In fine, il s’agit d’identifier ce qui structure un système de spatialisation et son interaction avec des auditeurs. Une approche simple met en évidence le triplet émetteur, récepteur et canal de transmission. L’émetteur sera composé de sources sonores. Le récepteur sera l’ensemble des auditrices et des auditeurs répartis sur une zone d’écoute. Enfin, et non des moindres, le canal de transmission sera composé d’un système de restitution (réseau de haut-parleurs plus ou moins complexe) et du milieu de propagation du son (l’air).
Ce canal de transmission, avec l’ambition de rendre compte d’un espace sonore composé par la spatialisation ou simplement restitué (nous le verrons plus tard), permettra la localisation des sources. Cela signifie d’une part l’identification de leur direction d’émission, et d’autre part l’appréciation de leur distance.
En abordant le plus simplement du monde, le trajet de l’information de la source à l’auditeur, nous pourrons mettre en évidence ce qui permet la localisation de cette dernière par un auditoire. Ce parcours prendra comme point de départ la compréhension de ce qui relie émetteur et récepteur : le canal de transmission, et donc l’onde acoustique perçu et les paramètres qui la décrivent.
Le silence
Le silence est une sensation auditive qualifiant le néant ou le vide sonore. C’est également un état d’équilibre du milieu atmosphérique : sans perturbation.
L’onde acoustique
Une onde acoustique est un phénomène physique qui correspond à la propagation d’une perturbation dans le milieu atmosphérique ambiant.
La figure ci-dessus reprend l’expérience du pendule de Newton qui illustre en mécanique, la conservation de la quantité de mouvement. Une analogie est faite entre la propagation d’un choque non-élastique entre des billes et la propagation d’une perturbation acoustique de proche en proche. Il s’agit ici d’un cas quasiment idéal : il y a ni frottement, ni amortissement lié à l’élasticité.
En acoustique, cette propagation ce fait à la vitesse du son dans l’air appelée également célérité. Elle peut être approchée par la relation : \(c\simeq20\sqrt{(273,15+T)}\) avec \(T\) la température en °C. En mètres par seconde elle vaut \(c\simeq 340 m/s\).
La perturbation s’incarne localement (en un point de l’espace) par une variation dans le temps de la pression. L’onde acoustique dépend donc du temps et de l’espace.
Si le temps est symbolisé simplement par la variable \(t\), l’espace utilise plusieurs représentations par triplet de variables :
- Les coordonées cartésiennes : \(x\), \(y\), et \(z\).
- Les coordonées angulaires : azimuth \(a\), élévation \(e\) et distance \(d\).
Coordonnées Cartésiennes (x,y,z) en haut et coordonnées Angulaires (a,e,d) en bas.
Le système de coordonnées sphériques \(\rho,\theta,\varphi\) n’est pas retenu en spatialisation car plus délicat à mentaliser.
Ainsi, pour comprendre le phénomène physique de l’onde acoustique, deux approchent sont utilisées :
- Une approche instantanée. Le temps t est figé sur un instant, une date, afin d’étudier spatialement l’onde acoustique.
- Une approche locale. L’espace est figé sur une position afin de l’étudier temporellement.
Enfin, si le milieu de propagation ne contient pas d’obstacles physiques, l’onde peut se propager librement. Elle se propage en champ libre. Inversement, tout obstacle tel qu’un mur ou le corps même d’une personne, aura des conséquences sur sa propagation et donc sa perception.