Brevet FR2313667A1 — publié le 19761231

La présente invention concerne la mesure du temps de réverbération acoustique d'un local notamment d'habitation ou de travail. La réverbération acoustique d'un local où a été émis un bruit est le phénomène de traînée sonore, c'est-à-dire de persistance du bruit après l'arrêt d'émission de la source sonore, du fait de réflexions successives, multiples et rapro- chées, sur les parois du local. La durée de ce phénomène dépend notamment du volume du local, de la surface de ses parois et du coefficient d'absorption sonore de ces dernières.Par dssfinition, le temps de réverbération du local est le temps au bout duquel après 1'arrêt d'émission de la source sonore, le niveau résiduel de bruit dans le local a décru de 60 décibels (sur la base d'une pression acoustique de référence égale à 2 x ir N/m2.) Pour mesurer le temps de réverbération d'un local, un procédé classique consiste à émettre un bruit dans le local à l'aide d'un générateur de bruit, tel qu'un haut-parleur, capable de donner un niveau de bruit élevé (de l'ordre de 80 dB) et à mesurer le temps au bout duquel, après mise hors d'action du générateur de bruit, le niveau résiduel de bruit dans le local a décru d'une quantité prédéterminée. Cette quantité est théoriquenent égale à 60 dB. En pratique, du fait que les sonomètres ont une dynamique limitée (de l'ordre de + 15 dB autour d'une valeur moyenne), on choisit généralement une décroissance plus faible, par exemple 20 dB, et l'on multiplie par un facteur constant le temps trouvé (par trois, pour une décroissance de 20 dB), pour obtenir le temps de réverbération cherché. Dans les installations de mesure connues, le sonomè- tre est généralement couplé à un appareil d'enregistrement graphique qui inscrit la courbe de décroissance du niveau de bruit en fonction du temps. Ces installations donnent de bons résultats, mais impliquent l'utilisation d'un matériel important, coflteux et de maniement complexe. On connaît également des installations sans appareil d'enregistrement graphique, mais elles demeurent complexes et coûteuses et présentent, en outre, l'inconvénient de ne pas être instantanément adaptables à n'importe quel type de sonomètre. La présente invention vise à remédier, au moins partiellement, à ces inconvénients et à fournir un procédé de mesure à la fois rapide et précis du temps de réterbération d'un local, ne mettant en oeuvre qu'un appareillage simple, sans enregistrement graphique. Le procédé conforme à l'invention comporte essentiellement les étapes suivantes - le générateur de bruit étant en action, on élabore simultanément, à partir d'un meme signal engendré par un sonomètre, un premier signal correspondant au niveau de bruit réel dans le local et un second signal correspondant à un niveau de bruit fictif égal au niveau de bruit réel, diminué de la quantité déterminée précitée (par exemple, 20 dB) - on applique ce second signal à un système de déclenchement d'arret d'un compteur de temps dont on adapte exactement le seuil de déclenchement audit second signal, de manière que le second signal - ou tout signal égal appliqué à sa place provoque instantanément I'arrdt du compteur de temps - on cesse alors d'appliquer le second signal audit système de déclenchement d'arrêt, on applique à sa place le premier signal correspondant au niveau de bruit réel dans le local, et on met hors d'action le générateur de bruit, de sorte que le compteur de temps s'arrête dès que le niveau de bruit résiduel dans le local a atteint le niveau de bruit fictif précité. Un avantage de ce procédé est qu'il permet d'obtenir, par lecture immédiate sur le compteur de temps, après simple réglage du seuil de déclenchement d'arrêt de ce dernier, la valeur cherchée du temps de réverbération. I1 est donc commode et rapide. Un autre avantage est qu'il ne nécessite pas la connaissance effective du niveau de bruit dans le local. Seule intervient, dans la mesure ,une différence de niveau (par exemple, 20 dB) à laquelle est adapté le seuil de déclenchement jarret du compteur de temps. A cet égard, le procédé conforme à l'invention s'apparente au principe dit de "double pesée tes qualités intrinsèques du sonomètre ont donc beaucoup moins d'importance et ne compromettent pas la précision de la mesure du temps de réverbération. Un autre avantage est qu'il peut autre mis en oeuvre à l'aide d'un appareillage très simple, peu croûteux et de naniement aisé. La présente invention couvre également une installation pour la mise en oeuvre du procédé précité, comprenant, en combinaison, des moyens pour élaborer, à partir d'un mEme signal engendré par le sonomètre, un premier signal