Mesure en salle réverbérante selon ISO 354 : déroulement, échantillon, coûts

L’ISO 354 décrit le mesurage de l’absorption acoustique en salle réverbérante. La salle réverbérante crée un champ sonore diffus dans lequel le son atteint l’échantillon depuis toutes les directions. Cela correspond à la situation des locaux réels. Le résultat est le coefficient d’absorption acoustique αs par bande de tiers d’octave, c’est-à-dire la part de l’énergie sonore incidente que le produit ne renvoie pas.

On mesure le produit, pas seulement le matériau : constitution, épaisseur, perforation, voile et type de montage entrent dans le résultat. C’est pourquoi la mesure en salle réverbérante est le justificatif que les acousticiens et les CCTP exigent pour les panneaux acoustiques, dalles de plafond, îlots acoustiques, paravents ou rideaux. La mesure en tube à impédance selon ISO 10534-2 caractérise, elle, de petits échantillons de matériau sous incidence normale.

La norme exige un volume d’au moins 150 m³ ; 200 m³ sont recommandés pour les salles neuves. Au-delà de 500 m³, l’absorption de l’air limite la précision aux hautes fréquences. Les salles d’essai courantes font entre 200 et 400 m³. Les parois sont acoustiquement réfléchissantes, aucune paire de dimensions n’est dans un rapport simple de nombres entiers, et des diffuseurs au plafond et sur les parois assurent la diffusivité nécessaire du champ sonore.

La température et l’humidité de l’air sont consignées, car l’air lui-même absorbe. Le mesurage salle vide et le mesurage avec échantillon doivent avoir lieu dans des conditions comparables, sinon l’absorption de l’air fausse la différence.

Les absorbeurs plans sont testés sous forme d’une surface rectangulaire d’un seul tenant. L’ISO 354 exige 10 à 12 m² ; pour les salles de plus de 200 m³, la limite supérieure peut croître avec le facteur (V/200)^(2/3). Le rapport des côtés est compris entre 0,7 et 1, et aucun bord de l’échantillon n’est à moins de 1 m d’une arête de la salle. En pratique, environ 11 m² suffisent le plus souvent. Les chants sont recouverts d’un cadre acoustiquement réfléchissant pour que les surfaces de coupe n’absorbent pas elles aussi.

Le type de montage influe sur le résultat et figure donc dans le rapport d’essai. L’ISO 354 définit des montages normalisés : le type A est posé directement sur la surface, le type B est collé directement sur un support rigide, le type E comporte un plénum à l’arrière, indiqué en millimètres (E-200 signifie 200 mm d’écart, typique des plafonds suspendus), le type G s’applique aux rideaux écartés du mur. Chaque type de montage est un mesurage à part entière.

Les objets isolés comme les îlots acoustiques, baffles, paravents ou meubles ne sont pas mesurés comme une surface mais comme des objets. En règle générale, trois exemplaires identiques suffisent. Le résultat est l’aire d’absorption équivalente par objet ; l’évaluation est régie par l’ISO 20189. Pour tous les échantillons : envoyer la version de série, décrire la constitution par écrit, identifier les exemplaires.

On mesure d’abord la durée de réverbération de la salle vide, puis la durée de réverbération avec l’échantillon en place. Les deux par bande de tiers d’octave de 100 à 5 000 Hz, soit 18 bandes. L’excitation se fait par bruit interrompu ou par réponse impulsionnelle intégrée ; on évalue habituellement le T20 sur la plage de décroissance comprise entre 5 et 25 dB sous le niveau initial.

Pour une moyenne fiable, la norme exige au moins 12 courbes de décroissance par bande, issues de plusieurs positions de haut-parleur et de microphone, par exemple deux positions de haut-parleur et six positions de microphone. Les microphones sont espacés d’au moins 1,5 m entre eux, à 2 m du haut-parleur et à 1 m des parois de la salle et de l’échantillon.

L’aire d’absorption équivalente d’une salle découle de Sabine : A = 55,3 · V / (c · T), avec V le volume de la salle, c la vitesse du son et T la durée de réverbération. L’absorption de l’air est en outre retranchée par le terme 4 · V · m. L’échantillon fournit la différence A_T = A_2 (avec échantillon) moins A_1 (salle vide). Le coefficient d’absorption acoustique est alors αs = A_T / S, avec S la surface de l’échantillon.

