Etude des indices de la diffusion en acoustique architecturale

par Isabelle Schmich

Thèse de doctorat en Génie civil - Cergy

Sous la direction de Catherine Lavandier.

Thèses en préparation à Cergy-Pontoise , dans le cadre de ED SI - Sciences et Ingénierie , en partenariat avec Mobilités, réseaux, territoires et environnements (laboratoire) .


  • Résumé

    L'étude des indices de la diffusion en acoustique architecturale est indispensable pour bien maîtriser l'impact de la diffusion sur la qualité acoustique d'une salle. Deux indices aujourd'hui permettent de caractériser les phénomènes de diffusion induits par la présence de matériaux dans les salles: le coefficient de dispersion et le coefficient de diffusion. La méthode de mesurage du coefficient de dispersion en incidence aléatoire a été mise en œuvre à l'échelle réelle dans les locaux du CSTB. Les difficultés rencontrées ont été analysées. Elles ont permis de mettre en évidence les limitations de la norme ISO 17497-1 qui y est consacrée. De plus, la prise en compte de ce coefficient de dispersion dans les logiciels de simulation est essentielle pour que les résultats simulés soient réalistes. Une proposition de méthode de mesurage pour l'estimation d'un coefficient de dispersion des matériaux in situ a été évaluée. Elle présente encore des difficultés théoriques et pratiques qui devront être résolus lors de futures recherches. La mise en œuvre à l'échelle réelle de la méthode de mesurage du coefficient de diffusion en champ libre présentée dans la norme ISO 17497-2 s'est avérée difficile. Il semble que des mesures à l'échelle réduite soient plus pertinentes aujourd'hui puisque les dimensions des salles d'essais actuelles ne permettent pas d'assurer un champ lointain à taille réelle. Les prédictions par calculs BEM 2D (Boundary Element Method) du champ réfléchi ont néanmoins permis de visualiser sur les diagrammes polaires l'effet de redirection des surfaces diffusantes et de prédire les valeurs du coefficient de diffusion. Enfin, ce mémoire se termine sur l'étude d'un nouveau critère global de salle (et non plus du matériau) qui permettrait d'estimer le taux de diffusivité d'une salle. Ce critère, s'il était largement utilisé par la communauté acoustique, permettrait de pouvoir comparer le taux de diffusivité de salles existantes entre elles.

  • Titre traduit

    Study of scattering and diffusion indicators in architectural acoustics


  • Résumé

    The study of scattering and diffusion indicators in architectural acoustics is essential to understand and control the impact of diffusion on the acoustic quality of a room. Today, two indicators allow the characterisation of the diffusion phenomena induced by the presence of diffusive material within a room: the scattering coefficient and the diffusion coefficient. The random incidence measurement method for the scattering coefficient has been implemented at full scale in the facilities of CSTB. The difficulties encountered have been analysed. They have helped to highlight the limitations of the ISO 17497-1 standard. In addition, for realistic simulation results, it is essential to take the scattering coefficient into account in simulation software. A measuring method for estimating the coefficient of dispersion of materials in situ is proposed and analysed. This method presents theoretical and practical difficulties which will have to be resolved through future research. Implementing the full scale measurement method in free field of the diffusion coefficient as given in the ISO 17497-2 standard has proven to be difficult. Currently, it would seem that reduced scale measurements would be more pertinent since the size of current test rooms cannot assure a far field at full scale. Predictions using BEM 2D calculations (Boundary Element Method) of the reflected field have nevertheless permitted the visualisation of the redirection effect of diffusive surfaces on polar plots and to predict diffusion coefficient values. Finally, this paper concludes with the study of a new global room criterion (and no longer of a single material) which would allow the level of diffusivity of a room to be estimated. This criterion, if it were widely used in the acoustic community, would facilitate the comparison of diffusivity between existing rooms.