correspondant au niveau de bruit réel dans le local et un second signal correspondant au niveau de bruit fictif précité, un système de déclenchement d'art du compteur de temps, des moyens de com- mutation pour appliquer à ce système de déclenchement, au choix, le premier signal et le second signal, et des moyens pour adapter exactement au second signal le seuil de déclenche- ment dudit Système, de manière que ce second signal, ou tout signal égal appliqué à Sa place, provoque instantanément 1' ar- ret du comptage de temps Suivant un mode d'exécution préféré, les moyens de commutation précités sont liés fonctionnellement aux moyens de mise hors d'action du générateur de bruit, de manière à provoquer sinultanément l'application du premier signal à la place du second signal, la mise hors d'action du générateur de bruit et la mse en marche du compteur de temps. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donnée à titre d' exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est un graphique illustrant le phénomène de réverbération acoustique dans un local la figure 2 est un schéma fonctionnel illustrant le principe de l'invention ; la figure 3 est un schéma d'un mode d'exécution d'une installation de mesure du t-ps de réverbération, conforme à l'invention. La figure 1 représente la courbe de décroissance, en fonction du temps t, du niveau de bruit N (en décibels) dans un local, en partant d'un niveau initial No produit par un générateur de bruit, après mise hors d'action (au temps t = to) de ce générateur. Par définition, le temps de réverbération T est le temps au bout duquel le niveau de bruit résiduel a atteint la valeur (N 60 dB). Dans un local de dimensions moyennes, cette courbe a l'allure d'une droite (loi de Sabine), de sorte qu'il n'est alors pas nécessaire, pour connaître le temps de réverbération, d'attendre que le niveau de bruit résiduel ait effectivement décru de 60 dB. Il suffit, en effet, de mesurer le temps au bout duquel le niveau de bruit résiduel a décru. d'une quantité prédéterminée plus faible, par exemple 20 dB, et de multiplier (dans ce cas) par trois le temps trouvé pour obtenir le temps de réverbération cherché. Cette constatation facilite l'utilisation des sonomètres qui ont généralement une dynamique limitée, de l'ordre de + 15 dB autour d'une valeur moyenne. Sur la figure 2, on a représenté le schéma de principe d'une installation disposée à l'intérieur du local et permettant de mesurer, suivant le principe conforme à 1 'inven- tion, le temps de réverbération de ce local. Cette installation comprend essentiellement un générateur de bruit délivrant une pression acoustique moyenne constante, tel qu'un haut-parleur 1, pouvant être mis hors d'action au moyen d'un interrupteur 2, un sonomètre 3 sensible au niveau de bruit dans le local, et un compteur de temps 4 agence pour mesurer le temps au bout duquel, après mise hors d'action du générateur de bruit 1, l-e niveau de bruit résiduel a décru de la quantité déterminée précitée (par exemple, 20 dB). Le niveau de bruit initial, c'est-à-dire avant la mise hors d'action du générateur de bruit, n'a pas besoin d'étire connu avec précision. I1 est, par exemple, de l'ordre de 80 dB.Le bruit émis est un bruit à fréquence pure ou à un nélange de fréquences, suivant que l'on désire mesurer le temps de réverbération à une fréquence déterminée ou un temps de réverbération moyen. Suivant l'invention, des moyens 5 permettent a télabo- rer simultanément, à partir d'un même signal engendré par le sonomètre 3, un premier signal s1 correspondant au niveau de bruit réel (quel qu'il soit) dans le local et un second signal S2 correspondant à un niveau de bruit fictif égal au niveau de bruit réel, diminué de la quantité précitée (20 dB, dans l'exemple choisi). L'un ou l'autre, au choix, de ces deux si- gnaux peut être appliqué, par l'internédiaire de moyens de commutation schématisés par un commutateur 6, à un système de déclenchement 7 associé au compteur de temps 4 et dont la fonction est de provoquer, lorsque son seuil de déclenchement est atteint, 1'arr8t du comptage de temps.Ce seuil de déclenchement peut entre réglé à 11 aide de moyens 8, et adapté exactement au signal S2. De préférence, les moyens de conautation 6 sont liés fonctionnellement aux moyens 2 de mise hors d'action du générateur de bruit 1, de nanière à provoquer simultanément l'application du premier signal S1 à la place du second signal et et la mise hors d'action du générateur. A l'aide de l'installation qui vient d'être décrite, on procède comme suit à la mesure du temps de réverbération du local Le commutateur 6 étant dans la position représentée, le