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STAGE - ACCORDS DES INSTRUMENTS ET RÉVERBÉRATION

Exercice d'application


Son et musique (Spé Physique-Chimie)

  • Exercice : Son et musique - Partie 2

    Trois jeunes musiciens amateurs (un guitariste, un pianiste et un flûtiste) projettent de donner un concert devant leurs amis dans le sous-sol d’une maison. Lors d’une répétition dans ce lieu, ils s’interrogent sur les améliorations à apporter pour éviter une réverbération trop importante.

     

    2) La pièce du sous-sol est-elle une bonne salle de concert ?

    Le concert a lieu dans une salle au sous-sol d’une maison. La salle a une forme parallélépipédique, de longueur $L = 10,0$ m, de largeur $l = 5,0$ m et de hauteur $h = 3,0$ m.

    Cette salle, vide et sans vitrage, possède une porte en bois de surface  : $S_{bois} = 3,0 m^2$.

    Le sol, les murs et les plafonds sont en béton d’une surface totale : $S_{béton} = 187 m^2$.

    a) Quels sont les phénomènes physiques qui interviennent au cours de la propagation du son dans une salle ? En citer au moins trois.

    b) Quelle est l’unité du coefficient de valeur $0,16$ dans la formule de Sabine (document 7) ?

    c) En l’absence de spectateurs, la pièce du sous-sol est-elle une bonne salle de concert ? Justifier.

    d) On souhaite obtenir une durée de réverbération égale à $2,0$ s. Pour cela, on dispose sur les murs des panneaux absorbants verticaux de coefficient d’absorption acoustique $α_{panneau} = 0,50$. Quelle surface de panneau faut-il utiliser pour satisfaire la nouvelle durée de réverbération $T_R$ ?

     

    DOCUMENTS :

     

    Document 6 : Réverbération d’une salle.

    La réverbération est le phénomène qui prolonge l’énergie sonore après un arrêt net de la source sonore. Une onde sonore émise dans une salle se propage dans toutes les directions à la vitesse de 340 m/s. Très rapidement elle rencontre le plafond, le sol ; et les murs. Selon la nature de ces parois, une fraction de l’énergie acoustique est absorbée et le reste est réfléchi.

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    En règle générale, l’absorption est plus faible pour les sons graves.

    La réverbération n’est pas toujours souhaitée pour un orateur, sauf effets spéciaux.

    Elle doit être courte pour une bonne compréhension du texte ; au maximum 0,8 seconde. Au-delà, les syllabes se chevauchent et l’intelligibilité diminue.

    L’absence de réverbération provoque un rendu sec et dur sur la musique ; on recherche toujours une prolongation du son. Une bonne salle de musique présente une réverbération de 1,0 à 2,5 secondes. L’orgue nécessite une réverbération plus longue : c’est le cas des églises.

    D’après http://www.sonorisation-spectacle.org/reverberation.html

     

    Document 7 : Durée de réverbération

    La durée de réverbération TR est le temps mis par un son pour décroître de 60 dB après la coupure de la source sonore.

    Cette durée TR se calcule à l’aide de la loi de Sabine : $\frac{0,16\times V}{A}$

    Avec :

    V : volume de la salle (en m3)

    A : l’aire de la surface absorbante équivalente de la salle (en m2)

    TR :durée de réverbération (en s)

    On définit la surface équivalente $A$ par $A =  \sum_i(\alpha \times S_i)$ où $\alpha_i$ représente le coefficient d’absorption du matériau de surface Si. Il dépend de la nature du matériau et de la fréquence du son.

    Coefficients d’absorption acoustique moyens, αM, de différents matériaux à une fréquence de 500 Hz.

    Matériau

    Plâtre

    Carrelage

    Béton

    Bois

    Verres

    Dalles acoustiques

    αM

    (pas d’unité)

    0,030

    0,020

    0,010

    0,15

    0,18

    0,75

    D’après http://www.acouphile.fr/materiaux.html

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