LES ONDES STATIONNAIRES

Une onde stationnaire est une forme d'interférence qui peut se produire lorsque des ondes sonores se propagent dans une pièce.

Plus précisément, il s'agit d'une situation où deux ondes sonores identiques se déplacent en sens inverse l'une de l'autre, se superposent et créent une onde composite qui semble stationnaire.

Dans un contexte de home cinema, cela peut se produire lorsque les ondes sonores émises par les haut-parleurs se reflètent sur les murs, le plafond et le sol de la pièce et se combinent avec les ondes sonores directes des haut-parleurs.

Si les ondes réfléchies ont une longueur d'onde qui correspond exactement à une fraction de la longueur d'onde des ondes directes, elles peuvent se combiner pour former une onde stationnaire.

Les ondes stationnaires peuvent entraîner des zones de renforcement et de faiblesse du son dans la pièce, ce qui peut avoir un impact négatif sur la qualité sonore.

Pour minimiser les ondes stationnaires, il est recommandé de placer les haut-parleurs dans des positions appropriées et d'utiliser des matériaux d'insonorisation pour réduire les réflexions sonores.

Pour aller plus loin :

Supposons une onde qui se propage dans un espace fermé.

Sa trajectoire la conduit vers une surface (un mur) sur laquelle elle se réfléchit. Au moment de l’impact, sa vitesse est nulle et sa pression est maximale.

La pression est toujours maximale sur les surfaces de réflexion.

L’onde repart en direction inverse et rencontre le mur opposé sur laquelle elle se réfléchit également avant de reprendre sa direction initiale.

Dans le cas particulier où la longueur d’onde vaut 2 fois la dimension de la pièce, l’onde rejoint la source sonore à l’instant où celle-ci émet une deuxième onde.

Les énergies des deux ondes en phase s’additionnent.

Elles reprennent la course pour décrire un nouveau cycle avant de rencontrer une troisième onde dont l’énergie s’ajoutera aux précédentes.

Le cumul des réflexions produit une élévation de la pression qui se traduit par une résonance prononcée à la fréquence concernée.

La résonance perdure un certain temps après l’extinction de la source.

La réflexion d’une onde sur une surface s’accompagne d’une inversion de la phase.

• Quand la réflexion croise l’onde incidente suivante, leurs phases respectives sont opposées et les énergies s’annulent.
• À mi-chemin entre les surfaces, la pression est quasi- nulle.
• En doublant la fréquence on observe deux annulations.
• Le nombre d’annulations s’incrémente à chaque nouvelle harmonique.

Les ondes stationnaires, ce qu’il faut retenir :

- Les espaces clos et notamment les pièces d’habitation rencontrent des résonances aux basses fréquences.

Ce phénomène découle des « modes propres » de la pièce. On parle de résonances modales.

- La pression est toujours maximale dans les angles.

- Plus la pièce est petite, plus les résonances sont audibles.

- Incliner ou orienter les murs ne résout pas le problème.

- L’égalisation électronique présente peu d’intérêt.

- La composition et l’épaisseur des parois influe sur la carte modale.

- Ne jamais placer le caisson de graves dans une zone de pression.

- La position des fauteuils découle directement de celle des zones de pression.

L’égalisation n’est pas une solution, sauf aux très basses fréquences dans une zone restreinte.

Orienter ou incliner les murs ne permet pas d’éliminer les résonances

Les parois ont une impédance qui influe sur la position des noeuds de pression.

Les dimensions acoustiques d’une pièce sont différentes des dimensions physiques.

Connaître la nature des parois est nécessaire pour mener l’étude.

La phase s’inverse à chaque annulation.

La pression est toujours maximale dans les angles.