Traiter l’acoustique de son home-studio

L’acoustique de votre lieu de travail est primordiale pour pouvoir travailler dans de bonnes conditions. En effet, on parle souvent de neutralité des enceintes mais on oublie souvent de dire que on entend toujours une enceinte dans sa pièce, et le rôle de cette dernière dans le son que vous entendez est énorme.

Que vous soyez beat maker, chanteur, guitariste, compositeur ou que vous vouliez vous lancer dans le mixage, il y a fort à parier que votre premier lieu de travail soit une pièce de votre appartement.

Aujourd’hui, je vais vous parler de l’acoustique d’un studio et plus précisément : Comment traiter l’acoustique de votre home studio sans vous ruiner. Alors préparez vos plus belles boites à oeufs et vos mousses commandées sur Wish… et jetez moi ça de suite.

1. Un peu de théorie sur l’acoustique

Une fois n’est pas coutume, commençons par un peu de théorie histoire que on sache réellement de quoi on parle et ce que on cherche à faire.

Le temps de réverbération

La première chose qui nous saute aux oreilles quand on commence à travailler dans une pièce sans traitement acoustique c’est le temps de réverbération. On arrive tous avec le même réflexe dans une pièce, on tape dans nos mains et on essaye d’écouter combien de temps prend le son avant de totalement disparaitre.

La réverbération d’une pièce de travail doit être contenue pour ne pas gêner l’écoute des enceintes. Il y a fort à parier que vous allez mettre de la réverb dans un mix et vous aurez besoin de savoir si ce que vous entendez vient de votre mix ou de votre pièce.

Ne cherchez cependant pas non plus à créer une chambre anéchoïque, les fréquences réverbérées que vous entendez lorsque vous tapez dans vos mains sont assez aigües mais les fréquences basses aussi résonnent. Comme nous allons le voir plus loin, stopper les résonances graves demande une mise en oeuvre très compliquée et la majorité des home-studios que j’ai visité où le propriétaire à tenté de rendre la pièce la plus « sourde » possible a juste réussi à créer une pièce déséquilibrée avec peu d’aigus mais un bas apocalyptique.

La réponse en fréquences

C’est très simplement la façon dont votre pièce va réagir à certaines fréquences. En fonction de sa taille, de ses dimensions et de ses matériaux, l’acoustique de votre pièce va réagir différemment selon les fréquences qui seront émises dedans. Le but d’un traitement acoustique réussi est de faire en sorte que votre pièce ne mette pas de fréquence particulière en avant ou en retrait.

Pour compliquer un peu la tache, sachez que le temps de réverbération d’une pièce n’est pas linéaire sur tout le spectre de fréquence. En effet, votre pièce va résonner plus longtemps à certaines fréquences que d’autres.

Les fréquences stationnaires ou « flutter echo »

Ce flutter echo est cet effet de « son de ressort » que vous entendez lorsque vous tapez dans vos mains dans une pièce. Il se crée entre deux surfaces parallèles ou une fréquence peut « rebondir » d’un mur à l’autre sans que rien ne vienne l’arrêter.

Ce phénomène est extrêmement gênant en acoustique car il va faire « s’accumuler » certaines fréquences qui vont donc se mettre à s’amplifier et résonner jusqu’à masquer complètement certaines zones du spectre.

2. Bien placer ses enceintes

Probablement la chose la plus importante quand on parle d’acoustique de home-studio, c’est le placement de ses enceintes et de son point d’écoute dans la pièce.

Un peu d’espace

Essayez au maximum de garder de l’espace derrière vos enceintes. En effet, plus vous placerez vos enceintes près d’un mur ou d’un coin, plus certaines fréquences basses vont avoir tendance à s’affoler et à venir brouiller votre écoute.
Un bon point de départ est de garder environ 50-60cm derrière vos enceintes.

Ce conseil est d’autant plus important si vos enceintes sont équipées de bass-reflex à l’arrière.

De la symétrie

Placez vos enceintes centrées par rapport à la pièce. C’est ce qui vous permettra d’avoir une image stéréo cohérente et vous évitera pas mal de problèmes de phase. En effet, vos enceintes interagissent avec votre pièce mais aussi l’une avec l’autre, garder une symétrie dans votre placement vous sauvera de pas mal de déconvenues.

