<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et dispositif de correction électrique de l'acoustique d'une salle "
La présente invention, due à M.M. Bernard ROUX, Mario SOLLIMA & Robert GAMZON, a pour objet un procédé pour corriger par des moyens électriques l'acoustique d'une salle ainsi que divers dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On connaît les grandes difficultés éprouvées
<Desc/Clms Page number 2>
par les architextes pour réaliser des salles ayant une bonne qualité acoustique. Cette qualité comprend, non seulement une bonne intelligibilité de la parole, mais également une "couleur" agréable de la musique jouée dans la salle.
Ces difficultés ont d'ailleurs été notablement accrues lorsqu'il s'est agi, non pas seulement d'une salle destinée à l'audition directe, mais d'un studio de prise de son où un dispositif microphonique recueille les sons pour les transmettre ou les enregistrer.
Dans ce cas, en effet, la crainte des échos et du "brouillage" qui en résulte a conduit à employer des matériaux tres absorbants qui..donnent à la salle une tonalité mate et sourde très désagréable au point de vue de l'esthétique musicale.
Des études récentes ont montré que, une fois les échos évités, la qualité artistique d'une salle ou d'un studio dépend uniquement des caractéristiques de "réverbération" de la salle pour les différentes fréquences musicales. La "durée de réverbération" (temps pendant lequel l'intensité d'un son simple, dont la source d'émission s'arrête brusquement, tombe au 1/millionième de sa valeur) n'est pas la même dans une même salle pour toutes les fréquences.
On a montré qu'une salle d'acoustique agréable pour la parole et la musique doit avoir une durée de réverbération plus grande pour les sons graves et aigus que pour les sons médium et l'on a trouvé que, pour les salles les
<Desc/Clms Page number 3>
meilleures, la durée de réverbération variait en fonction de la fréquence suivant une courbe optimum dont on doit, en général, chercher à se rapprocher le plus possible.
Lorsque, dans une salle ou studio de prise de son, on a évité, par des disponitifs arohitocturaux ou acountiques convenables les échos gênants, on constate très souvent que la courbe de réverbération ne correspond pas du tout à la courbe optima ci-dessus.
L'objet de la présente invention est de réaliser, les échos n'existant plus, un procédé de correction réglable de l'acoustique d'une salle existante ou d'un studio de prise de son qui permet de donner aux auditeurs, sans toucher à la forme et à la nature des parois de la salle, l'impression d'une acoustique donnée que l'on peut faire varier à volonté et qui peut, si on le désire, se rapprocher de la courbe optima.
Le procédé consiste à allonger, par des moyens électriques, les durées des réverbérations qui se révèlent insuffisantes pour certaines fréquences ou zones de fréquences.
Selon une méthode que l'on peut utiliser dans ce but, on transmet, par un moyen connu, à une chambre auxiliaire dite "de réverbération", une partie du son qui est émis dans la salle à corriger. Cette chambre de réverbération a une grande durée de réverbération et de petites dimensions, pour éviter les échos.
Un microphone, plaoé dans le chambre de réverbération, recueille le son réverbéré. Si la salle à corriger
<Desc/Clms Page number 4>
est destinée à l'écoute directe, le son réverbéré y est renvoyé par un système d'amplificateurs et de haut parleurs afin de se superposer au son directement émis dans la salle. Si, au contraire, la salle à corriger est un studio de prise de son, le son réverbéré est mélangé électriquement au son direct capté normalement dans la salle.
Suivant l'invention, on intercale sur le trajet de transmission électrique du son : salle -chambre de réverbération ou sur le trajet de transmission électrique du son : chambre de réverbération-salle ou encore sur le trajet électrique: chambre de réverbération-mélangeur électrique, un ou plusieurs dispositifs de filtrage électrique des fréquences, filtrage qui permet d'affecter l'intensité correspondant à chaque fréquence sonore ou, plus généralement, en pratique, les intensités des différentes bandes de fréquences musicales d'un coefficient d'affaiblissement donné, réglable au gré de l'opérateur.
Le son total (son direct et son réverbéré) ou les modulations de courant électriques équivalentes aura ainsi, pour chaque fréquence, une durée de réverbération apparente d'autant plus grande que le coefficient d' affaiblissement précité sera plus faible pour cette fréquence; la plus grande durée de réverbération possible, pour une fréquence ou un groupe de fréquences, étant d'ailleurs celle de la chambre de réverbération pour cette fréquence ou ce groupe de fréquences.
En pratique, voici comment on peut opérer dans une salle pour donner l'allure désirée à la courbe de durée
<Desc/Clms Page number 5>
de réverbération en fonction de la fréquence.
1 - On relève la courbe de la durée de réverbération de la salle donnée en fonction de la fréquence.
2 - On compare cette courbe réelle avec la courbe que l'on désire obtenir, par exemple la courbe optima. (Le problème ne peut être résolu par la méthode indiquée que si la courbe réelle ne présente,pour aucune fréquence, une durée de réverbération supérieure à la durée correspondante, pour la même fréquence, sur la courbe désirée. Cette circonstance peut toujours être réalisée en amortissant suffisamment dans son ensemble la salle ou le studio étudié).
3 - On déduit de cette comparaison la durée de réverbération qu'il y a lieu d'ajouter pour chaque fréquence ou, pratiquement, pour différentes zones de fréquence/ à la durée propre de réverbération de la salle à corriger pour cette fréquence ou ce groupe de fréquences.
On opère cette adjonction comme il a été indiqué précédemment à l'aide d'une chambre de réverbération et d'un ou de plusieurs dispositifs de filtrage électrique, ces dispositifs de filtrage étant établis pour donner à chaque fréquence au groupe de fréquences l'allongement de la durée de réverbération désiré.
