7. Optimizing the acoustics in your home studio

Vous connaissez désormais les problèmes acoustiques de votre home studio et les outils techniques pour lutter contre ces problèmes. Nous allons maintenant travailler sur l'optimisation étape par étape. À titre d'exemple, nous utiliserons une pièce rectangulaire de sous-sol de taille typique. En général, il existe de nombreux concepts acoustiques différents pour les salles d'écoute. Tous les concepts présentent des avantages et des inconvénients. Cependant, présenter tous ces éléments en détail dépasserait largement le cadre de ce guide. Nous nous basons donc sur ce qui est probablement le plus courant, le concept LEDE (LEDE = Live End/Dead End).

1 – Choix de la position d'écoute

Vous devez d'abord décider d'une position d’écoute appropriée dans la pièce. Trouver la position vraiment optimale dans l'espace n'est en réalité pas possible sans mesures acoustiques. Le champ sonore dans la pièce est trop complexe pour déterminer intuitivement la meilleure position. Cependant, il existe quelques règles empiriques que vous pouvez suivre.

La première décision que vous devez prendre est dans quelle direction spatiale vous souhaitez orienter vos enceintes. Les enceintes doivent-elles rayonner sur toute la longueur ou la largeur de la pièce ? Sur le plan acoustique, il existe des arguments en faveur des deux variantes. Nous vous recommandons de les placer de manière à ce qu'elles rayonnent dans la longueur de la pièce. Cela vous donne une reproduction des graves nettement plus équilibrée à la position d'écoute. Le spectre des graves présente des creux et des pics moins prononcés.

La raison est que la position d'écoute est plus éloignée du mur du fond. Les réflexions de ce mur, qui peuvent exciter des modes spatiaux basse fréquence dans cette direction spatiale, sont moins efficaces en raison de la distance de déplacement plus longue. De plus, avec des tailles de pièce et des dispositions d'enceintes typiques, la position d'écoute sera plus ou moins au milieu de la pièce avec un rayonnement sur toute la largeur de la pièce, c'est-à-dire exactement là où la résonance la plus profonde de la pièce et ses multiples impairs ont un minimum de pression acoustique. En rayonnant le long du long mur, la position d'écoute s'éloigne du centre de la pièce si le positionnement est par ailleurs le même, ce qui se traduit généralement par une meilleure répartition des modes à la position d'écoute. La distance entre les parois latérales et la position d'écoute est alors réduite, ce qui conduit dans un premier temps à des effets de filtre en peigne plus forts en raison des réflexions des parois latérales. Nous tiendrons compte du fait que cet inconvénient n'aura aucun impact lors d'une optimisation ultérieure.

La position d'écoute est généralement choisie pour être axialement symétrique par rapport à la pièce. La symétrie axiale est importante, car une image stéréo précise avec des sources sonores fantômes facilement localisées sur la base stéréo n'est possible que si les deux enceintes ont les mêmes conditions de réflexion sur les parois latérales, en ce qui concerne leur temps de transit et leurs rapports de niveau. Si vous vous tenez plus près de l'une des deux parois latérales, les réflexions initiales de cette paroi arrivent à la position d'écoute plus tôt et plus fortes que celles de l'autre paroi. Les sources sonores fantômes sont alors déplacées vers ce mur ou ne peuvent plus être clairement localisées sur la base stéréo. Le fait que vous puissiez toujours vous écarter de la symétrie axiale est dû au fait qu'avec cette position, vous vous asseyez automatiquement au point d'extinction maximale du mode spatial le plus profond et de ses multiples impairs entre les deux parois latérales. Comme pour la hauteur de la pièce, cela peut avoir un effet négatif sur la reproduction des graves. En pratique, on peut donc s'écarter quelque peu de la symétrie axiale. 20 à 30 cm suffisent pour obtenir une répartition des modes plus favorable à la position d'écoute. Ceci est possible, car les fortes réflexions initiales des parois latérales sont généralement toujours réduites par la mise en place d'absorbeurs. À cet égard, après une optimisation appropriée, ceux-ci n’ont pratiquement plus d’effet nocif.