Pour les objets isolés, A_T est divisé par le nombre d’objets et exprimé en aire d’absorption équivalente par objet, en mètres carrés. Le calculateur ci-dessous montre la relation pour une salle réverbérante quelconque : saisir le volume, la surface de l’échantillon et les deux durées de réverbération, lire αs.

L’ISO 11654 transforme les 18 valeurs par tiers d’octave en une valeur unique. Les valeurs par tiers d’octave sont d’abord moyennées en coefficients d’absorption acoustique pratiques αp par bande d’octave de 250 à 4 000 Hz et arrondies à 0,05 ; les valeurs supérieures à 1,00 sont ramenées à 1,00. Une courbe de référence normalisée est ensuite décalée par pas de 0,05 jusqu’à ce que la somme des écarts défavorables soit au plus de 0,10. La valeur de la courbe décalée à 500 Hz est le coefficient d’absorption acoustique pondéré αw.

De αw découle la classe d’absorption acoustique : A à partir de 0,90, B de 0,80 à 0,85, C de 0,60 à 0,75, D de 0,30 à 0,55, E de 0,15 à 0,25. Si la courbe mesurée dépasse la courbe de référence d’au moins 0,25 dans une plage, un indicateur de forme L, M ou H est ajouté. αw et classe ne valent jamais que pour la configuration mesurée, type de montage compris.

Un rapport d’essai selon ISO 354 décrit l’objet d’essai (constitution, dimensions, masse surfacique ou masse volumique, type de montage), la salle d’essai (volume, surface), les conditions climatiques, la méthode de mesurage et le nombre de positions de mesure. Le cœur est le tableau des αs par bande de tiers d’octave, le plus souvent avec les durées de réverbération sous-jacentes et sous forme de courbe. Selon ISO 11654 s’y ajoutent αp par octave, αw, la classe d’absorption et l’indicateur de forme.

Pour le CCTP comptent αw avec le type de montage et les valeurs par bande. Un rapport sans indication du type de montage n’est que la moitié de l’information : une dalle de plafond mesurée en E-200 peut donner un résultat nettement plus faible collée directement (type A).

Les laboratoires d’essais en Allemagne ne publient pas de tarifs pour les mesurages ISO 354 ; les devis se font sur demande. Via Acoustic Index, une mesure en salle réverbérante coûte 590 EUR par mesurage, montage en salle réverbérante et rapport de mesure avec αs, αp, αw et classe d’absorption inclus. Le prix unitaire baisse à partir de plusieurs mesurages. Les échantillons sont acceptés de toute l’Europe ; un e-mail suffit.

Ce qui détermine le prix, c’est le nombre de configurations : chaque type de montage et chaque variante est un mesurage à part entière. Qui veut justifier plusieurs épaisseurs ou plénums les planifie en série de mesurages et profite du prix unitaire réduit.

Le tube à impédance selon ISO 10534-2 mesure de petits échantillons circulaires sous incidence normale. Il est rapide et peu coûteux, idéal pour le développement de matériaux et pour les données matériaux. Mais il ne fournit pas de justificatif de produit : type de montage, perforation, cadre et effets de bord n’interviennent pas, et les valeurs ne sont pas comparables aux αs de la salle réverbérante.

Pour les CCTP, les logiciels de simulation et la comparaison avec la concurrence, c’est la mesure en salle réverbérante qui compte. Sur Acoustic Index, les sources de données sont donc identifiées : mesure du produit en salle réverbérante, tube à impédance, mesure sur matériau ou fiche technique du fabricant.

Les salles réverbérantes diffèrent par leur volume, leur diffusivité et la longueur des bords de l’échantillon. Les essais interlaboratoires montrent entre laboratoires des écarts de quelques centièmes jusqu’à environ 0,1 sur αs, surtout en dessous de 250 Hz. Les comparaisons entre produits sont donc les plus fiables lorsque le type de montage et la taille de l’échantillon sont identiques ; dans l’idéal, les mesurages proviennent du même laboratoire.

Des valeurs supérieures à 1,0 se rencontrent. Elles proviennent de la diffraction aux bords de l’échantillon, qui augmente la surface efficace, et sont un effet de mesure de la méthode, pas une caractéristique du produit. L’ISO 354 les laisse telles quelles, l’ISO 11654 plafonne αp à 1,00. Des indications comme αw 1,2 ne sont pas sérieuses.