6. Technical Resources for Improving Room Acoustics 02: Diffusors
En général, toutes les irrégularités des surfaces d'une pièce ont un effet de diffusion du son à certaines fréquences. Plus les irrégularités sont prononcées, plus la fréquence à laquelle elles deviennent efficaces est grave. Des murs en pierre irréguliers, par exemple, diffusent les sons à haute et moyenne fréquence dans différentes directions spatiales. Cependant, la dispersion de ces structures est difficile à prévoir..
Le physicien allemand Manfred Schröder a développé des diffuseurs mathématiquement calculables, qui ont été commercialisés pour la première fois par la société américaine RPG Inc. Les plus populaires de ces diffuseurs sont basés sur des séquences de valeurs résiduelles quadratiques et sont appelés en anglais Quadratic Residue Diffusor (diffuseurs QRD). Physiquement, il s'agit de structures de tranchées d'une largeur et d'une profondeur mathématiquement définies, séparées les unes des autres par de fines cloisons. Les diffuseurs QRD peuvent agir dans une ou deux directions spatiales et sont appelés diffuseurs unidimensionnels ou bidimensionnels. Les diffuseurs unidimensionnels dispersent le son uniquement dans le plan perpendiculaire aux tranchées. Le long des tranchées, un tel diffuseur se comporte comme un mur lisse. Les diffuseurs bidimensionnels, en revanche, dispersent le son horizontalement et verticalement de manière égale.
Diffuseur QRD unidimensionnel avec comportement de dispersion
Diffuseur QRD bidimensionnel avec comportement de dispersion
Le diagramme polaire montre une diffusion uniforme de l'énergie sonore dans différentes directions spatiales
Les diffuseurs QRD présentent de nombreux avantages :
- entièrement calculable mathématiquement et donc reproductible
- dispersion sonore très uniforme et prévisible
- le son n’est pas seulement diffusé uniformément dans différentes directions, mais également dans le temps
- grâce à la diffusion spatiale et temporelle, l'énergie sonore est préservée
- certaines directions spatiales sont atténuées en conséquence
- la plage de fréquence d'action est prévisible et "concevable" par le fabricant
Vous pouvez estimer la plage de fréquences dans laquelle les diffuseurs sont efficaces en fonction des plus grandes profondeurs de tranchées (à peu près équivalentes à la profondeur du diffuseur) et de la largeur des tranchées. En règle générale :
- Fréquence limite inférieure : fréquence dont la longueur d'onde correspond à deux fois la profondeur maximale de la tranchée
- Fréquence limite supérieure : fréquence dont la longueur d'onde correspond à deux fois la largeur de la tranchée
Mais l'effet ne s'arrête pas brusquement au-dessus et au-dessous. On peut encore entrevoir un effet de diffusion une octave en dessous et au-dessus de ces limites, mais il n'est plus aussi uniforme dans ces octaves. Avec les diffuseurs QRD, une certaine distance minimale du microphone ou de la position d'écoute est nécessaire. Cette distance doit être au moins six fois supérieure à la profondeur du diffuseur pour éviter toute coloration sonore provenant du diffuseur lui-même.
