Diffuseurs de schroeder en polystyrène extrudé

[David Altec]

Si le polystyrène est peu propice à la diffusion, c'est donc qu'il est aussi peu réverbérant (sauf à des fréquences élevées). Est à dire qu'il est plutôt absorbant, ou alors "transparent" ?
David

[Bouzouk]

Le polystyrènes est un matériau solide

[tonipe]

Vous pouvez avoir plus de rigidité de deux façons :
- A dimensions constante en jouant sur le matériaux, ce dont parle Bouzouk.
- A matériaux constant en jouant sur les dimensions, ce que je propose.
Il n'y a pas de bonne ou de mauvaise façon de faire, tout dépend de ce qu'on veut.

Cordialement, Dominique

[David Altec]

Le polystyrènes est un matériau solide c'est-à-dire réfléchissant comme tous les matériaux solides.
Il faudrait demander au professionnel cité des précisions. On reconnait les dires de JPL ou bien ?

Non Bouzouk, j'essaie juste de comprendre et le message que j'ai cité n'est pas de Jean Pierre Lafont, mais d'un "ex"professionnel qui pense exactement comme toi.

Moi ce que j'ai du mal à comprendre c'est comment un matériau qui est réfléchissant peut ne pas être diffusant lorsqu'il est monté en panneau de Schroeder.
Si je fait un panneau de schroeder en laine de roche : le panneau absorbera toutes les ondes et ne diffusera rien. Si je fais un panneau avec une toile trans-sonore (en imaginant que c'est possible) le panneau laissera passer les ondes et ne diffusera rien non plus. Mais si le panneau est constitué d'un matériau réfléchissant, comment peut-il ne pas diffuser.
Encore une fois il n'y a aucune malice dans ma question, juste de l'ignorance et de la curiosité.
Cdt,
David

[xnwrx]

Un matériau n'est réfléchissant que s'il ne transmet pas une quantité importante de l'énergie de l'onde incidente, c'est à dire que la quantité d'énergie qui va pénétrer dans ce matériau est plutôt inférieure à celle qui ne le pénètre pas (et est donc réfléchie).
La théorie se base uniquement sur l'interface entre les milieux au travers des indices de réfractions ou de l'impédance des milieux, qui est liée à la longueur d'onde et la vitesse de propagation dans les deux milieux (et de la T°).
Le coeff de réflexion s'écrit R = (sin(a) - Zair/Zmateriau) / (sin(a) + Zair / Zmatériau)
où a est l'angle d'incidence.
Il faut donc un matériau qui possède une vitesse de propagation acoustique très supérieure à celle de l'air pour obtenir une bonne réflexion. L'épaisseur ne joue pas, si ce n'est que la partie de l'onde qui se propage dans le milieu va rencontrer la seconde interface de l'autre coté, et se réfléchir à nouveau pour revenir en partie...etc.

Pour la diffusion c'est différent car là la longueur d'onde ramené à la rugosité de la surface est le principal critère. Si la surface possède une rugosité de dimension inférieure à la longueur d'onde, elle réfléchit de manière spéculaire (dans une seule direction suivant l'angle d'incidence). C'est le cas des miroirs pour la lumière. Dans le cas contraire, elle réfléchit de manière diffuse (dans plusieurs directions, la réflexion est étalée angulairement). Grossièrement, pour diffuser du 340 Hz (1m de longueur d'onde), il faut des aspérités de surface sur une dimension minimale de 1mx1m et de profondeur 1m : de très gros trièdres par exemple. C'est pourquoi les diffuseurs marchent bien à haute fréquence (à partir de 1kHz par exemple pour des trièdres de 20 à 30cm), mais pas à basses fréquences.

