En acoustique, la source de bruit omnidirectionnelle est utilisée dans de nombreux domaines.
Pour connaître l’isolation acoustique d’une paroi ou le temps de réverbération dans une salle, il est nécessaire de produire un certain niveau sonore. Pour l’isolement acoutique, on créé un champ sonore dans une pièce et on mesure le niveau sonore dans l’autre pièce. Pour le temps de réverbération, on mesure la décroissance du niveau sonore après interruption de la source de bruit.
Ce n’est pas la seule source de bruit possible, il existe aussi des enceintes directionnelles (comme celles de notre salon) ou on peut aussi exciter les salles avec des impulsions sonores telles que des ballons.
Mais pourquoi alors utiliser une source sonore qui envoie le son dans toutes les directions?
Une source sonore omnidirectionnelle est composée de plusieurs haut-parleurs (souvent douze d’où le nom de dodécaèdre).
Les haut-parleurs sont répartis afin d’avoir une bonne homogénéité de la directivité sonore autour de la source sonore et ainsi éviter de générer du son dans une direction donnée.
Comme tout haut parleur, celui-ci doit être alimenté, et doit être connecté à un amplificateur qui sera aussi utilisé comme interface pour générer des bruits spécifiques (soit directement dans l’ampli ou en externe via une prise jack). Les bruits les plus courants sont le bruit rose, le bruit blanc ou des signaux spécifiques tels les MLS (Maximum Length Signal) ou balayage en sinus (Sweep Signal).
C’est l’une des caractéristiques principales, voir LA caractéristique à vérifier avant l’achat d’une source omnidirectionnelle. En effet, les normes demandent de respecter des écarts maxima de directivité autour de la source sonore.
Le tableau ci dessous présente par exemple l’écart maximal de directivité dans l’ISO 3382-1.
Fréquences (Hz)
125 Hz
250 Hz
500 Hz
1000 Hz
2000 Hz
4000 Hz
Ecart maximal (dB)
+/- 1
+/- 1
+/- 1
+/- 3
+/- 5
+/- 6
Un exemple de directivité est présenté ci dessous.
La puissance acoustique de la source sonore est aussi un point clé que ce soit d’un point de vue du niveau sonore que de sa réponse spectrale.
Les sources omnidirectionnelles peuvent emettre jusqu’à 120dB de puissance.acoustique.
Mais pourquoi une telle puissance?
Dans le cas de l’isolation acoustique, celle ci permet de mesurer des parois très performantes et pour le temps de réverbération, d’assurer d’avoir un rapport signal sur bruit important.
Prenons l’exemple d’une paroi avec un isolement de 55dB à 1000Hz et un bruit de fond 40dB, cela signifie qu’il faut plus de 100dB de niveau sonore dans la pièce d’émission.
Et ne pas oublier que cette puissance doit être générée sur toute la gamme de fréquence utile pouvant aller de 50Hz à 5000Hz.
Et il est important de s’assurer aussi que le spectre soit plus ou moins plat au moins de 100Hz à 5000Hz.
Il existe aussi d’autres facteurs à prendre en compte
Le poids de la source sonore, en particulier pour les mesures en bâtiment (et quand on plusieurs étages à monter). L’encombrement peut être un critère si on se déplace en train par exemple.
La télécommande, élément indispensable pour allumer ou éteindre la source à distance. Il faut aussi veiller à ce que le signal passe au travers des dalles de béton épaisses.
Eviter la saturation, car au vue des niveaux sonores générés, il est important d’avoir un signal propre et aussi pour éviter d’endommager. Des sécurités peuvent exister sur les amplificateurs livrés avec la source.
Il existe 3 parties pour la norme ISO 3382. Les deux premières s’intéressent notamment à la mesure du temps de réverbération (mais pas que).
L’ISO 3382-1 et 3382-2 précise que « la source doit être aussi omnidirectionnelle que possible« , voir tableau ci-dessus. Les valeurs sont obtenues par des moyennes glissantes tous les 30°.
A noter qu’une source impulsionnelle telle qu’un ballon, ne permet pas de remplir ce critère même s’il s’agit d’une source facile à utiliser lors des essais.
Elle doit assurer un niveau sonore permettant d’obtenir des décroissances temporelles avec une dynamique (rapport signal sur bruit) de 45dB pour le calcul du T30 (temps de réverbération extrapolée sur la décroissance à 30dB) et 35dB pour le calcul du T20 (extrapolée sur la décroissance à 20dB). Seulement une source sonore puissance permet dans environnements bruyants et dans des salles moyennes permettent d’atteindre ces dynamiques.
L’ISO 16283-1 décrit les méthodes de mesurage in situ de l’isolation acoustique des bâtiment. L’ISO 140 est applicable pour les mesures d’isolation acoustique en laboratoire.
La norme définit aussi des requis de directivité : » Pour les bandes d’un tiers d’octave, le ou les haut-parleurs peuvent être considérés comme ayant un rayonnement omnidirectionnel uniforme si les valeurs de DI se situent dans les limites de ± 2 dB dans la gamme des fréquences comprises entre 100 Hz et 630 Hz, ± 5 dB à 800 Hz et ± 8 dB dans la gamme des fréquences comprises entre 1 000 Hz et 5 000 Hz. «
Le son produit dans la salle d’émission doit être stable et avoir un spectre continu dans la gamme de fréquences mesurée.
D’autres normes, notamment pour la mesure de la décroissance dans les bureaux préconisent une source omnidirectionnelle. Par exemple dans l’ISO 22955 pour la qualité des espaces ouverts, il est précisé que la source doit être omnidirectionnelle pour la mesure de l’atténuation liée à la parole (aussi pour l‘atténuation du niveau sonore par doublement de la distance couverte par la norme ISO 3382-3).
Une source sonore omnidirectionnelle permet de s’assurer d’avoir un champ acoustique homogène dans toutes les directions.
Les normes de mesures in-situ ou en laboratoire exigent cette omnidirectionnalité, qui ne peut être remplie que par ce type de source. La source sonore doit aussi être vérifiée pour atteindre ces exigences.
La puissance acoustique de la source est un point clé aussi afin d’obtenir des niveaux sonores qui se démarqueront de bruit de fond.
Enfin, lors du choix d’une source, faire attention aux poids, à l’amplificateur ainsi que la batterie.
