La quête du grave apaisé

Gestion des basses fréquences

La nouvelle réglementation sur la diffusion du son à des niveaux élevés, cadrée par le Décret du 7 août 2017, vient d’être parachevée par l’Arrêté du 17 avril 2023 sur la règle d’égale énergie. Elle impacte depuis octobre 2018 tous les lieux de diffusion clos ou ouverts, et en premier lieu l’écoute et la pratique des musiques amplifiées tout comme les événements sportifs. La gestion des niveaux émis dans les basses fréquences est souvent au cœur des contentieux soulevés par son application. David Rousseau nous partage son expérience sur ce terrain tout aussi glissant que les niveaux moyens relevés.

Festival Marsatac – Photo © M. Chapuis & G. Lenoble

David Rousseau – Photo © 63Hz

David Rousseau se présente d’emblée comme un mordu du son : premier ampli assemblé à 13 ans, dépôt de brevet à 18 ans pour un contrôle de lecteur CD en mode scratch, puis formation en mesures physiques qui l’amène au développement d’outils de mesure et de simulation pour le développement d’enceintes. Un passage à La Maison du haut-parleur, haut lieu des passionnés de HiFi et enceintes sur mesure, où il développera un caisson de basse compact Infra 38. Il poursuit ensuite chez BC Acoustique où il concevra la gamme de caissons de basse Titan. Retour en formation au CNAM dans le cursus asservissement, un pied au département acoustique où il retrouve Manuel Melon (un ancien client de la Maison du haut-parleur !) avec qui il publie a l’AES une méthode de mesure de réponse d’enceinte dans le bas du spectre s’affranchissant des modes propres de petits locaux. Technique d’acquisition multipoint de son cru qui l’amènera bientôt à entrer dans le diagnostic et l’expertise d’installation de sonorisation. C’est au Divan du Monde, visé par des plaintes de riverains, qu’il fait ses premiers pas en cartographiant et expérimentant des configurations de diffusion permettant de mieux contrôler la directivité dans le grave. La diminution de 15 dB sur l’exposition des parois séparatives fera sensation. Dompter les basses constituera dès lors le fil rouge d’un parcours d’expertise et de développement de systèmes de diffusion marqué par un compagnonnage durable avec Madje Malki (Potar Hurlant), s’affairant en parallèle à l’élaboration de sources omnidirectionnelles à forte puissance et de systèmes de mesure pour le LNE (Laboratoire national de métrologie et d’essais) ou le CSTB. Fort de ce parcours et de son travail avec l’acousticien Maurice Auffret, David s’est fortement impliqué dans les échanges et travaux autour de la nouvelle réglementation sur les lieux diffusant des sons amplifiés. Il y a partagé son expertise de terrain et de concepteur.

Émergence au niveau du quartier, Marsatac – Photo © 63Hz

Sur les soixante dernières années, les musiques amplifiées ont promu des niveaux sonores constamment accrus dans les basses et très basses fréquences, associés à une compression importante de la dynamique. Si les atteintes au système auditif sont parfois considérées comme minorées dans ce spectre, l’impact sur les riverains et l’inflation des contentieux associés les placent au premier plan.

Petit retour en arrière : l’ancienne réglementation des lieux diffusant de la musique amplifiée de 1998 limitait à 105 dB(A) en Leq “glissant” sur 15 minutes (niveau moyen) et 120 dB en niveau crête (valeur aisément dépassée). C’est ce dernier critère qui était censé encadrer les émissions dans le bas du spectre, le dB(A) les minorant. En 2017, le seuil en dB(A) a été légèrement abaissé à 102 dB(A) et nous avons substitué au contrôle du niveau crête un seuil de niveau moyen mesuré à 118 dB(C) plus représentatif de la contribution des basses fréquences.

Incertitudes de mesure

Le Décret de 2017 reprend la philosophie du précédent sur les lieux musicaux en englobant, dans un même texte, un volet environnemental pour la protection des tiers et un volet sanitaire de protection de l’audition du public. Cette double ambition rend toujours son application pour le moins ardue. David Rousseau en pointe les limites : “Les écarts de mesure relevés sur une installation fixe peuvent être de l’ordre de 10 à 15 dB selon les positions du microphone, sans compter les forts niveaux mesurés a plus de 140 dB en proximité des subs qui mettent à mal les microphones de sonomètres ne disposant pas de la gamme dynamique et du préampli adaptés. C’est compliqué de mesurer les basses fréquences, il est impossible de prédire efficacement l’isolement vu qu’il y a d’énormes incertitudes de mesure. L’incertitude crée un danger juridique pour l’acousticien quand les salles sont construites. Les basses fréquences à 63 Hz ont donc été exclues de la réglementation. De fait, les mesurages d’isolement dans le bâtiment se cantonnent à l’octave 125 Hz et sa borne inférieure de 88 Hz excluant les contributions des subwoofers. Le dB(C) intègre les basses fréquences mais vise la protection du public sans intervenir dans les mesures d’émergence chez les riverains. Concrètement, cela veut dire qu’un voisin gêné par une discothèque est obligé d’aller au Civil avec des coûts de procédure prohibitifs”.

