Décortiquer l'ETC : mesures dans le domaine temporel et réflexions précoces

Par James Lindenschmidt

Utiliser un logiciel de test pour analyser une pièce d'écoute est devenu super courant ces dix dernières années, même pour ceux qui ne sont pas des pros. Les tests sont un outil super utile pour comprendre pourquoi nos pièces sonnent comme elles le font et nous donnent plein d'infos sur comment améliorer le son qu'on entend chez nous. Les données objectives, comme celles générées par ces logiciels, ne sont pas accessibles juste en écoutant. Oui, on peut entendre les différences entre les sons, mais l'écoute (et la perception en général) est pleine de défis, comme les biais d'attente et l'effet placebo, qui rendent difficile de discerner exactement ce qui se passe. Les tests nous permettent de mieux comprendre le son de notre pièce de manière plus objective.

Le logiciel de test acoustique le plus couramment utilisé aujourd'hui est Room EQ Wizard (REW), un logiciel puissant et multiplateforme disponible gratuitement. Les bases de l'utilisation de REW et des tests de pièce ont été largement couvertes ailleurs sur notre site web; elles expliquent comment configurer REW, comment photographier votre pièce, comment générer des graphiques en cascade et comment les interpréter. Ce sont des tests et des concepts très importants pour quiconque cherche à améliorer sa pièce. Si vous n'êtes pas encore familier avec ces techniques, vous devriez commencer par là. Ces articles traitent principalement de la fréquence et du SPL, qui sont faciles à comprendre pour la plupart des amateurs d'audio, car les graphiques de réponse en fréquence sont des spécifications courantes pour les équipements audio.

Mais un graphique de réponse en fréquence ne peut à lui seul traiter un élément essentiel de l'expérience audio : le temps. Le son se propage dans le temps, et la façon dont on le perçoit change aussi avec le temps. Ces deux facteurs doivent être pris en compte dans toute évaluation de la façon dont une pièce sonne.

Pour aller plus loin : ETC et la fenêtre d'impulsion

Le son n'est jamais instantané ; par définition, le son est un changement dans le temps. L'acoustique d'une pièce est dynamique, ce qui veut dire que les effets de la pièce sur ce qu'on entend changent aussi avec le temps. Nos tests doivent donc tenir compte de ces changements au fil du temps. L'exemple le plus connu de test audio basé sur le temps est le graphique en cascade, souvent utilisé pour trouver les fréquences auxquelles la pièce « résonne » dans la réponse des basses. Mais une autre fenêtre REW nous donne un autre graphique super utile impliquant le domaine temporel : la fenêtre Impulse peut nous montrer une courbe énergie-temps (ETC) pour nos pièces. Comme son nom l'indique, il s'agit d'un graphique représentant l'énergie en fonction du temps, par opposition aux graphiques représentant l'énergie en fonction de la fréquence auxquels nous sommes plus habitués. En cliquant sur l'onglet « Impulse » et en cochant la case ETC curve (et UNIQUEMENT la case ETC curve), nous pouvons voir ce nouveau type de graphique qui nous aide à interpréter nos données de test :

Ce graphique est assez différent d'un graphique de réponse en fréquence, surtout parce que l'axe X (l'axe horizontal en bas) n'est pas la fréquence, mais le temps. En gros, ce graphique nous montre juste l'énergie du son, mais rien d'autre (comme la fréquence).

Note que chaque test dans REW aura sa propre réponse impulsionnelle. C'est une bonne idée de tester toutes les enceintes de la pièce séparément, que ce soit un système à 2 canaux ou 7.1 (ou plus). On obtiendra ainsi plusieurs graphiques, mais chacun d'entre eux sera plus lisible et plus précis et nous indiquera exactement comment chaque enceinte interagit individuellement avec la pièce dans le domaine temporel.

