Le son direct diffuse bien le son fondamental de la voix et les voyelles émettant des fréquences basses à travers la pièce, mais pas les consonnes sourdes émettant des fréquences plus élevées (/p/, /t/, /k/, /f/, /s/, /ʃ/), lesquelles sont essentielles pour la langue.
Lesdites réflexions précoces intervenant au plafond augmentent la diffusion nécessaire des fréquences élevées et moyennes (consonnes). Elles parviennent à l’auditeur 3 à 10 millisecondes après l’onde sonore directe. Sachant que notre oreille ne perçoit pas ce délai minime, le son direct et les réflexions se superposent,
augmentant nettement l’intelligibilité de la parole, cruciale dans une salle de classe.
La résonance est la somme d’ondes sonores réfléchies plusieurs fois et est perçue comme un événement sonore à part entière en raison du délai plus important. Une simple résonance n’entrave pas forcément l’intelligibilité de la parole. Les grandes salles de concert et les églises affichent une nette résonance qui peut augmenter l’expérience auditive.
Les échos flottants sont une suite périodique d’un écho : le son est renvoyé à son origine par au moins deux surfaces réfléchissantes. Il peut s’agir de surfaces parallèles (murs opposés) ou plus particulièrement des bords et angles de la pièce.
Il en résulte des bruits de coulisses qui viennent très largement perturber l’intelligibilité de la parole et qui sont souvent perçus comme désagréables voire douloureux. Le niveau sonore augmente. L’auditoire décroche, les intervenants éprouvent un grand stress.
Dans une pièce rectangulaire, des échos flottants bidimensionnels se forment en bordure de plafond (a) et des échos flottants tridimensionnels dans les angles supérieurs (b). Au niveau du sol et dans les angles inférieurs, les meubles et les personnes empêchent généralement ce phénomène.
La solution au problème ...
Enseignement frontal et distances
L'explication répandue selon laquelle l'enseignement frontal n'est plus pratiqué et que les plafonds peuvent être amortis sur toute leur surface est erronée. Premièrement, l'enseignement frontal a toujours lieu, par exemple lorsque les étudiants suivent des cours magistraux. Deuxièmement, même lors d'une discussion, chaque personne dans la salle doit comprendre les contributions de ses camarades de classe, et la distance maximale dans la diagonale de la salle est alors de 8 à 10 mètres. Il est donc impératif d'éviter l'amortissement sur toute la surface du plafond dans les salles de classe.
L'effet négatif d'un tel amortissement incorrect est expliqué ci-dessous.
Ce qu’on appelle communément la « banane vocale » représente la plage de fréquences de la parole (spectre vocal). On remarque que les consonnes sourdes (/f/, /s/, /h/, /th/) évoluent dans une tranche comprise entre 20 et 35 décibels. Ces sons requièrent pour être bien entendus une réflexion directe au plafond, car leur portée est faible dans une salle où se tiennent plusieurs personnes.
Un plafond acoustique sur la surface entière peut en effet éliminer une partie de la banane (les dégradés gris illustrent ce qui disparaît avec un plafond acoustique à absorption faible (1) et forte (2).
3) Fréquence originale de la voix
4) L’optimisateur acoustique EWA.20 entrave à peine l’intensité sonore (volume) des différentes fréquences. Et notamment les fréquences élevées essentielles pour la parole sont pleinement conservées. Son action se déploie dans les angles de la pièce, où il absorbe efficacement les basses fréquences des échos flottants.
5) Dans le cas d’un plafond acoustique intégral à absorption forte, ce sont principalement les fréquences élevées qui disparaissent. Certaines consonnes ne sont déjà plus audibles à une distance de 3-5 mètres. Suivant le type de construction du plafond, il n’est pas possible de limiter suffisamment les échos flottants des angles de la pièce.
Dans les salles ne bénéficiant pas d’un traitement acoustique, des échos flottants perturbateurs apparaissent en bordure et plus particulièrement dans les angles, se superposant au signal vocal original de façon bruyante et décalée dans le temps. Les bords et les angles d’une pièce agissent comme des résonateurs, abaissent la fréquence du son incident et augmentent le niveau du bruit de 6 à 9 décibels. L’intelligibilité de la parole s’en trouve considérablement réduite, tout le monde se met à hausser le ton pour se faire entendre.
La capacité de concentration peut décliner. Les réactions de stress sont susceptibles de s’amplifier aussi bien chez les orateurs que dans l’auditoire.
Les plafonds acoustiques intégraux à absorption forte absorbent
certes la résonance, mais empêchent dans le même temps les
réflexions courtes très utiles. Ainsi les intervenants doivent parler nettement plus fort pour être entendus et compris dans toute la pièce. Lorsqu’une personne parle avec 60 dB (niveau sonore normal de la parole), seuls 42 dB peuvent encore être perçus à 8 mètres de distance. Nous avons vu avec la « banane vocale » que les consonnes
sourdes (/f/, /s/, /h/,/th/) atteignent au mieux 35 dB (il n’est pas possible de crier un « f »). Dont 27 dB seulement arrivent 8 mètres plus loin. Le bruit de fond d’une salle de classe pleine dans laquelle personne ne parle commence déjà à 35 dB. Sans la réflexion des
consonnes au plafond, il est quasiment impossible de se faire comprendre car les bruits parasites recouvrent trop le signal utile.
L’optimisateur acoustique EWA empêche la naissance d’échos flottants en bordure et dans les angles tout en conservant les réflexions courtes au plafond.
Le résultat est une pièce avec nettement moins de bruits parasites, une prise de parole moins fatigante et une intelligibilité incomparable jusqu’au dernier rang – même pour les malentendants.
Lorsqu’une personne parle avec 60 dB (niveau sonore normal de la parole), seuls 42 dB peuvent encore être perçus à 8 mètres de distance. Nous avons vu avec la « banane vocale » que les consonnes
sourdes (/f/, /s/, /h/,/th/) atteignent au mieux 35 dB (il n’est pas possible de crier un « f »). Dont 27 dB seulement arrivent 8 mètres plus loin. Le bruit de fond d’une salle de classe pleine dans laquelle personne ne parle commence déjà à 35 dB.
Sans la réflexion des consonnes au plafond, il est quasiment impossible de se faire comprendre car les bruits parasites recouvrent trop le signal utile.
Si des plafonds acoustiques ont été fixés de manière à ce qu'une surface lisse et réverbérante soit toujours présente sur le pourtour de la pièce, des échos se produiront toujours sur les bords et dans les coins. Ce phénomène est valable même dans le cas d'une installation de plafonds acoustiques faiblement atténuants si les échos se répercutent contre le mur.
Les conséquences d'une réduction pure de la réverbération des échos
Les plafonds acoustiques sur toute la surface peuvent ne pas empêcher les échos parasites de se produire dans les coins. En outre, ils entravent considérablement la communication dans la pièce sans résoudre le problème réel. La réverbération est dans ce cas très faible ; en revanche, le signal utile, quant à lui, se superpose toujours à des échos perturbateurs de différence de temps de transit, alors que dans le même temps, les hautes fréquences (les consonnes) sont complètement absorbées : le problème est donc encore plus important qu'avant. Les orateurs doivent faire plus d'efforts pour parler, et l'auditoire est obligé de faire preuve d'une concentration extrême pour écouter. Plus le cerveau doit dépenser d'énergie pour filtrer les bruits de fond, moins il lui en reste pour comprendre le contenu. Les répercussions logiques de ce phénomène : stress, déconnexion et, par conséquent, mauvais résultats.