2 – Le placement et l'orientation corrects des enceintes dans la pièce

Pour une reproduction stéréo parfaite, il est essentiel de positionner les enceintes dans ce qu'on appelle un triangle stéréo. Les deux enceintes forment un triangle stéréo équilatéral avec la position d'écoute. Les enceintes sont chacune pivotée à 30° par rapport à l'axe longitudinal de la pièce. La pointe du triangle opposée à la base des enceintes doit être juste derrière la tête de l'auditeur. La taille du triangle stéréo dépend de plusieurs facteurs. Il doit être espacé d'au moins 1,5 mètre pour les enceintes à deux voies et plutôt de 2,5 mètres pour les systèmes à trois voies plus grands, de sorte que chaque haut-parleur d'une enceinte soit perçu comme une source sonore commune.

La distance entre les enceintes et la paroi avant joue également un rôle majeur dans la restitution. Les enceintes ne rayonnent pas les basses fréquences vers l'avant, mais de manière sphérique. Le son basse fréquence est donc réfléchi par ce mur avec un retard temporel. À une fréquence dont la demi-longueur d'onde correspond à deux fois la distance entre l'enceinte et le mur avant, une annulation se produit. Il en va de même, dans une moindre mesure, pour les multiples impairs de cette fréquence. Cet effet est appelé Speaker Boundary Interference Response (SBIR) et est en fin de compte un effet de filtre en peigne.

Vous pouvez contrecarrer cet effet en choisissant une distance aussi grande que possible par rapport au mur avant. Plus la réflexion doit parcourir de distance, plus elle est faible et plus l'effet de filtre en peigne qui en résulte est insignifiant. Cela semble bien, mais dans la pratique, cela pourrait ne pas suffire et devrait être combattu davantage par des dispositifs absorbants derrière les enceintes. Le problème est que le déclenchement est décalé vers des fréquences plus basses à des distances plus grandes et celles-ci sont difficiles à traiter avec des absorbeurs standards.

Alternativement, vous pouvez placer les enceintes aussi près que possible du mur. Les annulations sont alors plus fortes, mais passent à une gamme de fréquences plus élevée et plus facile à traiter avec des absorbeurs. Cependant, il y a deux choses à considérer. Pour les enceintes dotées d'une ouverture Bass-Reflex à l'arrière, vous devez respecter une distance minimale d'environ 10 cm afin que ce système ne soit pas perturbé. Lors d'un positionnement près du mur, les basses fréquences sont également augmentées de 6 dB en raison de l'effet d'accumulation de pression. Avec des enceintes dotées d'un filtre de correction de pièce, vous pouvez facilement compenser cette augmentation. Vous devez essayer par vous-même quelle approche est finalement la meilleure pour votre pièce.

Concernant la hauteur des enceintes, nous vous recommandons de les positionner de manière à ce que les tweeters soient approximativement au niveau des oreilles. Les enceintes ne sont donc pas inclinées, mais rayonnent exactement horizontalement sur la position d'écoute. D'une part, les réflexions de la table ou autre sont contrôlées de telle manière qu'elles n'ont pas un effet aussi fort sur l'oreille, et d'autre part, la reproduction des hautes fréquences ne change pas lorsque vous bougez la tête d'avant en arrière, puisque vous vous déplacez toujours le long de l'axe 0°. Cela signifie que la coloration hors axe des enceintes n'est pas effective.