Pour les mesures dans de petites pièces, on s'intéresse principalement à ce qui se passe au début de la perception psychoacoustique, sous l'effet de priorité. En dessous d'un certain seuil, généralement compris entre 20 et 40 ms, on ne peut pas percevoir des sons similaires comme des échos ou comme étant distincts les uns des autres. Au lieu de ça, on les perçoit comme un seul son, même si l'interaction entre ces sons produit aussi des effets audibles. Par exemple, à cause du phénomène de masquage, on a tendance à ne pas entendre le plus faible des deux comme un écho distinct avec sa propre localisation, même si son interaction avec le son direct (sous la forme d'un filtre en peigne) sera audible et peut faire paraître ce son antérieur plus fort.

Une fois qu'on atteint le seuil d'écho d'une personne, ou le point où on commence à percevoir des échos distincts, on commence à les percevoir comme deux sons différents. Il y a un débat sur le moment où cette transition se produit ; certains disent 20 ms, d'autres 30, 40, voire 100 ms :

« La zone de transition entre l'effet d'intégration pour les retards inférieurs à 35 ms et la perception du son retardé comme un écho distinct est progressive et donc quelque peu indéfinie. Certains fixent la ligne de démarcation à 1/16 de seconde (62 ms), d'autres à 80 ms, et d'autres encore à 100 ms, au-delà de laquelle la discrétion de l'écho ne fait aucun doute. Dans cet ouvrage, nous nous intéresserons aux 30 premières millisecondes... la zone d'intégration définitive » (Everest, Master Handbook of Acoustics, 4e édition, p. 74).

Le point important à retenir est qu'il existe une plage, une transition progressive, entre la perception des réflexions comme faisant partie du son direct et la perception des réflexions comme des échos distincts. Cet effet de priorité est l'un des éléments que nous testons avec la courbe ETC, il est donc important de le garder à l'esprit.

Si vous ne l'avez pas encore fait, une expérience d'écoute dans une DAW (station de travail audio numérique) consistant à ajouter des échos à l'aide d'un délai peut être intéressante et utile. Limite le feedback au minimum (pour un seul écho), avec un mix wet/dry à 50 %, et commence avec un temps de delay de 0 ms, puis augmente lentement le delay jusqu'à 100 ms. Écoute comment tu perçois les changements de delay à mesure que tu augmentes le temps de delay. Des temps de retard plus courts commenceront à produire des artefacts audibles, un peu comme le chorus, le phasing ou le flanging, ainsi qu'un effet de filtre en peigne qui peut faire ressortir certaines fréquences et en faire disparaître d'autres. Petit à petit, tu commenceras à entendre des échos distincts, probablement entre 30 et 50 ms.
Pour notre test, configurer ton graphique ETC (via la fenêtre LIMITS dans REW) pour afficher les 50 premières millisecondes, comme indiqué ci-dessus, nous donnera ce qu'on a besoin de savoir à partir de la courbe d'impulsion.

Des pics lisses ? Qu'est-ce qu'on regarde exactement ici ?

La façon la plus simple de comprendre un graphique ETC est de considérer que chaque pic de réponse dans le graphique est une réflexion provenant d'un endroit donné. On sait déjà que le contrôle des réflexions précoces est très important pour obtenir un bon son, donc ce test est utile pour nous montrer où on en est sur ce plan. Il peut également aider à déterminer d'où proviennent les réflexions. N'oublie pas que le son met du temps à se propager ; la vitesse du son est de 343 mètres par seconde, soit 1,126 mètre par milliseconde. Il est utile de considérer, en gros, qu'il s'agit d'un mètre par milliseconde.

Par exemple, regarde la figure 2 :

Dans ce graphique, tu peux voir que le premier pic se produit à environ 3 millisecondes. C'est là que la géométrie peut être très utile ; nous pouvons calculer à partir de cet exemple que le son a parcouru environ 3,378 pieds de plus que le son direct entre le haut-parleur et le microphone de mesure. Cette réflexion provient très probablement d'une surface réfléchissante proche du haut-parleur ou du microphone de mesure. Dans le cas de cette pièce, ces réflexions extrêmement précoces proviennent du bureau sur lequel sont posés les haut-parleurs. C'est l'une des raisons pour lesquelles il est si important d'optimiser la configuration de votre bureau pour le travail audio, tant sur le plan acoustique qu'ergonomique.

