La diffusion dans les lieux réverbérants

La lecture des rubriques précédentes a renseigné sur les phénomènes intervenant dans la propagation du son en milieu réverbérant.

Ce sont les réflexions du son sur les parois et les obstacles qui créent la principale difficulté. La plus élémentaire logique appelle donc à éviter, ou pour le moins à atténuer autant que possible, ces réflexions parasites.

Faute de pouvoir recourir à des moyens de correction acoustique, on s'efforcera de contourner la difficulté en focalisant l'énergie sonore sur l'auditoire et en envoyant le moins possible d'énergie vers les parois pour éviter de générer des réflexions perturbatrices.

L'idéal serait de pouvoir faire comme avec un projecteur de lumière : éclairer la zone utile en laissant le reste dans le noir.

Toutefois, ce qui est possible avec la lumière, dont la longueur d'onde est extrêmement courte, ne l'est pas aussi radicalement avec le son. On ne sait que très approximativement focaliser l'énergie sonore, surtout dans les basses fréquences.

Dans tous les cas, en milieu réverbérant, l'émission d'un haut-parleur, même très directif, ne sera ressentie comme cohérente et intelligible que sur une distance limitée.

Directivité d'une source sonore quelconque La directivité d'une source n'est pas la même à toutes les fréquences. Les hautes fréquences sont naturellement plus directives que les basses fréquences qui ont tendance pour leur part à se répandre plus rapidement de façon omnidirectionnelle. Contrôler la directivité d'une source en large bande n'est pas simple et il faut avoir recours à des agencements de haut-parleurs et à des réglages de phase particuliers pour obtenir une directivité cardioïde dans le bas du spectre. Dans le domaine du public-address, qui nous concerne, il n'est pas nécessaire de descendre aussi bas dans le grave qu'en sonorisation de spectacle. La bande passante tronquée mais équilibrée du téléphone est la preuve qu'une bonne intelligibilité de la parole parlée peut être obtenue avec une bande passante relativement étroite pour peu qu'elle soit bien adaptée. Toutefois, ce qui est acceptable avec le téléphone qui envoie directement le son dans l'oreille, apparaît comme un peu pauvre dans le cas d'une diffusion par haut-parleur. Dans ce dernier cas on veillera à avoir une bande passante plus étendue dans les aigus pour améliorer la finesse du son et l'intelligibilité du message. Reste que le contrôle de la directivité dans la partie inférieure du spectre, même sur une bande passante réduite, demeure problématique.

Les enceintes de type "colonne"  Il existe différents types de haut-parleurs plus ou moins directifs mais les colonnes sont les diffuseurs qui s'avèrent les plus efficaces dans les cas qui nous intéressent. Le but d'une colonne n'est pas d'être discrète et facile à installer. C'est d'offrir un contrôle de directivité aussi rigoureux que possible dans le sens vertical. La colonne sonore est une approche de la ligne acoustique. Une ligne acoustique est constituée d'un ruban étroit actionné sur toute sa longueur. La théorie de la ligne acoustique dit en substance que plus le front d'émission est haut, meilleures seront la focalisation du son dans le sens vertical et la portée utile. Les haut-parleurs de type "colonne" émettent en éventail. Le faisceau est plus ou moins focalisé dans le sens vertical tandis que l'ouverture horizontale est assez large. Disposer des haut-parleurs côte-à-côte dans un profilé ne constitue toutefois pas une véritable ligne acoustique et dans bien des cas le contrôle de directivité reste approximatif. Seules quelques rares colonnes peuvent vraiment se prévaloir de l'appellation de "haut-parleur à directivité contrôlée". Il suffit pour s'en convaincre d'en comparer différents modèles.

Comment émet une colonne ? Une colonne émet à la manière d'une antenne. Normalement le point d'émission fictif d'une colonne passive se situe à mi hauteur de la la ligne des haut-parleurs. A partir de ce point est projeté un lobe principal dont les ouvertures horizontale et verticale, ainsi que la portée utile, sont fonction des caractéristiques de la colonne. Le lobe est focalisé dans le sens vertical mais s'étale largement dans le plan horizontalement. Une colonne diffuse comme une part de gâteau. Plusieurs lobes secondaires de moindres énergies se répartissent vers le bas et vers le haut. Les colonnes ont une portée "utile" dans laquelle le son est plus précis, plus net, plus présent. Au delà, la propagation devient turbulente et l'intelligibilité décroît. Augmenter le niveau sonore ne modifie pas sensiblement la portée utile. Cette portée utile peut être légèrement affectée par l'acoustique du lieu. Les colonnes "passives" classiques ont leurs limites en terme de contrôle de directivité et de portée utile. Il faut ensuite avoir recours a d'autres types de colonnes.

Les colonnes magnéto statiques Ce type de colonne passive ne renferme plus des haut-parleurs classiques mais un haut-parleur sous forme d'un ruban vertical. Ce ruban est actionné sur toute sa longueur et non pas comme la corde d'un arc fixée à ses deux extrémités. Cette technologie permet de se rapprocher de l'idéal théorique de la ligne acoustique et autorise des portées utiles supérieures à celles des colonnes passives conventionnelles. Les coûts de fabrication sont plus élevés que ceux des colonnes classiques mais les bonnes portées utiles obtenues peuvent permettre de limiter le nombre des colonnes. C'est un compromis intéressant entre les colonnes passives classiques et les colonnes actives.

Les colonnes actives Ces colonnes de dernière génération intègrent une amplification multi-voies en même temps que de puissants algorithmes qui permettent de "conditionner" le faisceau sonore. Il est possible de jouer : Sur la focalisation (l'ouverture verticale) du faisceau Sur la portée utile Sur l'incidence du faisceau Le point d'émission fictif peut parfois être déplacé en hauteur Certains modèles peuvent générer deux faisceaux d'incidences différentes. Ces colonnes permettent d'obtenir de relativement grandes portées, même dans des conditions acoustiques difficiles. Elles sont pilotées par des logiciels plus ou moins sophistiqués. Leur mise en oeuvre optimale nécessite d'avoir acquis un certain savoir-faire. Le coût des ces colonnes est élevé mais une seule colonne peut remplacer plusieurs colonnes traditionnelles. Il y a donc un bilan à faire car, globalement, l'installation peut parfois s'avérer plus simple et plus économique qu'avec des colonnes traditionnelles. Cela est à apprécier au coup par coup en fonction des conditions locales rencontrées. Ces colonnes ne sont pas pour autant une panacée.

Directivité et portée utile La directivité, et la portée utile, sont les deux critères essentiels qui vont permettre de sélectionner les colonnes en fonction des caractéristiques du lieu et des possibilités d'installation. Une colonne pas assez directive excitera trop les résonances du lieu au détriment de l'intelligibilité et pourra favoriser l'effet Larsen (accrochage avec les microphones). Une colonne avec une portée utile trop faible ne couvrira pas la totalité de la zone visée. Une colonne avec une portée utile trop importante pourra chevaucher d'autres zones et entraîner des interférences, ou générer des réflexions gênantes.