Écho... ou pas écho ?

[Pegoud0]

Bonsoir à tous !

J'ai récemment découvert que marcher devant un certain immeuble provoquait un écho étrange (une note de musique bien distincte). La façade ressemble à un escalier basculé (voir le schéma encadré d'un rectangle), je pense que ça a quelque chose à voir avec le phénomène.



Si l'on le considère comme un véritable escalier, la contremarche ("r") et la marche ("t") n'ont pas les mêmes dimensions.

Lorsqu'on voit le bâtiment sous un certain angle (voir le point de vue de la source 1, en bas à gauche de l'image), on voit clairement un escalier dont les dimensions sont r = 60 cm et t = 10 cm (plus haut que profond). Nous n'entendons pas d'écho en marchant sous cet angle.

A la position opposée (voir le point de vue de la source 2, en bas à droite de l'image), les dimensions sont inversées (r = 10 cm, t = 60 cm) et les marches sont plus profondes qu'elles ne sont hautes. Cette fois, l'effet apparaît et on entend une fréquence très distincte en marchant de sorte à voir l'escalier sous cet angle.

Y a-t-il quelque chose qui explique cette différence de contribution entre la marche et la contremarche ? Que pensez-vous de l'écho qui n'apparaît pas quand la hauteur est bien plus grande que la profondeur ?

Merci d'avance si vous pouvez m'aider à comprendre ce phénomène !
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[agitateur]

Pour entendre l'écho, il faut de la distance ( selon la longueur d'onde du bruit) car si c'est trop court le son entendu est confus mais c'est pas de l'écho.

Ensuite, oui c'est normal

Dans le schéma point 2 tu aura un retour de son ( j'imagine que la source c'est toi en parlant ou tes pieds sur le sol en semelle cuir ) par réflexion.
Remplaces les surfaces de l'escalier par des miroirs.
Si le son de tes pieds ( ou ta voix ) peut se réfléchir dans le miroir et revenir à tes oreilles, c'est la réflexion primaire.
Dans le schéma 1 la réflexion sur la surface de l'escalier fait fuir l'onde sonore vers ailleurs, plus loin. Ici l'escalier est de type diffuseur sonore.


L'escalier est trés probablement de nature fortement réfléchissante . Béton lisse, carrelage, verre, etc...En absence d'absorption, ce qui arrive sur la surface repart ( et donc si le miroir est aligné, ça repart en plein dans la tronche ). Un coef alpha sabine trés faible ( moins de 0.1 ) ça renvoie bien.

[agitateur]

le schéma type du diffuseur est le suivant, beaucoup d'arrêtes ( au sens géométriques ) et des profondeurs variées de "trous" pour être efficaces sur un large spectre de fréquence, avec des surfaces lisses.

https://www.thomann.de/fr/the_t.akus...SABEgLMlfD_BwE

Son efficacité est limitée en basse fréquence ( annoncé efficient de 900 à plus de 3600 Hz ) car il manque de profondeur, seulement 170 mm et probablement 120 mm max entre les points hauts et les points bas.

[Pegoud0]

Un grand merci pour votre réponse rapide et détaillée ! Effectivement, la source est bien mes chaussures

Plusieurs questions me viennent :

- Je suis un novice complet en la matière et je ne suis pas certain d'avoir compris l'explication du miroir pour le schéma 1 (ou du moins, je ne vois pas la différence par rapport au schéma 2... C'est une question de dimensions ou d'orientation des "marches" ?)

- Si les "escaliers" sont suffisamment réfléchissants, est-ce qu'on peut généraliser ? Par exemple, si la hauteur des marches est supérieure à la profondeur, ils agissent comme des diffuseurs ; et comme des réflecteurs si la profondeur est supérieure à la hauteur ?

Merci d'avance pour les éclaircissements que vous pourrez m'apporter !

[A voir en vidéo sur Futura]

[agitateur]

Merci, c'est de la vulgarisation pure, mais parfois une bonne pédagogie et un socle académique "moyen" passe mieux que du parfait imbitable.
Ca colle avec le sujet, l'acoustique m'intéresse pour diverses raisons mais je n'ai pas de savoir académique purement par formation sur le sujet.

Tu remplaces le mur par des miroirs, donc. Virtuellement. Ou tu mets sur le front de marche un petit miroir pour l'expérience.
On va supposer que tes yeux sont proches de tes oreilles ( normalement c'est le cas )
Quand tu vois tes pieds dans le miroir alors l'écho des pieds sera au max en réflexion primaire. L'onde sonore frappe la paroi, rebondit une seule fois ( elle est trés peu diminuée ) et reviens dans les oreilles. La seule atténuation est liée à la distance, une onde sonore fatigue dans la distance. C'est bien une question d'orientation, avec pour l'écho max le max de surface qui te revient dans la figure. Donc les 2, géométrie et surface.

Dans l'autre schéma sans écho, tu vas voir avec le miroir .....le ciel et les oiseaux. L'onde sonore s'en va vers le lointain. Forcément tu n'aura pas de retour son.

Le rapport hauteur / largeur de la marche est absolument sans importance, quelque part ( si on se comprends bien ). Pour avoir un max d'écho, il suffit qu'il y ait pas mal de surface qui renvoie vers toi en miroir.