Le triangle d’écoute

Créez un triangle équilatéral d’écoute entre vos enceintes et votre tête. Pour ceux qui étaient absents aux cours de géométrie, un triangle équilatéral est un triangle avec 3 cotés de la même longueur. Dans la pratique, cela veut dire que idéalement, la distance entre vos enceintes doit être la même que la distance de vos enceinte à vos oreilles. Cela veut aussi dire que les enceintes doivent pointer vers vos oreilles (avec un angle de 60° pour être précis)

La bonne hauteur

Placez le tweeter de votre enceinte à hauteur de vos oreilles. C’est en effet le conducteur le plus directif, c’est donc lui que vous devez orienter vers votre oreille pour garder le plus de précision possible.
Si vous ne pouvez pas le placer à la même hauteur, inclinez votre enceinte pour le faire pointer vers vous.

Des pieds

Payez des pieds à vos enceintes ou, à défaut, découplez les de votre bureau. Vos enceintes vont vibrer et transmettre cette vibration au bureau qui va créer des fréquences parasites. Placer vos enceintes sur des pieds va non seulement minimiser ces vibrations parasites mais va grandement vous facilitez la vie pour affiner le placement de vos enceintes.

Bonne position contre mauvaise position dans la pièce : à gauche une bonne disposition avec un triangle équilatéral d'écoute et du recul derrière les enceintes. A droite, les enceintes sont collées contre le mur et pointent vers l'arrière de la pièce plutôt que vers les oreilles de l'auditeur.
A gauche un bon positionnement dans la pièce, à droite un mauvais. Notez que le canapé peut rompre la symétrie de la pièce.

3. Où placer ses traitements acoustiques ?

Maintenant que nos enceintes sont placées dans une pièce bien vide, il va falloir placer quelques traitements acoustiques histoire de ne plus avoir l’impression de mixer dans une salle de bain.
Je vous vois venir à 15 mètres, laissez vos boites à oeufs dans la poubelle, elle ne nous seront d’aucune utilité.

Dans l’arsenal du traitement acoustique, nous avons à notre disposition 3 armes :

  • L’absorption : le but est simple, faire en sorte qu’une onde sonore qui arrive contre un absorbeur ne reparte pas (ou peu).
    Ces traitements vont agir sur le temps de réverbération de votre pièce ainsi que sur son équilibre en fréquences.
  • La diffraction : Ici nous cherchons à casser l’onde incidente en plusieurs ondes réfléchies moins fortes.
    Les diffracteurs sont efficaces pour traiter les ondes stationnaires.
  • La diffusion : Le principe est le même que pour la diffraction mais en poussant le concept plus loin, le diffuseur va créer un champs de diffusion régulier en cassant l’onde incidente en une multitude d’ondes réfléchies dans toutes les directions et de façon égale.
    Le diffuseur est utile pour modifier la réponse en fréquence sans modifier le temps de réverbération d’une pièce. Le diffuseur donne aussi une sensation d’espace dans une pièce.

Les absorbeurs sont à la fois peu couteux et efficaces, c’est eux que l’on va utiliser le plus ici.

Les premières réflexions

Les premières réflexions sont les ondes qui font le trajet « enceinte – surface réfléchissante – oreille ». Ces ondes sont particulièrement dérangeantes car elles arrivent à nos oreilles avec trop peu de décalage temporel pour que notre cerveau arrive à faire la différence entre le son venant de l’enceinte et celui venant de ces premières réflexions, produisant une sensation de flou. Nous allons donc nous occuper d’elles en premier pour améliorer notre acoustique.

Pour les trouves munissez vous d’un miroir et d’un assistant, asseyez vous à votre position d’écoute et demandez à votre comparse de déplacer le miroir contre les murs. Lorsque vous pouvez voir votre enceinte dans le miroir, c’est qu’il est à un point de première réflexion. Notez l’endroit et continuez à chercher les autres.

Vous trouverez un point de première réflexion sur chaque mur, à droite, à gauche, derrière les enceintes, derrière vous… et au plafond.

Un absorbeur acoustique "cloud" positionné au dessus de la position d'écoute
Un absorbeur « cloud » est positionné au dessus de la position d’écoute pour casser les premières réflexions et réduire le temps de réverbération de la pièce. Quand la hauteur sous plafond est moins élevée, vous pouvez remplacer cet absorbeur par un diffuseur type « Skyline ».
Absorbeur cloud et panneaux aux points de premières réflexions
Vous pouvez aussi noter les panneaux absorbeurs placés aux points de première réflexion.

Placer un absorbeur sur chacun de ces points va déjà vous donner une sensation de lisibilité lors de vos écoutes.

Les coins

Les coins sont des zones ou l’énergie acoustique se concentre facilement. Pour vous en convaincre, mettez de la musique sur vos enceintes et allez vous placer dans un coin de la pièce. Vous devriez constater que le bas y est 3 fois plus fort que dans le reste de la pièce.

