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En acoustique architecturale , la diffusion désigne la répartition uniforme de l'énergie sonore dans un espace donné. Un espace parfaitement diffusif est un espace où le temps de réverbération est identique quel que soit le point d'écoute. La plupart des espaces intérieurs sont non diffusifs ; le temps de réverbération y varie considérablement. Aux basses fréquences, ils présentent des résonances importantes appelées modes de résonance .
Diffuseur
Les diffuseurs servent à corriger les aberrations acoustiques, comme l'écho, dans les pièces. Ils constituent une excellente alternative ou un complément à l'absorption acoustique car, sans supprimer l'énergie sonore, ils permettent de réduire efficacement les échos et les réflexions tout en préservant une acoustique vivante. Contrairement à une surface réfléchissante, qui concentre l'énergie sonore selon un angle égal à l'angle d'incidence, un diffuseur la disperse dans de nombreuses directions, créant ainsi un espace acoustique plus diffus . Il est également important qu'un diffuseur répartisse les réflexions dans le temps et dans l'espace. Si les diffuseurs peuvent favoriser la diffusion du son, ce n'est généralement pas leur fonction première ; ils sont le plus souvent utilisés pour atténuer la coloration sonore et les échos.
Les performances d'un diffuseur sont décrites par deux grandeurs distinctes. Le coefficient de diffusion exprime la fraction de l'énergie réfléchie qui est diffusée en dehors de la direction spéculaire, tandis que le coefficient de diffusion exprime l'uniformité de la distribution spatiale de l'énergie réfléchie. Ces deux mesures ne sont pas interchangeables et des méthodes de mesure normalisées sont définies dans les normes ISO 17497-1 (coefficient de diffusion) et ISO 17497-2 (coefficient de diffusion).
Les diffuseurs se présentent sous de nombreuses formes et sont fabriqués à partir de nombreux matériaux. La naissance des diffuseurs modernes a été marquée par l'invention des diffuseurs arithmétiques par Manfred R. Schroeders dans les années 1970. Il a eu cette idée lors d'une conférence donnée à Göttingen en 1977 par André Weil , intitulée « Sommes de Gauss et résidus quadratiques » , célébrant le 200e anniversaire de la naissance de Gauss.
diffuseurs à séquence de longueur maximale
Les diffuseurs à séquence de longueur maximale (MLS) sont constitués de bandes de matériau de deux épaisseurs différentes. La disposition de ces bandes suit une séquence MLS. Leur largeur est inférieure ou égale au quart de la longueur d'onde de la fréquence pour laquelle l'effet de diffusion maximal est recherché. Idéalement, de petites parois verticales sont placées entre les bandes inférieures, améliorant ainsi la diffusion en cas d'incidence tangentielle du son. La bande passante de ces dispositifs est relativement limitée ; à une octave au-dessus de la fréquence de conception, l'efficacité du diffuseur chute à celle d'une surface plane.
Diffuseurs à résidus quadratiques
Les diffuseurs à base de MLS sont supérieurs aux diffuseurs géométriques à bien des égards, mais leur bande passante est limitée. Le nouvel objectif était de trouver une nouvelle géométrie de surface qui combine les excellentes caractéristiques de diffusion des diffuseurs MLS avec une bande passante plus large. Une nouvelle conception a été découverte : le diffuseur à résidu quadratique . Aujourd’hui, le diffuseur à résidu quadratique, ou diffuseur de Schroeder, est encore largement utilisé. Les diffuseurs à résidu quadratique peuvent être conçus pour diffuser le son dans une ou deux directions.
Diffuseurs à racines primitives
Les diffuseurs à racines primitives sont basés sur une suite arithmétique fondée sur les racines primitives . Bien qu'ils produisent une atténuation dans la réponse de diffusion, cette atténuation se situe en réalité sur une bande passante trop étroite pour être utile. En termes de performances, ils sont très similaires aux diffuseurs à résidus quadratiques.
Diffuseurs optimisés
L'optimisation numérique permet d'accroître le nombre de conceptions théoriques, notamment pour les diffuseurs comportant un petit nombre de puits par période. Son principal avantage réside toutefois dans la possibilité d'utiliser des formes arbitraires, s'intégrant ainsi plus harmonieusement aux formes architecturales.
Diffuseurs bidimensionnels (« hémisphériques »)
Conçus, comme la plupart des diffuseurs, pour produire un son ample dans une petite pièce, les diffuseurs bidimensionnels, contrairement aux autres diffuseurs, dispersent le son selon une structure hémisphérique. Ceci est réalisé par la création d'une grille dont les cavités présentent des puits de profondeur variable, obtenus par l'addition matricielle de deux séquences quadratiques égales ou proportionnelles à celles d'un diffuseur classique. Ces diffuseurs sont très utiles pour contrôler la direction de la diffusion, notamment dans les studios et les régies.