Supposons que tu rentres dans une cathédrale de béton ou de verre ( ou de pierre trés lisse ). La réflexion est maximale sur les parois.
Le son va te revenir aux oreilles aprés réflexion primaire, mais aussi par rebond sur pleins de parois il va te revnir aprés 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou...etc....pleins de rélexions mais de plus en plus atténué. Ce ne sera pas un son "net" et franc d'un talon sur le sol, le son entendu par écho sera trés long, de la bouillie. Plus il y a de réflexions, plus les murs réflectifs sont éloignés, plus le son mettra du temps pour arriver à tes oreilles. Le "clac" de 1 millisecondes, tu vas l'entendre 3 secondes.

https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A...rb%C3%A9ration.

[Unyvercel]

Bonjour, excuser cette instruction, j'aurais une question, le bâtiment en question, se trouve t-il aux abord d'une route ?

[Pegoud0]

Merci une nouvelle fois pour votre approche posée du sujet !

J'ai sûrement mal interprété vos explications, mais une dernière chose me bloque : pour la source 1 qui ne nous donne pas d'écho, c'est me semble-t-il la surface la plus importante ("r") qui est dirigée vers nous (comparée à la source 2 où c'est le petit côté "r" qui nous fait face)...

Je me suis rendu compte au passage que mon schéma précédent était vraiment de travers : si on prenait celui-ci, cela changerait-il quelque chose ? Riser vs Tread.png

Avec tout ceci, j'aurais tendance à dire que c'est la source 1 qui nous renvoie un écho maximal... alors que c'est la position pour laquelle on n'entend rien. Peut-être est-ce une mauvaise compréhension de ma part vis-à-vis de la "grande surface" qui est prise en compte ?

Dans cette approche, j'avoue avoir un peu de mal à comprendre pourquoi, pour une même dimension de marches, le rapport hauteur/profondeur n'a pas d'importance (même si j'entends parfaitement l'argument de la surface !). Un escalier haut mais peu profond (1) pourrait renvoyer le même écho qu'un escalier court mais très profond (2) avec les dimensions "r" et "t" inversées ?

(Désolé de vous embêter avec toutes ces questions !)

Pour répondre à @Unyvercel , le bâtiment est sur un chemin piéton qui ne voit pas passer les voitures !

[Unyvercel]

Pour répondre à @Unyvercel , le bâtiment est sur un chemin piéton qui ne voit pas passer les voitures !

Je disait cela car, j'avais entendu parler d'un technique qui aurai était tester pour des mur anti bruit, je ne sais plus comment on m'avais expliquer ça, mais ça renverrai l'écho, mais ça aurait était un raté, pour l’insonorisation de l’autre coté, mais bon ca viens pas de là

[agitateur]

dans la position 1, je vois un renvoi miroir vers le ciel.

dans la position 2, je vois la composante verticale des marches en renvoi miroir vers l'auditeur.

[agitateur]

j'avais entendu parler d'un technique qui aurai était tester pour des mur anti bruit

Dans un mur anti bruit le sujet n'a rien à voir. On se fiche bien de savoir si les conducteurs vont entendre leurs moteurs ou pas. Ce qui compte est l'affaiblissement phonique de l'autre coté, c'est un autre "concept".
La capacité à isoler du bruit est en gros liée à la masse. La capacité à renvoyer par réflexion c'est un état de surface ( en gros ).

[agitateur]

Avec ajouts.....

[Unyvercel]

Ouin mais je crois qu'ils ont oensé qu'en renvoyant l'écho le bruit ne passé par de l'autre coté merci pour ces explications

[agitateur]

un mur en verre serait trés réfléchissant ( ou en carrelage, etc...), mais son isolation sera proportionnelle à sa masse. C'est à dire en général....Faible.
Le meilleur mur anti bruit à pas cher ( si on a qq metres de large pour le faire ) c'est le mur en terre.

Le coef de reflexion ne préjuge en rien de la capacité d'isolation.

Un mur en béton ( lisse ) de 300 kg au metre carré ça isole pas mal. Mais ça renvoi énormément aussi.
Un mur en laine de verre roche bois, ça isole peu ( presque rien ) , ça absorbe beaucoup ( ça renvoie peu ).

[Pegoud0]

@agitateur
Un immense merci pour votre temps, votre patience et vos explications : vous avez réussi à me faire comprendre le phénomène !
Désormais, je penserai à vous en passant devant cette façade

Passez une bonne soirée !

[agitateur]

Pour de vrai c'est un peu compliqué, ton escalier doit tomber pile poil par hasard dans un cas favorable.


Il y a des questions de distance au mur et de longueur d'onde ( aigu médium grave ) et le temps que met l'onde à revenir. Sachant que l'onde qui revient peut petre déphasé, en phase, entre les 2....

Si tu es trés proche d'un mur réfléchissant, tu reçoit tout mais presque au même instant que tu entends tes pas directement. Il y a sommation des bruits des bruits mais décalage, sans écho.

Inversement, disons que tu es dans une salle de spectacle. Tu entends les applaudissements autour de toi.
- en plein air pas de réflexion, pas d'écho, tu es en plein air.
- si je te renvoie le son applau direct avec 20 millisecondes de retard, tu vas penser être dans une "petite" salle de concert.
- si je te renvoie le son applau avec 40 ms de retard, tu vas croire que tu es à Wembley.

Enfin voilà, le sujet est vaste. Il y a la physique, et aussi la physiologie de la réception sonore.