Pour traiter cette zone, ici aussi les absorbeurs vont être nos amis. Placez votre absorbeur de façon à casser l’angle et ainsi contenir cet excès de bas.

Le reste de la pièce

A ce point du traitement, votre pièce devrait commencer à sonner correctement. Ce qui va suivre dépend maintenant de la taille de votre pièce. Si votre pièce fait plus de 20m², il y a fort à parier que elle soit encore assez réverbérante à ce point. Nous allons donc devoir réduire ce temps de réverbération en plaçant d’autres absorbeurs dans la pièce. Pensez à garder une symétrie dans vos placements pour ne pas déséquilibrer votre image stéréo.

Le principe LEDE

Le LEDE (pour Live End Dead End) est un design acoustique qui divise le studio en deux parties : la partie avant (du coté des enceintes) avec un temps de réverbération le plus court possible pour garder au maximum la précision du signal émis par les enceintes et la partie arrière (derrière l’ingénieur, après le point d’écoute) plus vivant, avec une réverbération controlée avec des diffuseurs pour garder un coté naturel à la pièce.

J’affectionne particulièrement ce design pour les home-studios avec des budgets contenus car il permet de créer des pièces très cohérentes assez facilement. Une application de ce design est de remplacer les absorbeurs placées aux points de première réflexion derrière vous par des diffuseurs.

Diagramme avec le placement idéal des premiers traitements acoustiques dans une pièce.
Les absorbeurs sont placés aux zones de premières réflexions ainsi que aux coins pour éviter l’accumulation de basses. Notez que ce design respecte les principes LEDE.

Parenthèse sur les diffuseurs

Il existe principalement deux types de diffuseurs : les diffuseurs « QRD » (pour Quadratic Residue Diffuser, c’est cadeau) et les « Skyline ».

Les premiers n’agissent que sur un seul plan et sont donc très utiles pour le traitement des murs. A contrario, les diffuseurs « skyline » agissent quelque soit l’angle de l’onde incidente et sont donc bien plus efficaces pour le traitement acoustique des plafonds. Ils sont aussi plus lourds et plus couteux à fabriquer.

Les deux types de diffuseurs acoustique : QRD et Skyline
A gauche un diffuseur QRD, à droite un Skyline.

4. Tous les traitements acoustiques ne sont pas égaux

Attention, on arrive au chapitre ou je vais casser du sucre sur les boites d’oeufs et sur les mousses commandées au mètre carré sur Wish.

Les absorbeurs

Tout d’abord, comment ça fonctionne un absorbeur ? Vulgairement, le rôle d’un absorbeur est de transformer une onde acoustique en chaleur pour la dissiper. Son efficacité va donc être fonction de 3 choses :

  • Sa structure
  • Son épaisseur
  • Sa densité

Tout d’abord, un absorbeur doit être fait d’un matériau poreux, avec une structure alvéolaire afin de maximiser la surface de contact avec l’air et donc l’onde sonore.
C’est pour cela que dans les matériaux couramment utilisés pour faire des absorbeurs on retrouve de la mousse, de la laine de roche, de verre, de bois, des tissus…

Ensuite un absorbeur doit être épais, en effet pour absorber il doit être capable de contenir physiquement une partie de l’onde qu’il cherche à absorber.
Pardonnez moi mais on va devoir faire un peu de physique ici. La vitesse de déplacement du son dans l’air est de 340 mètres par seconde. Le spectre d’audition de l’oreille humaine s’étend de 20Hz à 20kHz.
1Hz correspond à une oscillation par seconde. Avec tout ça en tête on peut donc calculer que la longueur d’onde d’une fréquence de 20Hz est de… 17 mètres (340 mètres pas secondes / 20 oscillations par secondes).

De façon générale on dit que un absorbeur peut absorber une fréquence si il est capable de contenir un quart de la longueur d’onde de la fréquence qu’il cherche à absorber. Dans le cas de notre 20Hz, un absorbeur devrait faire au moins 4m25 pour pouvoir l’absorber… C’est pour ça que je disais tout à l’heure que un home studio qui cherche à faire une chambre anéchoïque risque plus souvent de se rater qu’autre chose.

Rassurez vous, il existe d’autres moyens pour absorber des fréquences aussi basses sans construire un bunker dans votre salon mais leur construction nécessite plus de connaissances et d’approfondissement que ce que je vais traiter dans ce billet de blog. Sachez juste que les absorbeurs capables d’absorber ces fréquences fonctionnent sur des principes de résonateurs et doivent donc être accordés précisément à la pièce dans laquelle ils vont agir ce qui nécessite de prendre de vrais mesures acoustiques.