[begwanch]

Un matériau n'est réfléchissant que s'il ne transmet pas une quantité importante de l'énergie de l'onde incidente, c'est à dire que la quantité d'énergie qui va pénétrer dans ce matériau est plutôt inférieure à celle qui ne le pénètre pas (et est donc réfléchie).
La théorie se base uniquement sur l'interface entre les milieux au travers des indices de réfractions ou de l'impédance des milieux, qui est liée à la longueur d'onde et la vitesse de propagation dans les deux milieux (et de la T°).
Le coeff de réflexion s'écrit R = (sin(a) - Zair/Zmateriau) / (sin(a) + Zair / Zmatériau)
où a est l'angle d'incidence.
Il faut donc un matériau qui possède une vitesse de propagation acoustique très supérieure à celle de l'air pour obtenir une bonne réflexion. L'épaisseur ne joue pas, si ce n'est que la partie de l'onde qui se propage dans le milieu va rencontrer la seconde interface de l'autre coté, et se réfléchir à nouveau pour revenir en partie...etc.

Pour la diffusion c'est différent car là la longueur d'onde ramené à la rugosité de la surface est le principal critère. Si la surface possède une rugosité de dimension inférieure à la longueur d'onde, elle réfléchit de manière spéculaire (dans une seule direction suivant l'angle d'incidence). C'est le cas des miroirs pour la lumière. Dans le cas contraire, elle réfléchit de manière diffuse (dans plusieurs directions, la réflexion est étalée angulairement). Grossièrement, pour diffuser du 340 Hz (1m de longueur d'onde), il faut des aspérités de surface sur une dimension minimale de 1mx1m et de profondeur 1m : de très gros trièdres par exemple. C'est pourquoi les diffuseurs marchent bien à haute fréquence (à partir de 1kHz par exemple pour des trièdres de 20 à 30cm), mais pas à basses fréquences.

Merci de prendre le relais ! Pour raccrocher les wagons, la formule que tu cites se ramène à (1-Z1/Z2)/(1+Z1/Z2) à incidence normale soit (Z2-Z1)/(Z2+Z1), la formule simplifiée que j’avais fourni. Ce sont des formules indépendantes de la fréquence, dont l’application dépend en effet les considérations dimensionnelles entre la surface réfléchissante et les longueurs d’ondes acoustiques. Et qui ne prennent pas en compte d’absorption ni même de transmission dans le matériau.

Pour aider encore peu les personnes qui n’ont pas étudié la propagation des ondes, et compléter un peu ce que tu écris…

Dans le cas d’une surface genre Schroeder, avec des surfaces en zig-zag, damiers ou dièdres saillants, les éléments de réflections sont déphasées par des petits aller-retours dans l’air, plus longs pour les éléments “enfoncés”, et plus courts pour les éléments “saillants” . Le déphasage est plus fort dans les hautes fréquences, la même surface diffuse plus la phase. D’autre part, pour les courtes longueurs d’ondes, les ondes incidentes sont aussi diffractées dans toutes les directions par les arêtes au lieu de se réfléchir comme dans un miroir. le résultat est une énergie qui revient sans perte d’énergie mais ayant brouillé sa direction d’arrivée et sa phase : il n’y a ainsi pas de perte d’énergie dans l’aigu, mais grâce aux déphasages arbitraires (qui varient aussi avec l’angle) et à la perte de directionalité, on évite la formation d’images fantômes qui brouillent l’image frontale.
Cordialement,
Christian

[Bouzouk]

Le polystyrènes est un matériau solide c'est-à-dire réfléchissant comme tous les matériaux solides.
Il faudrait demander au professionnel cité des précisions. On reconnait les dires de JPL ou bien ?

Non Bouzouk, j'essaie juste de comprendre et le message que j'ai cité n'est pas de Jean Pierre Lafont, mais d'un "ex"professionnel qui pense exactement comme toi.