La ligne d’enceintes “anti-bruits”, Marsatac – Photo © Agi-Son

Résonance et mode propre des locaux, interférences entre les subs concourent à ces variations impactées aussi par la présence du public. “J’ai publié un papier sur la robustesse et la reproductibilité des mesures dans les basses en fonction du nombre de points de mesure qui met en lumière que, globalement, en dessous 5 points de mesure, tu ne sais pas ce que tu fais. C’est pour cela que j’ai préconisé, à La Cigale à Paris, huit microphones pour la surveillance du système de diffusion. Le calage d’un limiteur sur un seul point, même avec la méthode d’échantillonnage en U, ne permet pas une représentation fidèle du niveau sonore en basse fréquence.”

Des objectifs antagonistes

Les émissions dans les basses fréquences sont négligées dans la prise en compte réglementaire des émergences chez les riverains alors qu’elles sont à la source de la plupart des contentieux et sont les plus difficiles à maîtriser, en extérieur comme dans les transmissions en mitoyenneté bâtie. L’enjeu du maintien en activité de festivals ou de lieux de diffusion passe donc par une meilleure maîtrise dans ce domaine. David Rousseau questionne le seuil retenu : “L’inflation des basses est un moyen de donner de la sensation. C’est aussi une facilité pour le mixeur. Cependant, quand c’est très fort et qu’il y a vraiment beaucoup (trop) de basses, c’est bien souvent que le mixeur n’est pas très bon. Nous avons assisté à des dérives : ‘untel a mis vingt subs, je vais en mettre trente’. Quel intérêt ? (Mis à part pour faire de la directivité…). La réglementation a voulu mettre un coup d’arrêt à cette évolution délirante. En termes de seuil, j’étais plutôt partisan de commencer avec un niveau moyen de 124 dB(C). Les 118 retenus, cela veut dire à peu près 110 à la console avec les moyens actuels, ce qui est un peu limite. Les 124 dB(C) aurait été plus adaptés pour les petits festivals n’ayant pas les moyens de multiplier les sources pour contrôler la directivité. La seule solution qu’ils ont est de tout accrocher en l’air. Tu deviens donc beaucoup plus assujetti au vent qui accroît la portance. En salle, tu te rapproches de la toiture qui est toujours la partie la plus faible de la salle. La réglementation t’impose la protection du public et celle du voisinage : deux choses contradictoires avec les pratiques actuelles pour la gestion des basses”.

Sans la ligne anti bruits – Document © 63Hz

Cela reste le défi des sonorisations en plein air : comment cantonner l’énergie sonore émise en basse fréquence au plus juste sur l’auditoire ? Quadrature du cercle ! Les caissons de basse rayonnent à la base en quasi omni. Après quelques expérimentations pionnières, la plupart des fabricants a développé une offre de produits spécifiques optimisés pour atténuer le rayonnement arrière mais David pointe les dérives de cette approche marketing : “Le vrai problème aujourd’hui est que les fabricants ont tout intérêt à revendre un nouveau matériel naturellement cardio plutôt qu’à t’expliquer comment il faut faire avec l’ancien pour l’optimiser et le rendre directif”. David place ici l’enjeu sur la montée en compétences des sonorisateurs qui ont rarement, de son point de vue, le bagage acoustique pour créer un preset de sonorisation dans le grave. Il a contribué à en vulgariser les grands principes dans le Guide d’accompagnement de la réglementation(1) en y insérant quelques recettes. Avec du matériel standard, en s’appuyant sur les seuls principes physiques du décalage spatial, temporel et d’inversion de phase, il est possible de donner des directivités cardioïdes à des subs avec une réjection arrière significative (grande ligne de sub cardio).

