BE1000032A7 - Dispositif de reglage de la distribution du son, y compris le temps de reverberation, dans un local. - Google Patents

Abstract

Chaque élément absorbant le son est conformé de manière à etre situé de préférence dans des positions voisines d'un coin où la vitesse des particules d'air est particulièrement élevée. On obtient ainsi une bonne utilisation de la matière absorbant le son. En outre, on obtient une réponse en fréquence uniforme et on améliore la possibilité de régler le temps de réverbération.

Description

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  "Dispositif de réglage de la distribution du son, y compris le temps de réverbération, dans un local" 
L'invention concerne un dispositif pour régler la distribution du son, y compris le temps de   reverbe-   ration, dans un local, et comprenant une multiplicity d'éléments absorbant le   son/reflechissant   le son, que l'on peut monter par exemple dans les coins du local. 



   La demande de brevet suédois nO 8103345 décrit l'emploi de moyens absorbants diagonaux plans réglant la distribution du son, y compris le temps de rdver-  ration dans un local. La réponse en fréquence n'est cependant pas   complbtement   satisfaisante parce qu'elle n'est pas suffisamment uniforme (voir figure 5b). 



   Suivant l'invention, chaque   Element   absorbant le son est conforme de façon telle qu'il soit de pre-   ference   situé dans des positions voisines d'un coin oü la vitesse des particules d'air est particulièrement   élevée,   en utilisant le fait que la vitesse des particules d'air est particulièrement   élevée   dans des   ré-   gions spécifiques. 



   De cette manière, on obtient une réponse en fréquence uniforme et par conséquent les possibilités de régler le temps de reverberation sont améliorées. 



  En outre, les   elements   suivant l'invention sont flexibles de manière telle que des solutions architecturales sont devenues possibles. 



   On décrira l'invention ci-après en se   référant   aux dessins joints au present mémoire, sur lesquels : 

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 - la figure 1 représente un absorbant diagonal   ä   placer dans un coin ; - la figure 2 représente    Ek /Epot d'un champ   sonore diffus dans un coin ; - la figure 3 représente des courbes d'isoabsorption (Ekin/Epot constant) avec des absorbants diagonaux et avec différents rapports d'une dimension ä la longueur d'onde ; - la figure 4 représente l'absorption en fonc- 
 EMI2.1 
 tion de la frdquence ; - la figure 5 représente l'absorption en fonction de la fréquence avec différentes formes de rdalisation de l'absorbant ; et 
 EMI2.2 
 - la figure 6 représente la resistance à l'écoulement en fonction de la densité. 



  A environ 100-300 Hz, des frequences depassantl'absorption du son a lieu dans l'absorbant diagonal de la figure 1 pendant le mouvement des particules d'air dans une   matigere   poreuse immobile. L'absorbant est situé dans un coin où les vitesses des particules d'air (voir figure 2) sont élevées. 



   La fréquence f1 pour laquelle l'absorption est maximale peut être déterminée en se basant sur des analyses théoriques du champ du son dans un coin, comme indiquée par 
 EMI2.3 
 où d est la profondeur de l'absorbant en mbtres, tandis que L et Q   sont indiqués à 1a   figure 1. 



   A des fréquences inférieures (50 - 200 Hz) et avec des absorbants diagonaux pour lesquels lest in-   fdrieur à   2 mètres, l'absorption du son se produit sensiblement par le fait que la matibre de la feuille est amenée   ä   osciller à la fréquence de resonance et par le fait que l'energie est absorbée en consequence 

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 EMI3.1 
 de la perte dans la matibre et de la perte le long des bords ou la matière est fixée. Lorsqu'on met en oeuvre des oscillations de résonance, les régions du champ du son comprenant de grandes variations de pression sont importantes. 



   Pour un absorbant diagonal plan ayant une faible résistance à la flexion comparativement   ä   la résistance de l'air confiné, la frdquence de resonance est 
 EMI3.2 
 où m est la masse de la matière de la feuille par unité de surface en    kg/m2   et   où # est la   longueur en   mbtres.   



