Acoustique active

Les salles de spectacle sont avant tout conçues en fonction de contraintes acoustiques précises, afin de garantir une qualité sonore optimale pour un type de représentations donné.

La mise en œuvre de systèmes d'acoustique variable permet aux salles de spectacle de s'adapter à une grande diversité de types de représentations.

L'acoustique variable peut être obtenue par des méthodes passives (par exemple des panneaux pivotants et/ou des rideaux) ou par des systèmes électroacoustiques actifs.

Pour enrichir son répertoire culturel et fonctionner comme un véritable lieu polyvalent, une salle de spectacle a besoin d'une acoustique adaptable.

Chaque type de représentation exige des conditions acoustiques distinctes, et la conception de ces espaces doit donc rester flexible. Ce besoin de flexibilité a entraîné une demande croissante de salles polyvalentes, capables d'accueillir une grande variété de représentations : musique orchestrale, musique de chambre, théâtre, conférences, musique live, ou encore performances orchestrales avec chœur et accompagnement vocal, ainsi que des récitals en solo.

Lorsqu'un son est émis dans une salle, les ondes sonores se propagent dans l'espace et se réfléchissent de façon répétée sur les parois, générant la réverbération acoustique.

L'acoustique active désigne un ensemble de technologies et de systèmes conçus pour améliorer ou modifier l'acoustique d'une salle de spectacle par des moyens électroniques. Contrairement aux traitements acoustiques passifs traditionnels, qui impliquent des modifications physiques de l'espace (comme l'ajout de panneaux absorbants, de diffuseurs ou d'éléments architecturaux), les systèmes d'acoustique active utilisent des microphones, des haut-parleurs et le traitement numérique du signal pour modifier dynamiquement les propriétés acoustiques.

Tout au long de l'histoire des systèmes d'acoustique active, de nombreuses approches ont été développées pour façonner l'acoustique. On peut les classer en trois catégories : in-line, régénérative et hybride.

HOLOPHONIX entend offrir aux utilisateurs la possibilité de sélectionner et de combiner toutes ces techniques au sein d'un outil unique.

Les systèmes in-line utilisent des microphones directionnels placés à proximité des sources pour capter le son direct, ainsi que des haut-parleurs répartis dans toute la salle. La réverbération est générée soit par des méthodes algorithmiques (comme les Feedback Delay Networks), soit par convolution avec des réponses impulsionnelles, captées aux formats mono, stéréo, multicanal ou Ambisonics. En raison des caractéristiques directionnelles et de la séparation spatiale entre microphones et haut-parleurs, le gain de boucle est très faible et le larsen est évité.

L'approche régénérative utilise des boucles de signal entre microphones et haut-parleurs pour créer la réverbération. Le principe de base consiste à réinjecter les signaux captés dans les haut-parleurs avec différents retards ; un étage de réverbération peut toutefois être ajouté à la chaîne du signal pour davantage de flexibilité. Les systèmes régénératifs produisent un résultat très naturel, mais dépendent largement de la nature et du timbre de l'acoustique existante de la salle, ce qui laisse une liberté limitée pour en modifier le caractère.

La combinaison de ces deux approches est généralement appelée système hybride.

HOLOPHONIX entend être la seule solution du marché à réunir les meilleurs principes d'acoustique active (in-line, régénératif et hybride) au sein d'une solution unique offrant une flexibilité totale. Toutes ces techniques peuvent être utilisées et combinées entre elles selon les besoins. HOLOPHONIX devient ainsi la toute première solution d'acoustique active reposant sur la combinaison de technologies différentes et complémentaires.

Les moteurs de convolution et régénératif devraient être disponibles en 2025.

HOLOPHONIX repose sur un moteur de réverbération algorithmique multicanal.

L'effet de salle généré se compose de quatre segments temporels : le son direct, quelques premières réflexions produites par une ligne de retard à prises multiples, un ensemble de réflexions tardives denses (appelé cluster) généré par plusieurs lignes de retard alimentant une matrice de décorrélation, et une queue de réverbération tardive synthétisée par un Feedback Delay Network (FDN)

Cette topologie de réverbération est intégrée à HOLOPHONIX depuis plusieurs années et offre des possibilités avancées pour créer et régler une réverbération artificielle.

Les réverbérateurs paramétriques (comme les FDN) sont évolutifs et permettent un réglage continu du comportement temporel et fréquentiel de la réponse de la salle

Les Feedback Delay Networks (FDN) sont des filtres récursifs largement utilisés pour la réverbération artificielle et la décorrélation. Un FDN se compose de N lignes de retard associées à des filtres d'atténuation, réinjectées à travers une matrice de rétroaction scalaire.

