Sur le campus du Hönggerberg de l’ETH Zurich, architectes, ingénieurs et étudiants peuvent pénétrer dans des bâtiments qui n’existent pas encore et découvrir leur environnement sonore.
L’Immersive Design Lab est l’infrastructure phare de Design++, le centre de l’ETH Zurich dédié à la conception computationnelle augmentée appliquée à l’architecture, à l’ingénierie et à la construction. Conçue par Gramazio Kohler Research et achevée en 2021, cette arène circulaire de 32 m² associe son spatialisé, projection et suivi de mouvements pour créer un environnement immersif dédié à la recherche et à l’enseignement en architecture.
Au cœur du laboratoire, un système de spatialisation sonore composé de 75 enceintes et piloté par HOLOPHONIX permet aux chercheurs d’explorer non seulement l’apparence d’un espace virtuel, mais aussi la manière dont il sonne.
Concevoir un environnement d’écoute immersif
La configuration des enceintes a été développée par l’ETH Zurich, avec l’expertise d’Amadeus en matière de spatialisation sonore lors de la phase de conception. Plusieurs configurations potentielles, générées par calcul par l’ETH, ont été évaluées et affinées afin de déterminer la densité et la répartition nécessaires à une restitution sonore tridimensionnelle précise.
La configuration finale entoure une zone d’écoute critique d’environ cinq mètres de diamètre avec 75 enceintes contrôlées indépendamment : quatre intégrées au sol, 56 réparties sur quatre niveaux d’élévation autour de l’arène, 14 installées sur une structure dédiée au plafond et une dernière positionnée au zénith.
S’étendant à la fois au-dessus et au-dessous de l’auditeur, ce dispositif permet à HOLOPHONIX de positionner et déplacer des sources sonores virtuelles dans l’ensemble de l’espace d’écoute tridimensionnel, y compris à de faibles élévations, rarement représentées dans les systèmes de spatialisation sonore conventionnels.
La configuration des enceintes est vraiment très réussie. Avec un nombre de canaux aussi important, la couverture sera excellente, et la présence d’enceintes au sol et à faible élévation est un véritable atout.
commentait Thibaut Carpentier, chercheur à l’IRCAM, lors de l’évaluation de la configuration finale.
Le système a été conçu autour d’un auditeur de référence debout, à une hauteur de 1,71 mètre, afin de refléter les conditions réelles d’utilisation du laboratoire. Plutôt que de rester assis à un point d’écoute fixe, jusqu’à vingt participants peuvent se déplacer dans l’arène et interagir avec des environnements architecturaux virtuels.
Les enceintes ont été spécifiquement conçues et fabriquées pour le laboratoire par Strauss Elektroakustik, à Berne, qui a également assuré le calage du système. Arcad Audio a réalisé l’intégration audio, tandis que l’amplification est assurée par des amplificateurs multicanaux sonible d:24.
Un laboratoire dédié au son spatialisé
HOLOPHONIX constitue le moteur de spatialisation sonore au cœur du laboratoire. Il pilote les 75 canaux d’enceintes via Dante et permet aux chercheurs d’exploiter différentes techniques de spatialisation au sein d’un même environnement.
Dans un contexte de recherche, la possibilité de travailler avec différentes techniques de spatialisation au sein d’une plateforme unique est fondamentale. HOLOPHONIX intègre plusieurs méthodes de rendu, notamment la Wave Field Synthesis (WFS), l’Ambisonie d’ordre supérieur (HOA), le VBAP, le VBIP, le DBAP et le KNN.
Les chercheurs peuvent ainsi explorer et comparer différentes méthodes à partir d’une même configuration d’enceintes et d’un même environnement acoustique, faisant du système de spatialisation sonore lui-même un véritable outil de recherche.
Le système a été mis en service en juillet 2021, puis une formation HOLOPHONIX a été organisée sur site, réunissant acousticiens, spécialistes de l’intégration de systèmes et architectes — à l’image de l’approche interdisciplinaire qui caractérise l’Immersive Design Lab.
Écouter l’architecture avant qu’elle n’existe
Dès les premières étapes du projet, l’ETH Zurich souhaitait aller au-delà de la simple localisation des sources pour explorer la simulation de l’acoustique architecturale : les architectes pourraient-ils faire l’expérience de la réverbération et du caractère acoustique d’une pièce alors que celle-ci n’existe encore qu’à l’état de projet ?
Avec HOLOPHONIX 2.4, lancé en 2026, cette possibilité s’est considérablement développée grâce à l’introduction du Convolution Reverb Engine. Ce moteur permet de charger et de traiter des réponses impulsionnelles Ambisoniques jusqu’à 64 canaux, soit l’équivalent d’une Ambisonie d’ordre 7, afin de reproduire des environnements acoustiques mesurés ou simulés à travers l’infrastructure HOLOPHONIX existante.
Pour la recherche architecturale, cette évolution ouvre la voie à l’évaluation des choix acoustiques parallèlement aux choix visuels et spatiaux, permettant d’expérimenter l’influence des modifications apportées à la géométrie ou aux matériaux d’un espace avant même le début de sa construction.
L’Immersive Design Lab est utilisé très régulièrement, et l’utilisation du système audio ne cesse également de se développer. Nous avons lancé un cours intitulé Architectural Acoustics, destiné à sensibiliser davantage les étudiants en architecture à ces questions. Les exemples d’écoute présentés dans le cadre du cours, ainsi que les travaux des étudiants, utilisent tous le système de spatialisation sonore du laboratoire.
explique le professeur Matthias Kohler, de l’ETH Zurich.
Cette installation fait sortir l’acoustique architecturale des plans, des simulations et des données numériques pour la transposer dans un environnement dont il est possible de faire directement l’expérience. À l’ETH Zurich, la spatialisation sonore n’est plus simplement un moyen de reproduire le son, mais devient un véritable outil de conception par le son, permettant aux architectes, chercheurs et étudiants d’écouter les espaces avant même qu’ils ne soient construits.
Système
Traitement audio spatialisé : HOLOPHONIX
Système de diffusion : 75 enceintes sur mesure Strauss Elektroakustik
Configuration : 4 au sol · 56 réparties sur quatre niveaux d’élévation · 14 au plafond · 1 au zénith
Amplification : sonible d:24
Réseau audio : Dante
Intégration : Arcad Audio
Suivi de mouvements : 10 × caméras OptiTrack
Architecture et surfaces acoustiques : Gramazio Kohler Research