Les trois éléments les plus importants que nous voulons voir dans un test ETC sont :

1. Une décroissance régulière des pics. Chaque pic doit être plus doux que le précédent, sans « ondulations » où des pics plus doux précèdent des pics plus forts dans le temps. Le graphique ci-dessus dans la figure 2 n'est donc PAS représentatif d'une bonne décroissance dans la pièce, car il y a plusieurs pics plus forts, à environ 12, 19 et 22 ms, que les pics précédents.
2. Des pics plus doux dans le seuil d'écho. Les pics entre 0 (le transitoire initial) et environ 20-40 ms devraient être réduits de 10-20 dB. Les avis divergent sur les chiffres exacts de cet effet de priorité, mais chez GIK, certaines des meilleures pièces que nous avons vues affichent une réduction de 15-20 dB dans les 20 ms. Les salles présentant ces caractéristiques sont moins confuses sur le plan psychoacoustique, l'image stéréo est plus distincte, avec une scène sonore plus réaliste et une meilleure articulation et intelligibilité lors de l'écoute. La figure 2 est assez bonne à cet égard, puisque tous les pics avant 20 ms sont réduits de 20 dB, sauf un, qui est à 15 dB.
3. Les graphiques de toutes les enceintes correspondent, aussi précisément que possible. possible. Elles ne seront jamais vraiment identiques, mais plus elles se ressemblent, mieux c'est. Plus la pièce est symétrique, plus il y a de chances que les graphiques de toutes les enceintes correspondent. On sait que toutes les pièces colorent le son qu'on entend dans une certaine mesure, on veut juste minimiser cette coloration et s'assurer que chaque enceinte, si elle doit être colorée, le soit de la même manière. Si nos pièces ne sont pas symétriques, on peut utiliser divers traitements pour essayer de restaurer une certaine symétrie acoustique dans une pièce physiquement asymétrique, et utiliser les résultats de ce test – ainsi qu'une écoute critique de musique familière – pour évaluer nos progrès.

Ajustements et améliorations

Parfois, l'ETC peut être un peu difficile à lire quand on essaie d'interpréter nos données, surtout si on compare deux courbes. Heureusement, REW nous offre quelques options pour améliorer la lisibilité des données dans le graphique. La principale est le lissage, qui est utile pour avoir une meilleure idée de la forme générale de la courbe, plutôt que des détails affichés dans un graphique non lissé. En cliquant sur l'icône « Controls » en haut à droite de REW, au-dessus du graphique, on peut voir le lissage ETC, entouré en rouge, et réglé sur un lissage de 0,2 ms :

Tu peux régler le contrôle de lissage jusqu'à ce que la forme générale de la courbe ETC soit plus claire et que tu ne sois plus distrait par autant de pics.

Le traitement acoustique à la rescousse !

La solution ici consiste à utiliser l'absorption aux points de réflexion. Cette stratégie de gestion des réflexions précoces devrait être familière aux étudiants débutants en acoustique et est expliquée en détail dans cette vidéo :

En plus des effets bénéfiques décrits dans cette vidéo (une meilleure scène sonore, une image stéréo plus détaillée, une écoute plus précise et des décisions de mixage plus faciles, etc.), l'absorption réduira ou éliminera également certaines des pointes qui se produisent, lissant ainsi la décroissance de la pièce. De simples panneaux d'absorption de 2 pouces comme le GIK 242 donneront une grande partie de l'effet recherché, mais des panneaux plus épais comme le GIK 244 ou le GIK Monster Bass Traps étendront l'absorption aux fréquences plus basses. Dans les petites pièces, des panneaux plus épais aux points de réflexion peuvent être utilisés de manière assez efficace pour obtenir une réponse des basses la plus précise possible.

En cas de doute, demandez de l'aide à

. Ces techniques peuvent vous aider à mieux comprendre ce qui se passe dans votre pièce. Comme toujours, on est là pour vous aider. On peut t'aider à comprendre tes résultats de test et te proposer des solutions avec nos traitements acoustiques brevetés GIK. Contacte-nous pour des conseils gratuits sur l'acoustique de ta pièce.