3 - Création d'une zone sans réflexions

Après avoir défini la position d'écoute et l'emplacement de vos enceintes, vous pouvez vous occuper de créer une zone sans réflexion (RFZ = Reflection Free Zone) autour du lieu d'écoute. De quoi s'agit-il ? L'objectif est de créer une zone autour du champ d'écoute qui ne présente aucune réflexion gênante dans un certain laps de temps après le son direct. Cet écart de temps initial (ITDG) doit être compris entre 17 et 20 ms. Vous pouvez y parvenir en atténuant les réflexions initiales fortes et colorantes du son des murs et du plafond avec des absorbeurs large bande. Les effets de filtre en peigne sont réduits et l'image des sources sonores fantômes est stable et peut être localisée avec précision. Il faut maintenant savoir exactement où placer les absorbeurs afin d'atténuer les premières réflexions gênantes. Ces points de réflexion initiaux peuvent être facilement déterminés graphiquement. La condition fondamentale pour cela est que les réflexions sonores (au moins comme modèle) suivent le principe angle d'incidence = angle de réflexion. Procédez ainsi :

• dessinez un plan de votre pièce à l'échelle
• dessinez la position des enceintes et la position d'écoute
• dessinez plusieurs rayons en couleur (par exemple rouge) depuis l'enceinte droite jusqu'au mur latéral droit
• dessinez les rayons réfléchis selon le principe angle d'incidence = angle de réflexion
• dessinez plusieurs rayons en couleur (par exemple bleu) depuis l'enceinte gauche jusqu'au mur latéral droit
• dessinez les rayons réfléchis selon le principe angle d'incidence = angle de réflexion
• répétez la procédure pour le mur latéral gauche, le mur avant et le mur arrière
• dessinez un plan de votre pièce et répétez la procédure pour le plafond

Position des enceintes et position d'écoute dans une pièce

Dessiner les rayons réfléchis selon le principe angle d'incidence = angle de réflexion

Rayons de l'enceinte droite au mur latéral gauche

Répéter la procédure pour l'enceinte gauche

Zone sans réflexion autour de la position d'écoute

Les absorbeurs doivent être installés partout sur les murs et le plafond où les rayons réfléchis arrivent directement ou à proximité immédiate du point d'écoute. Plus les surfaces absorbantes sont grandes, plus la zone sans réflexion autour de la position d'écoute sera grande. Les surfaces absorbantes doivent toujours être placées au niveau des oreilles. Il n'y a pas de réflexion au sol lors de l'analyse, car la console de mixage ou la table de travail se trouve généralement à ces points de réflexion. Cette réflexion ne peut pas être éliminée par les absorbeurs. Seul le placement en hauteur des enceintes peut avoir un effet positif sur cette réflexion (voir section précédente).

4 – Atténuation des modes spatiaux

En pratique, les modes ambiants sont toujours amortis par des absorbeurs, qui doivent être efficaces dans les graves. En raison de leur principe, les absorbeurs poreux et les modules diffuseurs disponibles dans le commerce ne sont très efficaces que dans une mesure très limitée. Les absorbeurs large bande ou les absorbeurs de résonance sont les solutions idéales.

Vous pouvez atténuer plus efficacement les modes dans les coins et les bords de la pièce, car c'est là que le son basse fréquence est particulièrement concentré. Un autre avantage du positionnement dans les coins est qu'il importe peu que la résonance existe entre le plafond et le sol, entre les murs avant et arrière ou entre les deux murs latéraux. Dans les coins d'une pièce, vous pouvez atténuer les modes quelle que soit leur orientation spatiale. En cas de doute, vous pouvez également fixer les absorbeurs sur toutes les surfaces limites si les coins et les bords ne sont pas suffisants ou ne sont accessibles que de manière limitée en raison de contraintes d'espace. Cependant, seuls les modes spatiaux qui apparaissent entre ces surfaces limites peuvent alors être "combattus".

Une règle empirique s'applique toujours pour lutter contre les modes dans les petites pièces. Vous ne pouvez pratiquement jamais obtenir une absorption suffisante des graves dans une pièce. À l'inverse, il est pratiquement impossible de les linéariser complètement. Cependant, ils peuvent être optimisés pour obtenir de bons à très bons résultats de mixage.