  Le processus mentionné en premier lieu, à des   frequen-   ces   élevées,   fait intervenir des exigences spécifiques quant aux dimensions, quant   ä   la forme et quant   ä   la résistance   ä   roulement. Le second processus, à des fréquences basses, fait intervenir des exigences   spe-   cifiques quant aux dimensions et quant   ä   la masse par unité de surface. 



   L'absorption du son la plus grande possible est recherchée. dans un intervalle de fréquences de 100- 4000 Hz et l'absorption doit de   préférence   avoir lieu aussi uniformément que possible dans cet intervalle de fréquences. 



   Des expériences avec des absorbants diagonaux plans ont donne des résultats prometteurs lorsque 
 EMI3.3 
 1= 0, 90 et 0 = 300 on peut s'attendre à des rd- sultats encore meilleurs avec des formes de réalisation particulières, non planes (voir figure 5d). Inversement, des processus de fréquences non uniformes sont probables dans des formes de réalisation particulibrement désavantageuses. Des problemes se presentent aux frdquences basses si les dimensions sont trop petites. 

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  En outre, l'aire d'absorption que l'on peut obtenir dépend de l'aire superficielle de 1'absorbant. 



    Lorsque la fréquence de resonance fo doit être d'environ 100 Hz et si l'on suppose que t est de l'or-   dre de   0,   90-1,80 m, on a les exigences suivantes quant à la masse par unite de surface 
 EMI4.1 
 puisque la masse par unité de surface doit être la plus élevée pour de petites valeur de   #. Des expérien-   ces ont montré que la résistance à l'écoulement doit être quelque peu plus   élevée   qu'en ce qui concerne des plaques de plafond suspendues traditionnellement, probablement environ: r = 2000 - 2500 Ns/m3. Ces valeurs dépendent de l'épaisseur h de la plaque ainsi que de parambtres de la   matigere   considérée, suivant la formule : 
 EMI4.2 
 qui peut être enregistrée sur un diagramme   #-# comme   une ligne (voir figure 6).

   Ce dernier diagramme peut indiquer que le diamètre optimal des fibres est quelque peu plus petit que le diambtre des fibres de la laine de verre usuelle. En variante, on peut utiliser un revêtement augmentant de façon convenable la résis- 
 EMI4.3 
 tance à roulement. 



   Pour éviter que des signaux à haute fréquence soient   réfléchis   par une surface trop fortement comprimée, la résistance à   l'écoulement   spécifique ne doit pas être trop   élevée.   Les paramètres de la   matigere   

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 EMI5.1 
 devraient être choisis dans les intervalles suivants 
 EMI5.2 
 
<tb> 
<tb> :h <SEP> o <SEP> @
<tb> 20 <SEP> mm <SEP> 100 <SEP> kg/m3 <SEP> 125. <SEP> 103 <SEP> Ns/m4
<tb> 40 <SEP> mm <SEP> 50 <SEP> kg/m3 <SEP> 63. <SEP> 10'Ns/m4 <SEP> 
<tb> 
 
Les figures 5a - 5e montrent les   caracteristi-   ques de   différenties   formes de réalisation de   l'ele-   ment absorbant.

   La figure 5a montre un élément d'absorption ovale donnant une réponse en fréquence très inégale puisque cette réponse en fréquence révèle un cran pour   d/# - 0,7   correspondant au fait que la matibre d'absorption est située dans des positions où les oscillations sont les plus faibles. L'absorbant diagonal de la figure 5b présente aussi une réponse tres mddiocre puisque, dans tous les cas, seule une partie de l'absorbant est située au point où se   prd-   sentent les plus fortes oscillations. Une petite amélioration est obtenue en plaçant l'absorbant diagonal de manière   8symétrique   avec un angle différent de 45 . 



