Différentes estimations du libre parcours moyen en acoustique des salles : influence sur l’estimation de l’énergie acoustique par un modèle de diffusion

Abstract

La plupart des outils de prévision en acoustique des salles sont basés sur le principe du tir de rayons. La précision des résultats dépend alors du nombre de rayons choisi, nécessairement important quand la géométrie simulée est grande et/ou disproportionnée, ce qui implique alors des temps de calcul élevés. Pour ce type de géométrie, une méthode alternative, basée sur la résolution numérique d’une équation de diffusion, permet en revanche de réaliser des prévisions acoustiques au prix d’un coût numérique modeste. Ce modèle repose en particulier sur un coefficient de diffusion caractérisant la pièce. Ce coefficient est théoriquement proportionnel au libre parcours moyen (LPM) du local considéré, vérifiant classiquement l’expression 4V/S (V étant le volume de la salle, S la surface des parois). Il est souvent admis que cette valeur est valide pour une salle de dimensions homogènes et dans le cas d’un champ réverbéré diffus. Néanmoins, dans la présente étude nous montrons que pour des locaux particulièrement allongés ou plats, l’atténuation sonore, directement dépendante du coefficient de diffusion, est surestimée par ce modèle. Il en est de même pour des locaux dont la loi de réflexion aux parois s’écarte d’une loi de Lambert. Ainsi, afin d’améliorer les performances du modèle de diffusion, la solution envisagée consiste d’une part, à réaliser un calcul numérique préliminaire du LPM et d’autre part, à considérer les approches analytiques alternatives du LPM rencontrées dans la littérature. La méthode numérique retenue est basée sur le suivi de particules sonores, et permet d’établir le LPM à partir de l’ensemble des distances de collision entre deux parois, pour des conditions de réflexion quelconques. Les résultats de ces approches analytiques et numériques sont présentés en terme d’atténuation sonore pour un local plat et un local allongé, et sont comparés à ceux issus d’autres méthodes numériques