Pour finir un matériau absorbant doit être suffisamment dense afin de ne pas rentrer en résonance avec la fréquence qu’il cherche à absorber.

Les mousses vendues dans le commerce excèdent rarement 4cm d’épaisseur avec une densité ne dépassant que très rarement les 20kg/m3 ce qui est bien trop peu pour être efficace en dessous de 4kHz. Préférez construire vos propres absorbeurs en utilisant une laine minérale (de la laine de roche typiquement) d’une densité de 70kg/m3 encadrée dans du MDF et recouverte de tissus. (Le blog « Comment construire ses panneaux acoustiques » est disponible ici)

Une épaisseur de 8cm sur les murs est généralement un bon point de départ pour un home studio, ils seront totalement efficaces jusqu’à 1000Hz et auront un pouvoir absorbant sensible jusqu’a environ 500Hz.

N’hésitez pas à les construire plus épais, ils gagneront en efficacité dans le grave avec l’épaisseur.

Pour les coins, leur positionnement leur confère une profondeur totale supérieure et les rend donc efficaces beaucoup plus bas.

Construction de panneaux acoustiques absorbeurs DIY
Absorbeur DIY : de la laine de roche 70kg/m3 de 15cm d’épaisseur encadrée dans du MDF et ensuite enveloppé de tissus.

Les diffuseurs

À l’exact opposé des absorbeurs, le rôle des diffuseurs est d’être réfléchissant, il doit donc avoir une surfasse plus lisse et surtout être très dense pour ne pas absorber l’onde sonore.

Le bois est un matériau idéal pour ce genre de construction. Dans certains cas on trouve des diffuseurs en plastique qui peuvent être efficaces pour les hautes fréquences mais ils seront trop légers pour être efficaces dans le bas. On trouve également des modèles en polystyrène qui vont montrer des faiblesses similaires.

Les diffuseurs agissent sur une plage de fréquence. Leur limite aigüe est conditionnée par la largeur de leurs cellules, plus leurs cellules vont êtres étroites plus le diffuseur sera actif haut. Leur limite basse est elle fonction de la profondeur des cellules, plus elles seront profondes, plus le diffuseur sera actif dans le grave.

On trouve d’excellentes ressources sur le net pour calculer les dimensions de ses diffuseurs comme celle ci que j’utilise très régulièrement.

Attention, la structure des diffuseurs n’est pas aléatoire, elle est calculée précisément et une bibliothèque n’est pas un diffuseur même si de loin dans le noir, ils peuvent avoir des similitudes sur leur forme globale. Au contraire même, une structure mal construite peut créer un effet de filtrage en peigne qui serait plus néfaste qu’autre chose.

Logiciel de calcul de diffuseur acoustique
Logiciel de calcul pour les dimensions d’un diffuseur QRD.

5. Choisir ses enceintes en fonction de son acoustique

Si vous avez déjà vos enceintes favorites et que vous n’avez pas l’intention d’en changer, ce chapitre vous concerne quand même.

Choisir ses enceintes doit se faire en fonction de la pièce dans laquelle elles vont être installées. En effet, une enceinte va avoir un volume idéal auquel elle va fonctionner et une distance idéale à laquelle elle va devoir être positionnée. De façon assez générale, plus une enceinte va être grosse, plus elle va demander à être positionnée loin de l’auditeur et donc le triangle d’écoute va s’élargir… et votre position d’écoute risque vite de se retrouver chez votre voisin.

Ne faites pas l’erreur de choisir des enceintes disproportionnées par rapport à votre pièce. Privilégiez des enceintes (raisonnablement) plus petites mais bien positionnées dans une pièce bien traitée plutôt que des enceintes énormes placées n’importe comment qui feront saturer votre pièce et vous donneront des informations erronées sur votre mix.

Conclusion

Nous avons abordé pas mal de sujets tout au long de ce billet de blog mais n’oubliez jamais que à moins de faire construire un studio sur mesure par un acousticien, vous n’obtiendrez jamais le studio parfait. La pièce dans laquelle vous allez aménager votre espace de travail aura vraisemblablement des fenêtres ou une porte qui vont venir perturber votre travail de traitement acoustique. Ce n’est pas grave, l’important est de réussir à gérer un maximum de problèmes dans la pièce pour pouvoir travailler dans les meilleures conditions possibles.

Dans le cadre d’un home studio, on peut appliquer la règle du 80/20 : 80% des résultats sont obtenus par 20% du travail.

Restez inspirés et faites de la bonne musique.