Avec la ligne anti bruits – Document © 63Hz

L’empilement ou l’alignement de caissons de grave et leur variante en arc permettent de gagner en directivité sur les côtés en resserrant l’angle de propagation sur une largeur ne dépassant pas 30 m. D’autres considérations entreront en jeu dans cette optimisation : homogénéité de la couverture en niveau du public, portée mais surtout, l’efficacité de ce contrôle de directivité n’est plus toujours au rendez-vous quand nous transplantons des systèmes optimisés en champ libre dans un lieu clos avec des parois proches : “J’ai conçu des subs sur mesure optimisés en directivité pour La Boule Noire à Paris. En champ libre, j’avais une réjection de 42 dB. Il ne se passait plus rien derrière. Une fois en salle, je n’avais plus que 2 dB d’atténuation ! Après optimisation du preset sur site par le réglage des DSP, j’ai retrouvé les gains attendus. Pour comprendre d’où cela vient et comment optimiser le fonctionnement en salle, j’ai développé un logiciel me permettant de faire un mix entre la mesure et la simulation, et de trouver des réglages optimaux de façon instantanée. La décomposition de l’impulsion, naturellement obscure en de multiples fenêtres d’analyse plus spécifique, permet d’aller très vite dans le choix des solutions pour servir la réponse. Il m’a tout de même fallu une semaine pour optimiser La Boule Noire…”. Autre exemple d’optimisation astucieuse apportée par David Rousseau à la sonorisation de la Grande Halle de La Villette : celle-ci prend en compte, dans le calage du système, les sources images réfléchies par le sol pour limiter le rayonnement en toiture. “Seules une approche systémique et une liberté totale dans la conception des systèmes permettent de s’adapter à la spécificité de chaque salle. C’est pourquoi j’ai décidé de créer Solution63Hz avec Donatien Barbanchon. Le sur mesure nous permet d’augmenter énormément le nombre de degrés de liberté influençant le résultat.

Sub sans annulation, échelle 40 – Document © 63Hz

Contrôle actif et portée maîtrisée

Récemment, David Rousseau a conduit l’étude d’impact et d’optimisation de la diffusion pour le festival Marsatac qui s’est prêté à l’exercice du laboratoire d’expérimentation en lien avec l’association Agi-Son. Cette recherche de maîtrise de l’impact de la manifestation portée par la ville de Marseille regroupe toute une batterie de mesures, à commencer par l’optimisation de l’orientation des scènes autant que possible vers le littoral, complétée par l’implantation, en supplément des capteurs des contrôleurs de niveaux réglementaires, de multiples sondes de mesure réparties dans le public des différentes scènes et aux points stratégiques pour contrôler le fonctionnement des systèmes de contrôle de rayonnements, la mise en place d’une zone de repos auditif effective et la mise à disposition d’une information et de protection auditive facile d’accès. David a bien sûr travaillé l’optimisation de la directivité de la diffusion dans le grave. Sur la scène principale, le couplage du montage en ligne et la mise d’un sub sur deux inversé en profondeur, a permis de concentrer le son uniquement devant la scène et de réduire très fortement le niveau sonore en dehors de l’axe de la scène. Autre dispositif plus expérimental assimilable à du contrôle actif, l’implantation d’une ligne d’annulation disposée à l’arrière du public à 70 m de la scène. Elle diffuse un son en opposition de phase vers les riverains visant à diminuer les niveaux rayonnés vers eux sans impacter la qualité d’écoute pour l’auditoire.

Sub avec annulation, échelle 40 – Document © 63Hz

Si le festival Marsatac, avec ses moyens importants et une ingénierie à la hauteur, a ainsi pu expérimenter divers moyens de contrôle des émissions, David reste conscient que des manifestations de plus faible jauge ne peuvent déployer un pareil arsenal et dès lors le dilemme subsiste : “Soit tu optimises pour le public en disposant des lignes de subs suspendues en hauteur qui favorisent l’homogénéité de couverture, soit tu le fais pour les riverains et, dans ce cas-là, tu mets au sol et tu répartis le plus possible. Actuellement, sur le marché, il n’existe pas de système optimal pour les deux cas de figure”.

Réponse IFFT sans et avec anti-bruits – Document © 63Hz

David Rousseau entend bientôt répondre à ce double besoin avec sa société. Il a dans ses cartons un système en développement pour lequel il prépare les brevets afin de proposer un dispositif d’émission en basse fréquence à portée maîtrisée : “Ce nouveau type d’enceintes permet d’avoir un système homogène sur les premiers 50 m, mais la portée s’effondre beaucoup plus que les 6 dB standard par doublement de distance en champ lointain”. Rendez-vous dans quelques mois pour les premières démonstrations !

Source de diffusion des graves à directivité contrôlée développée par 63Hz pour KM25 – Photo © KM25

(1)    Bruits et sons amplifiés : guide d’accompagnement de la réglementation – CIDB, 2021 en ligne sur www.cidb.fr

https://guide-sons-amplifies.bruit.fr

AGI-SON : conclusions du dispositif experimental testé sur Marsatac

 

 

Bruno Suner

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