Moi ce que j'ai du mal à comprendre c'est comment un matériau qui est réfléchissant peut ne pas être diffusant lorsqu'il est monté en panneau de Schroeder.
Si je fait un panneau de schroeder en laine de roche : le panneau absorbera toutes les ondes et ne diffusera rien. Si je fais un panneau avec une toile trans-sonore (en imaginant que c'est possible) le panneau laissera passer les ondes et ne diffusera rien non plus. Mais si le panneau est constitué d'un matériau réfléchissant, comment peut-il ne pas diffuser.
Encore une fois il n'y a aucune malice dans ma question, juste de l'ignorance et de la curiosité.
Cdt,
David

 
Bouzouk

[jefourcade]

Pour raccrocher les wagons, la formule que tu cites se ramène à (1-Z1/Z2)/(1+Z1/Z2) à incidence normale soit (Z2-Z1)/(Z2+Z1), la formule simplifiée que j’avais fourni. Ce sont des formules indépendantes de la fréquence, dont l’application dépend en effet les considérations dimensionnelles entre la surface réfléchissante et les longueurs d’ondes acoustiques.

La valeur R=(Z2-Z1)/(Z2+Z1) est comme vous l'avez précisé le coefficient de réflexion en pression, Z2 étant l'impédance acoustique du matériaux et Z1 celle de l'air. On utilise plutôt le rapport en énergie alpha qui vaut alpha = 1-R^2.

Attention le terme Z2 est l'impédance acoustique du matériaux au niveau de sa surface en contact avec l'air et de doit pas être confondu avec l'impédance caractéristique du matériaux. L'impédance Z2 se calcule en fonction de l'épaisseur du matériaux, de son impédance caractéristique, du nombre d'onde et de l'impédance acoustique de l'autre face. On utilise pour cela la matrice de transfert acoustique. Dans le cas par exemple ou l'autre face est un mur infiniment rigide, on obtient :

Z2 = -j Zm cot km d

avec Zm l'impédance caractéristique du matériaux, km son nombre d'onde et d son épaisseur. Z2 dépend donc de la fréquence.

[Bouzouk]

Pour raccrocher les wagons, la formule que tu cites se ramène à (1-Z1/Z2)/(1+Z1/Z2) à incidence normale soit (Z2-Z1)/(Z2+Z1), la formule simplifiée que j’avais fourni. Ce sont des formules indépendantes de la fréquence, dont l’application dépend en effet les considérations dimensionnelles entre la surface réfléchissante et les longueurs d’ondes acoustiques.

La valeur R=(Z2-Z1)/(Z2+Z1) est comme vous l'avez précisé le coefficient de réflexion en pression, Z2 étant l'impédance acoustique du matériaux et Z1 celle de l'air. On utilise plutôt le rapport en énergie alpha qui vaut alpha = 1-R^2.

Attention le terme Z2 est l'impédance acoustique du matériaux au niveau de sa surface en contact avec l'air et de doit pas être confondu avec l'impédance caractéristique du matériaux. L'impédance Z2 se calcule en fonction de l'épaisseur du matériaux, de son impédance caractéristique, du nombre d'onde et de l'impédance acoustique de l'autre face. On utilise pour cela la matrice de transfert acoustique. Dans le cas par exemple ou l'autre face est un mur infiniment rigide, on obtient :

Z2 = -j Zm cot km d

avec Zm l'impédance caractéristique du matériaux, km son nombre d'onde et d son épaisseur. Z2 dépend donc de la fréquence.

Effectivement

 
Bouzouk

[Jean-Louis P]

Je ne suis pas du tout expert et je prends le risque de prendre une volée de bois vert  : il faudrait peut être simplement comparer les alpha sabine des deux matériaux alternatifs : la mousse de polyuréthane 30 mm a un alpha sabine de 0,65 à partir de 1 kHz et elle doit être similaire au polystyrène extrudé dont je ne trouve pas les données alors que du bois de 16mm est à 0,09 à la même fréquence. Donc indépendamment de la réflexion qui doit être proche, l’utilisation de l’un ou l’autre matériau aura une conséquence significative sur la signature sonore de la pièce et des cas d’emploi différents.

Jean-Louis