générateur de bruit est en action et le signal S2 (de niveau de bruit nfictif) est appliqué au système de déclenchement 7. A l'aide des moyens 8,on adapte exactement le seuil de déclenchement de ce système au signal S2, de manière que ce signal, ou tout signal égal appliqué à sa place, provoque instantanément I 'arrt du comptage de temps. On fait alors passer le commutateur -6 dans sa position pour laquelle on cesse d'tppliquer au système de déclenchement 7 le signal S2 et on applique à sa place le signal S1 de niveau de bruit réel. Simultanément, le générateur de bruit 1 est mis hors d'action. Comme le signal Si est initialement plus important que le signal S2, le comptage de temps commence et il dure jusqu'à, l'instant où le seuil de déclenchement pré cédenment réglé a/atteint, c'est-à-dire jusqu'à l'instant où le niveau de bruit résiduel dans le local a décru jusqu'à atteindre le niveau de bruit fictif précité. Le temps qui s'est écoulé entre l'instant où le générateur de bruit a été mis hors d'action et celui où le comptage de temps s'est terminé, est alors égal à une fraction T connue du temps de réverbération T, par exemple T dans le cas d'une décroissance de 20 dB du bruit résiduel. I1 suffit donc de multiplier par un facteur constant l'indication du compteur de temps, mais il va de soi que cette multiplication peut aussi être faite automatiquement en graduant ou en réglant ledit compteur de façon appropriée, de nanière que l'on puisse lire directement sur le compteur le temps de réverbération cherché. On a représenté plus en détail, sur la figure 3, un mode d'exécution préféré d'une installation de mesure du temps de réverbération, conforme à l'invention. On retrouve sur cette figure, les éléments du circuit fonctionnel de la figure 2, apiqués à un sonomètre 3 du type engendrant un signal de tension électrique fonction du niveau de bruit dans le local. Dans cet exemple, les moyens 5 d'élaboration des signaux S1 (de niveau de bruit réel) et S2 (de niveau de bruit fictif) comprennent un potentiometre diviseur 50 auquel est appliquée la tension du sonomètre 3 et conportant deux bornes de prélèvement 51, 52. L'une de ces bornes 51 pernet de prélever la tension totale du sonomètre, qui est fonction du niveau de bruit réel dans le local, et l'autre 52, une tension réduite, qui est fonction du niveau de bruit fictif précité. Cette tension réduite est égale (par construction ou réglage initial du poten tiomètre3 à une fraction prédéterminée de ladite tension totale, par exemple m pour un niveau de bruit fictif choisi à - 20 dB du niveau du bruit réel. A ces deux bornes est associé le commutateur 6, qui, dans une position, est branché sur la borne 51 de prélèvement de tension totale 1, et, dans une autre position, sur la borne 52 de prélèvement de tension réduite du potentiomètre. En fonction de l'une ou l'autre de ces deux tensions (suivant la position du commutateur 6), le dispositif d'adaptation 8 (décrit un peu plus loin) élabore, sous forme électrique, les signaux S1 et S2 qui, chacun à son tour, seront appliqués au système de déclenchement 7 associé au compteur 4. Ce système de déclenchement comprend essentiellement un comparateur à seuil auquel sont appliqués, d'une part, l'un ou l'autre des deux signaux de niveau de bruit (S1 et précités et, d'autre part, un signal électrique de référence R fourni, par exemple, par un potentiomètre réglable 81. Le comparateur 7 pilote un circuit électronique 41 associé au compteur de temps 4, de manière telle que ce circuit reste passant tant que le signal de niveau de bruit (S1 ou S2) appliqué au comparateur est supérieur au signal de référence, mais se bloque dès que ce signal de niveau de bruit est égal ou inférieur audit signal de référence. L'adaptation du seuil de déclenchement du comparateur 7 au signal S2 (de niveau de bruit fictif) peut se faire - soit en modifiant le signal de référence R par réglage du potentionètre 81, de manière à adapter ce signal de référence au signal S2 - soit, de préférence, en modifiant le signal S2, de manière à l'adapter au signal de référence. À cet effet, les moyens d'adaptation 8 conprennent, non seulement le potentiomètre réglable 81, mais également des moyens, tels qu'un préamplificateur à gain réglable 82, disposés à la suite du commutateur 6 et permettant de modifier le signal de niveau de bruit (en 1 'occurrence, le signal S2) appliqué au comparateur 7. De façon classique, ce réglage de gain peut se faire par réglage d'une résistance 83 disposée dans une baucle de réaction. Les moyens d'adaptation 8 comprennent, en outre, des résistances fixes 84, 85 associées au présamplificateur 82, une diode redressent 