Temps de Réverbération et Formule de Sabine
Nous avons déjà évoqué dans d’autres pages de ce site que le Temps de Réverbération (ou réverbération), également appelé T60, est le paramètre qui définit la qualité de la réponse acoustique d’un local, et il est exprimé en secondes.
En d’autres mots, la réverbération peut être partiellement assimilée aux concepts plus connus d’écho et de résonance, c’est en quelque sorte la persistance sonore des sons émis dans une pièce fermée.
Si la persistance d’un son (T60) est trop longue (pensez à un local particulièrement résonnant), cela génère un effet de confusion sonore où tous les sons se superposent et s’emmêlent jusqu’à devenir incompréhensibles. Au contraire, si le temps de réverbération est excessivement bref, les sons émis sont trop secs ou ouatés et ils n’atteignent pas les auditeurs (mais il faut reconnaitre que ce dernier cas est assez rare).
Ainsi, chaque local a son propre temps de réverbération optimal, en fonction de l’usage auquel il est destiné.
Nous détaillerons ci-après le mode d’opération afin de procéder à la correction acoustique d’une pièce présentant un temps de réverbération excessif, générant beaucoup d’écho:
- déterminer la valeur actuelle du Temps de Réverbération (T60);
- identifier un Temps de Réverbération optimal selon l’usage prévu;
- calculer la quantité et la typologie de matériel phono-absorbant à ajouter aux parois ou au plafond afin d’obtenir les bénéfices escomptés.
Nous avons expliqué précédemment que la procédure la plus fiable pour vérifier avec précision la valeur actuelle du Temps de Réverbération d’une pièce est la mesure directe « in situ » avec un phonomètre.
Cependant, nous allons maintenant décrire une méthode empirique, basée sur la Formule de Sabine, que chacun peut utiliser afin d’obtenir une première évaluation des interventions nécessaires.
En effet, pour des locaux présentant des surfaces assez simples et uniformes, le calcul utilisant la Formule de Sabine donne le plus souvent des résultats étonnamment précis.
Formule de Sabine
Cette méthode de calcul est basée sur le principe d’un champ sonore diffus et évalue le temps de Réverbération grâce à la formule suivante :
Formule de Sabine : T60 = 0,161 * (V/A)
Dans cette formule, la valeur T60 est exprimée en secondes, V indique le volume du local analysé (exprimé en mètres cubes), et A est ce qu’on appelle l’aire équivalente d’absorption acoustique (exprimée en mètres carrés).
L’aire équivalente d’absorption acoustique (A), à son tour, est calculée par la formule suivante :
A= ∑(αi*si)
Où (si) est la i-ème surface exprimée en mètres carrés et (αi) est le coefficient de phono-absorption apparent de cette même surface, à une fréquence donnée (en général, 1000 Hz).
Le coefficient de phono-absorption est une caractéristique de toute surface et en général il est indiqué dans les tableaux des matériaux de construction ou dans les certificats des matériaux utilisés pour le revêtement du local.
Cas pratique : comment calculer le Temps de Réverbération (T60)
Supposons de devoir intervenir dans un local ou la résonance excessive crée une confusion généralisée (par exemple, une cantine scolaire ou un gymnase).
Le local a un plan de 20 x 8 mètres et une hauteur de 4 mètres.
Par conséquent, ce local a un volume total de 640 mètres cubes, 160 mètres carrés de sol, 160 mètres carrés de plafonds et 224 mètres carrés de parois.
Supposons encore que ce local a un sol en grès porcelainé, matériau très résistant généralement indiqué pour les sols dans les espaces publics, mais qui est acoustiquement très réfléchissant.
Ainsi, son coefficient de phono-absorption α est très bas, disons α = 0,02.
Supposons que les murs et le plafond soient revêtus d’un enduit au plâtre et peints, ils sont donc également amplement réfléchissants, avec α = 0,05.
Pour faciliter le calcul nous n’avons pas pris en compte les éventuelles surfaces vitrées (qui sont par ailleurs hautement réfléchissantes).
Rappelons ici que les valeurs de coefficient de phono-absorption α sont repérables dans les tableaux ou dans les certificats des matériaux de construction utilisés, pour une fréquence donnée de 1000 Hz.
- La première étape est la détermination du Temps de Réverbération (T60) actuel en appliquant la formule de Sabine :
T60 = 0,161 * (V/A)
avec V = 640 m3
et A = (sol: 160 m2 * 0,02) + (plafond: 160 m2 * 0,05) + (murs: 224 m2 x 0,05) =22,4
Nous obtenons alors un T60 égal à 4,6 secondes.
- Supposons que s’agissant d’une cantine, nous souhaitions réduire le temps de réverbération de 4,6 secondes actuelles à 1 / 1,2 secondes, qui représente d’après nous une valeur de qualité.
Nous chercherons alors à installer au plafond et aux murs environ 90 m2 de matériaux phono-absorbants, disposant d’un coefficient de phono-absorption α = 0,8 :
Nous recalculons à présent l’aire équivalente d’absorption acoustique :
A = 22,4 + (90 * 0,8) = 94,4
- Appliquons à nouveau la Formule de Sabine en utilisant l’aire équivalente d’absorption acoustique A que nous venons de calculer :
T60 = 0,161 * (640/94,4) = 1,09 secondes.
Nous obtenons ainsi un T60 de 1,09 secondes, ce qui correspond à l’objectif fixé afin d’améliorer le confort acoustique de la cantine en question.
En conclusion, en installant 90 m2 de panneaux phono-absorbants dotés d’un coefficient α = 0,8, nous venons de réduire le temps de réverbération de 4,6 secondes à 1,09 secondes et ce faisant, nous avons grandement amélioré le confort acoustique des convives de la cantine.