5 – Optimisation de la durée de réverbération RT60

L'optimisation du temps de décroissance de la réverbération ne peut être effectuée sans mesurer l'espace mathématiquement. Pour la meilleure optimisation possible, vous ne pouvez pas éviter de faire mesurer votre pièce par un acousticien. Étant donné que le relevé et l'évaluation par voie de calcul de la salle dépassent le cadre de ce guide en ligne, nous devons nous limiter à des règles empiriques.

En général, lorsque vous réduisez le temps de décroissance, vous devez toujours travailler avec des absorbeurs large bande. Les absorbeurs doivent être répartis uniformément sur les murs et les coins de la pièce, en fonction du nombre de modules. La surface du fond peut rester libre, selon que vous décidez ou non de mettre en œuvre l'étape 6 de notre optimisation. Les grandes zones contiguës doivent être évitées. Il est préférable d'alterner les surfaces réfléchissantes et absorbantes. Pour que la pièce conserve une dynamique naturelle, certaines réflexions doivent rester présentes, sinon, elle semble désagréablement "morte". Vous pouvez répartir les modules selon des motifs (par exemple en damier) ou de manière irrégulière.

La question se pose toujours de savoir combien de modules absorbeurs sont nécessaires pour réduire considérablement le temps de décroissance. Une règle pratique est celle des 20 % de Phillip Newell. Cela signifie que dans une pièce, il suffit de rendre absorbant 20 % de sa surface totale afin de réduire efficacement la réverbération. En pratique, vous pouvez augmenter le pourcentage jusqu'à 80 % selon votre ressenti personnel. Pour déterminer la superficie totale, considérez les portes et les fenêtres comme des surfaces murales. Le calcul dans notre espace rectangulaire se simplifie donc à :

Formule de calcul

Dans notre exemple de pièce, au moins 16,8 m² de surface doivent être recouverts d'absorbeurs large bande pour un temps de décroissance raisonnablement uniforme. Les modules peuvent être fixés aux murs et au plafond. Et qu'en est-il du sol ? En général, un revêtement de sol dur (parquet ou stratifié) est considéré comme souhaitable. La moquette est fondamentalement problématique, car elle agit comme un très grand absorbeur de très hautes fréquences. Si vous introduisez maintenant des absorbeurs poreux supplémentaires dans la pièce pour traiter également les hauts médiums, la gamme de fréquences supérieures est déjà sur-amortie. Si les reflets du sol sont gênants à un certain endroit, il est préférable d'utiliser un tapis à poils longs à cet endroit.

6 – Augmentation de la diffusion

Cette étape d'optimisation n'est pas fondamentalement nécessaire, mais peut augmenter considérablement la qualité de restitution. Le concept de base des salles LEDE est de rendre la zone avant absorbante et la zone derrière la position d'écoute réfléchissante de manière diffuse. Cela ne signifie pas que vous devez couvrir toute la zone avant avec des absorbeurs et toute la zone arrière avec des diffuseurs. Dans la zone avant, il suffit de placer des absorbeurs là où les réflexions gênantes sont dirigées vers la zone d'écoute. Habituellement, seules les premières réflexions sont pertinentes, car les deuxième et troisième réflexions sont déjà si faibles qu'elles ne perturbent guère.

Cependant, le son direct et les réflexions initiales qui atteignent le mur du fond doivent être réfléchis de manière diffuse dans la pièce. Le mur du fond est donc traité avec des diffuseurs. Vous pouvez étendre ce concept si vous recouvrez également les parois latérales arrière et le plafond arrière de diffuseurs aux endroits qui n'ont pas encore été traités avec des absorbeurs. Le champ sonore est ainsi réparti plus uniformément dans l'espace (plus diffus) et étiré dans le temps. Cela linéarise davantage la résonance et donne à la pièce un son "plus grand que nature", c'est-à-dire plus grand qu'elle ne l'est réellement.

Ça y est ! Nous avons optimisé notre exemple de pièce autant que possible.