense qu'il n'y a pas de fréquences de résonance bien déterminées, qui pourraient également changer d'un jour à l'autre.
Ne serait-il pas intéressant de faire des enregistrements de la même œuvre jouée de la même façon plusieurs jours de suite pour pouvoir préciser quelles sont exactement les différences de perception qu'on en a?
À suivre…
Cordialement
Jean Matricon

Bonjour
Je suis d'accord avec la réponse avec toutefois une correction à faire car il s'agit de l'hygrométrie qui est en jeu et non l'hydrométrie.
Cette dernière étant la science de mesure de la hauteur des eaux. Autre point, le nombre de personnes présentes influe aussi sur les conditions de résonance.
Cordialement
Xavier Geneste

Je suis du même avis que Jean Matricon, la présence du public (et, à nombre de personnes égal, sa répartition dans la salle, voire la façon dont il est habillé, légèrement en été ou chaudement en hiver) me semble de loin le facteur le plus déterminant.

Il serait intéressant de noter l'ensemble des paramètres possibles : température et humidité, puisque c'est la question que vous posiez, mais également le public présent, par exemple en prenant une photographie de la salle. Pour caractériser l'acoustique à chaque fois, vous pourriez simplement noter vos impressions subjectives, mais une bonne méthode (qui demande un peu de formation scientifique toutefois) serait d'enregistrer toujours le même son, très simple et reproductible (la percussion d'un marteau sur un objet par exemple) puis d'en faire l'analyse spectrale via un logiciel spécialisé. On en trouve plusieurs très complets et gratuits, comme praat (http://www.fon.hum.uva.nl/praat/), conçu par des phonéticiens mais très adapté également à la musique. Vous pourriez alors analyser de façon quantitative vos perceptions. Car il ne faut pas oublier non plus que l'ouïe, comme la vue, est subjective et peut facilement être trompée !

L'utilisation d'un tel logiciel par des non-spécialistes peut être rebutante ; je me propose de vous guider quelque peu si vous souhaitez aller dans ce sens.