  La figure 3 représente l'effet d'un tel absorbant sur le champ du son   ä     différenties   fréquences. 11 apparaît que la réponse doit nécessairement montrer un cran   (représenté   a environ 500 Hz). La figure 5d représente une forme de réalisation idéale de   l'element   absorbant, cet   élément   étant situé dans des régions comprenant un champ du son particulièrement intense. La figure 5e représente   l'element d'absorption d'une Variante   de forme de réalisation asymétrique, c'est-à-dire une forme de réalisation asymétrique en forme de L. 



   La figure 6 représente les résistances à l'écoulement en fonction de la densité de divers types de matières. 



   Les   elements   absorbant le son peuvent, si on le 

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 veut, tre modifiés en réponse à une ou plusieurs valeurs de paramètres dans le local, facultativement de manibre telle qu'ils contrarient un changement possible des valeurs du paramètre en question. 



   Les éléments absorbant le son peuvent par exemple être utilisés dans une salle de concert et peuvent être   réglés   en réponse aux exigences particulibres d'un orchestre, concernant le temps de   réverbération,   etc., éventuellement au cours d'un concert. 



   Les absorbants sont   situés   en un ou plusieurs points du local où le long du bord du plafond. L'ab-   sorbant   de la figure 5e est de préférence situé le long du bord du plafond, éventuellement en association avec un sous-plafond perfore, perméable au son, affleurant l'absorbant et donnant un bon effet architectural. 

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     Lebende   des figures Alafigure2 : Ekin/Epot signifie le rapport de l'énergie cinétique ä l'énergie potentielle. 
 EMI7.1 
 



  Aux figures 5a ä 5e Les valeurs indiquées par d/Xmarquent la :situation approximative des anomalies des courbes. 



  Sur les figures 5a, 5b, 5c: l'anomalie en question est un cran de la courbe. 



  Sur les figures 5d et 5e : l'anomalie est un maximum. 



  Ce maximum n'est que petit sur la figure 5e. 



  A la   figure 6:   
 EMI7.2 
 
<tb> 
<tb> EP <SEP> signifie <SEP> épaisseur
<tb> LV <SEP> " <SEP> laine <SEP> de <SEP> verre
<tb> LM <SEP> " <SEP> laine <SEP> minérale
<tb> LMA <SEP> " <SEP> laine <SEP> minérale <SEP> (ancien <SEP> genre).
<tb> 

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour régler la distribution du son, y compris le temps de reverberation, dans un local, et comprenant plusieurs elements absorbant le son/réfléchissant le son, pouvant être montés par exemple dans les coins du local, caractérisé en ce que chaque élément absorbant le son, proche d'un coin ou le long du bord du plafond, est conformé de telle sorte qu'il soit de préférence situe dans des positions où le champ du son est particulièrement intense.

   2.-Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'element absorbant le son est conformé asymétriquement en forme d'L ou onduleux.

   3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la distance entre une crête et le creux d'une onde correspond sensiblement ä un quart de la longueur d'onde.

   4.-Dispositif suivant une ou plusieurs des revendications 1 ä 3, caractérisé en ce que l'élément absorbant le son est situé asymétriquement.

   5.-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que EMI8.1 chaque élément comprend un revêtement augmentant la resistance ä l'écoulement.

   6.-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments absorbant le son peuvent être modifiés en réponse aux valeurs d'un ou de plusieurs paramètres dans le local.

   7. - Dispositif suivant 1a revendication 6, caractérisé en ce que les éléments absorbant le son/ réfléchissant le son sont modifiables de manière telle qu'ils s'opposent à un changement possible des valeurs des paramètres en question.

   6.-Dispositif suivant la revendication 7, <Desc/Clms Page number 9> caractérisé en ce que les changements sont commandés par un microprocesseur capable de comparer la distribution du son avec une distribution désirée.

   9. -Dispositifsuivantlarevendication6, caractérisé en ce que les éléments absorbant le son sont ajustes et/ou déformés en réponse aux exigences particulières d'un orchestre concernant le temps de réverbération, etc., éventuellement à propos d'un concert.

   10. - Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément reglant la répartition du son est reli6 à l'un des Instruments de musique.