86, une diode Zener de protection 87 et un condensateur 88 à léger effet de filtrage. Il va de soi que le gain du préamplificateur 82 est suffisant pour dépasser la tension de déchet de la diode 86. Dans l'exemple représenté, le compteur de temps 4 est constitué par un compteur d'impuisions inséré dans un circuit électrique de puissance comprenant un interrupteur 42 actionné par un relais 43. Un générateur 44 dtiapulsions en créneaux fornant base de temps alimente le relais 43 par i "n- termédiaire du circuit électronique 41 piloté par le comparateur à seuil 7 et qui, en configuration passante, sert également d'anplificateur de courant.Tant que le signal de niveau de bruit (S1 ou S2) appliqué au compabateur 7 est supérieur au signal de référence R, l'interrupteur 42 oscille au mise rythme (par exemple, trente fois par seconde) que le générateur d'Impulsions 44, en fournissant au compteur d'impulsions 4 un train d'impulsions amplifiées, mais de mbne forne que celles du générateur 44. Dans le même circuit de puissance peuvent être ins6- rés une lampe 45 et un commutateur de contournetaent 46 permettant de diriger les impulsions en provenance du générateur d'impulsions 44 (arplifiXes par l'iutermédinaire de l'interrup- teur oscillant 42), soit sur le compteur 4, soit sur la lampe 45 en contournant ledit compteur. La lampe 45 sert à faciliter l'adaptation du seuil de déclenchement du comparateur 7. Tant que le signal de niveau de bruit S2 (considéré en valeur moyenne) est supérieur au si- gnal de référence R, la lampe reste allumée. Dès que l'égalité des deux signaux est réalisée, ia lape s'éteint. Le connuta teur de contournel-ent 46 peut alors entre mis en configuration d'alimentation du compteur 4. Suivant une disposition avantageuse de l'invention, le commutateur de contournement 46 est couplé au coe:unutateur de signal 6, déjà couplé, onrne on l'a sm, à l'interrupteur 2 de mise hors d'action du génerateur de bruit 1. Sur la figure 3, ce couplage est symbolisé par une commande 9 à deux positions. Dans une position I de cette con- mande, le comriiateur 6 est dans sa position de prélèvenent de la tension réduite du sonomètre (correspondant au niveau de bruit fictif précité), le commutateur 46 est dans sa confi guration de contournement du compteur 4 (de sorte que la lampe 45 est alimentée), et le générateur de bruit 1 est en action. Cette position correspond à la phase (prélininaire) d'adapta tion du seuil de déclenchement du cosparateur 7. Dans une position II de cette commande, représentée sur la figure, le commutateur 5 est dans sa position de prélèvenent de la tension totale du sonomètre (correspondant au ni veau de bruit réel dans le local), le commutateur 46 est en configuration d'alimentation du compteur 4, et le générateur de bruit est mis hors d'action. Cette position correspond à la phase de lecture du temps de réverbération du local, sur le compteur 4. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notannent par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVEND I CÂT IONS 1. Procédé de mesure du temps de réverbération acoustique d'un local, suivant lequel on émet un bruit dans le local à l'aide d'un générateur de bruit délivrant une pression acoustique moyenne constante et on mesure le temps au bout duquel, après mise hors d'action du générateur de bruit, le niveau résiduel de bruit dans le local a décru drune quantité prédéterminée, caractérisé en ce que - le générateur de bruit étant en action, on élabore simultanément, à partir d'un meme signal engendré par un sonomètre, un premier signal correspondant au niveau de bruit réel dans le local et un second signal correspondant à un niveau de bruit fictif égal au niveau de bruit réel diminué de ladite quantité prédéterminée - on applique ce second signal à un système de déclenchement dlarrêt d'un compteur de temps dont on adapte exactement le seuil de déclenchement audit second signal, de manière que le second signal - ou tout signal égal appliqué à sa place - provoque instantanément 1'arrêt du comptage de temps - on cesse alors diappliquer le second signal audit système de déclenchement dlarret, on applique à sa place le premier signal correspondant au niveau de bruit réel dans le local, et on met hors d'action le générateur de bruit de sorte que le comptage de temps s'arrete dès que le niveau de bruit résiduel dans le local a atteint le niveau de bruit fictif précité. 