Le raisonnement intuitif qui a été exposé plus haut peut d'ailleurs se préciser mathématiquement de la fa- çon suivante :
En considérant la courbe de réverbération donnant l'intensité sonore en fonction du temps pour une fréquence donnée, l'origine des temps étant l'arrêt de l'émission sonore de la source de sons, l'échelle de l'intensité étant
<Desc/Clms Page number 6>
logarithmique et l'échelle de temps linéaire, on voit que la courbe de réverbération, d'une fréquence donnée est représentée dans la chambre de réverbération par une droite AB (figure 4).
La durée de réverbération est par définition OB, le point 0 étant à 60 décibels au-dessous de A. Si l'on admet, pour simplifier le raisonnement, que la salle a, pour la fréquence envisagée, une réverbération nulle et si les filtres et les amplificateurs sont réglés pour donner un affaiblissement nul à la transmission du son réverbéré, la durée totale de réverbération sera OB.
Si, par le réglage des filtres et des amplificateurs, on frappe d'un affaiblissement le 10 décibels par exemple la fréquence considérée du son réverbéré, la courbe de réverbération sera déplacée parallèlement à elle-même de 10 décibels et la courbe totale sera AA'B', la durée apparente de réverbération étant OB', plus faible que OB.
Le réglage de l'affaiblissement de l'intensité pour chaque fréquence (affaiblissement que l'on peut obtenir et régler par des procédus connus) détermine donc la durée apparente de réverbération pour chaque fréquence.
Sur la même figure 4, on voit que la durée de réver- bération varie comme le logarithme de l'intensité initiale du son réverbéré.
Si on introduit un affaiblissement de 10 décibels dans le circuit du son à réverbérer, on ne réduit la durée de réverbération totale due de1 de sa valeur précédente.
Par contre, en régime continu, le son qui passe par le
<Desc/Clms Page number 7>
système de réverbération étant dans ce cas 10 décibels plus faible que le son direct, peut être considéré comme négligeable par rapport à celui-ci.
Cette remarque montre que le réglage des filtres du système suivant l'invention ne peut,en pratique,modifier de manière appréciable la courbe de transmission des intensités totales résultantes, depuis la source sonore initiale jusqu'à l'appareil enregistreur de sons ou jusqu'à l'oreille des auditeurs. Son action ne se manifeste que sur les durées de réverbération.
Sur les dessins annexés, on a représenté schématiquement, à titre d'exemple, divers dispositifs pour la mise en oeuvre de l'invention.
Sur toutes ces figures qui indiquent des shhémas, S désigne la salle de spectacle, l'auditorium ou le studio de prise de son, 0 désigne la chambre de réverbération, .m est un microphone qui produit des modulations électriques correspondant aux sons émis dans la salle, et D est un appareil destiné à dévier une partie de ces modulations sur un circuit dérivé aboutissant à un haut parleur, H, dans la chambre C, P1....P5 sont des amplificateurs électriques dont le coefficient d'amplification est réglable ou non.
Dans la chambre C se trouve un second microphone n, qui recueille le son réverbéré et l'amène à un mélangeur M, où il se mélange avec le son propagé directement à partir du microphone m.
Dans la figure 1, le réglage du rapport des intensitués pour les diverses fréquences s'effectue au moyen
<Desc/Clms Page number 8>
d'un filtre électrique, F, placé entre le microphone n et le mélangeur M.
Dans la figure 2, le filtre F1 est placé entre l' appareil de prélèvement, D, et le haut parleur H.
Enfin, dans le mode de réalisation de la figure 3, le circuit dérivé à partir de l'appareil D est lui-même séparé en trois branchements comportant chacun un anplifi- cateur réglable (Pl,P2, P3) et un filtre Fb, Fm, Fh, chacun de ces circuits aboutissant à un haut parleur, H1, H2, H3, dans la chambre C.
Ces trois filtres sont réglés de façon.à laisser passer, en les filtrant convenablement, une partie des sons; le filtre Fb est, par exemple, un filtre passe-bas qui laisse passer les sons bas, le filtre Fm est un passe-bande qui agit de même pour les sons du médium et le filtre Fh est un passe-haut pour les sons élevés.
L'ensemble ainsi filtré est transmis aux haut- parleurs H1, H2, H3 pous soumis à la réverbération dans la chambre C et le mélange, formé acoustiquement, des sons émis par les trois haut-parleurs et réverbérés dans la chambre C, est recueilli par le microphone n, puis trans- mis, à travers l'amplificateur P4, au mélangeur M. Dans ce mode de réalisation, le réglage de la courbe de ré- verbération peut se faire en agissant, par exemple par des potentiomètres, sur l'amplification des amplificateurs
P1, P2, p3.
@
<Desc/Clms Page number 9>
Ces divers modes de réalisation sont relatifs au cas où la partie réverbérée de la transmission est mélangée électriquement à la partie directement transmise, c'est-à-dire qu'ils visent plus particulièrement l'enregistrement des disques ou films ou les émissions de T.S.F.
Bien entendu, des dispositifs analogues pourraient être utilisés pour la transmission à une salle d'audition de la partie réverbérée seule. Dans ce cas, le courant partant du microphone n aboutirait à un ou plusieurs haut-parleurs placés dans la salle en un ou plusieurs points convenables.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits et représentés. En particulier, il n'est pas nécessaire que la transmission du son à la chambre de réverbération 'et la transmission du son réverbéré à partir de cette chambre s'effectuent toutes deux par des moyens électriques. Une seule de ces transmissions pourrait être effectuée par des moyens électriques, l'autre étant effectuée par des moyens acoustiques. Bien entendu, le dispositif destiné à faire varier l'intensité du son réverbéré en fonction des fréquences sera placé sur la partie de la transmission qui est électrique.