2. Installation de mesure du temps de réverbération acoustique d'un local, pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison : - des moyens pour élaborer sinultanénent, à partir d'un meme signal engendré par le sonomètre, un premier signal correspondant au niveau de bruit réel dans le local et un second signal correspondant à un niveau de bruit fictif égal au niveau de bruit réel diminué de ladite quantité prédéter minée - un système de déclenchement d'arrêt du compteur de temps - des moyens de commutation pour appliquer audit système de déclenchement, au choix, le premier signal ou le second signal, et - des moyens pour adapter exactement au second signal le seuil de déclenchement dudit système, de manière que ce second signal - ou tout signal égal appliqué à sa place - provoque instantanément l'arret du comptage de temps. 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de commutation sont liés fonctionnellement aux moyens de mise hors d'action du générateur de bruit, de manière à provoquer simultanément l'application du premier signal à la place du second signal, la mise hors d'action du générateur de bruit et la mise en marche du corlp- teur de temps. 4. Installation suivant la revendication 2, dans laquelle le sonomètre est du type engendrant un signal de tension électrique fonction du niveau de bruit dans le local, caractérisé en ce que - les moyens d'élaboration du premier signal de niveau de bruit réel et du second signal de niveau de bruit fictif comprennent un potentiomètre diviseur auquel est appliquée la tension du sonomètre et comportant deux bornes de prélèvement permettant de prélever, l'une, la tension totale du sonomètre et, l'autre, une tension réduite égale à une fraction prédéterminée de ladite tension totale, lesdits premier et second signal étant des signaux électriques fonction respectivement de ladite tension totale et de ladite tension réduite - le système de déclenchement dtarrdt cu compteur de temps comprend un comparateur à seuil auquel sont appliqués, d'une part, l'un ou l'autre des deux signaux électriques précités, et d'autre part, un signal électrique de référence - les moyens de commutation de signal comprenrt un con1mutateur branché, dans une position, sur la borne de prélèvement de tension totale et, dans une autre position, sur la borne de prélèvement de tension réduite du potentiomètre ; et - les moyens d'adaptation du seuil de déclenchement du système de déclenchement d'arrêt du comptage de temps con- prezez des moyens pour ajuster l'un à l'autre, lorsque le commutateur est dans sa position de prélèvement de tension réduite, ledit second signal électrique et le signal électrique de référence. 5. Installation suivant la revendication 4, carac térisoe'en ce que lesdits moyens d'adaptation du seuil de déclenchement conprennent des moyens, tels qu'un potentionètre réglable, pour modifier le signal électrique de référence apligué au conparateur à seuil. 6. Installation suivant la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits noyens d'adaptation du seuil de dXclenchenent comprennent, disposés à la suite du commutateur, des moyens, tels qu'un amplificateur à gain réglable, pour modifier le signal électrique de niveau de bruit appliqué au conparateur à seuil. 7. Installation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, en combinaison avec la revendication 3, caractérisée en ce que ledit commutateur de signal est couplé à un interrupteur de mise hors d'action du générateur de bruit. 8.Installation suivant llnne quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le compteur de temps comprend un compteur d 'impulsions électriques alimenté, par l'internédiaire d'un circuit électronique piloté par le comparateur à seuil, par un générateur d 'impulsions fornant base de temps, de manière que les impulsions, éventuellenent amplifiées, en provenance de ce générateur d'inpulsions,ne soient transmi ses au compteur que si le signal de niveau de bruit appliqué audit comparateur est supérieur au signal de référence. 9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce qui elle comprend, en outre, une lanpe associée au compteur d'impulsions et un comautateur de contournement permettant de diriger les impulsions, éventuellement amplifiées, en provenance du générateur d'impulsions, soit sur le compteur, soit sur la lampe en contournant ledit compteur. 10. Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que ledit commutateur de contournenent est couplé au cammutateur de signal de niveau de bruit, de nanière que, lorsque ledit conmutateur de signal est dans sa position de prélèvement de tension réduite, le coanutateur de contournenent est en configuration de contournenent du compteur d ' im- pulsions, et, lorsque le oommutateur de signal est dans sa position de prélèvement de tension totale, le commutateur de contournement est en configuration d'alimentation dudit covp- teur.