L'animation ci-dessus est protégée par le droit d'auteur du Pr Sebastian J. Schlecht.

Une approche par convolution garantit une écoute authentique et naturelle en préservant la signature acoustique de salles réelles.

L'utilisateur peut ainsi capter les réponses impulsionnelles (IR) de n'importe quel lieu réel (églises, salles symphoniques ou théâtres) et traiter l'audio comme s'il était diffusé dans ce lieu.

Ce moteur de convolution permet d'atteindre un nouveau niveau de réalisme et d'immersion.

Le moteur de réverbération à convolution de HOLOPHONIX sera la seule solution du marché capable de traiter des réponses impulsionnelles monophoniques, stéréophoniques et multicanales, jusqu'à 64 canaux (équivalant à de l'Ambisonics d'ordre 7), offrant une précision spatiale exceptionnelle et de nombreux degrés de liberté supplémentaires.

À noter que les processeurs de convolution sont souvent difficiles à paramétrer : le contrôle de l'effet de réverbération se limite généralement à quelques paramètres de bas niveau. Par ailleurs, le coût CPU de ces moteurs dépend de la longueur de l'IR traitée.

L'approche régénérative constitue sans doute le moteur de réverbération le plus pur : elle réinjecte des réflexions dans la salle à partir de ses réflexions d'origine, prolongeant et préservant ainsi l'ambiance unique du lieu.

Cette méthode met en œuvre de multiples microphones et haut-parleurs répartis sur différents canaux afin d'enrichir le son de la salle, en introduisant davantage de réflexions sur les parois qu'il n'en surviendrait naturellement.

Elle repose principalement sur des boucles de signal entre microphones et haut-parleurs pour générer la réverbération.

Le moteur de réverbération hybride de HOLOPHONIX propose une approche hybride, associant une réverbération à convolution pour recréer les premières réflexions d'une réponse impulsionnelle mesurée (IR) à un Feedback Delay Network (FDN) chargé de synthétiser la queue de réverbération.

Ainsi, l'approche par hybridation bénéficie à la fois de l'authenticité de la technique de convolution et de la flexibilité du rendu fondé sur les FDN.

Les différentes technologies de réverbération développées par HOLOPHONIX permettent de transformer une salle aux acoustiques naturellement sèches en un espace polyvalent, capable d'accueillir une grande diversité d'événements, du théâtre aux concerts symphoniques.

Ces technologies de pointe offrent un contrôle total sur l'acoustique de votre lieu, créant l'environnement idéal aussi bien pour des performances intimistes que pour de grands ensembles classiques ou des événements amplifiés. HOLOPHONIX va bien au-delà d'une simple amélioration sonore : le système garantit une expérience acoustique optimale pour l'ensemble de l'espace.

Grâce à l'interface HOLOPHONIX et à sa visualisation 3D du lieu, il est possible de passer instantanément d'un réglage acoustique optimal à un autre, qu'il s'agisse de musique live, d'orchestre ou de prise de parole, en seulement quelques secondes.

Fort de plus de 40 ans d'expérience dans la recherche sur la spatialisation sonore au service de la création artistique, l'Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (Ircam) est l'un des plus grands centres de recherche publics au monde, dédié à la fois à l'expression musicale et à la recherche scientifique.

HOLOPHONIX, Amadeus, et Ircam se sont lancés dans un ambitieux programme de développement visant à créer la toute première solution du marché à réunir les meilleurs principes d'acoustique active (in-line, régénératif et hybride) au sein d'une solution unique offrant une flexibilité totale.

Le célèbre directeur musical et chef d'orchestre Raphaël Pichon a adressé une demande particulière à HOLOPHONIX et Amadeus : concevoir et déployer un système innovant alliant acoustique active et spatialisation sonore afin de maximiser l'expérience du public.

Un système sonore unique, sur mesure, a été conçu et installé au sein du Théâtre de l'Archevêché – dans le cadre du célèbre Festival d'Aix-en-Provence – afin de modifier subtilement les caractéristiques acoustiques de la salle, à l'aide de 35 microphones et de plus de 50 haut-parleurs pilotés par HOLOPHONIX.

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Le temps de réverbération de ce théâtre est plus court que celui d'autres lieux dédiés à l'art lyrique, et il varie selon les zones — sièges arrière, balcon et sous-balcon. Notre approche a consisté à homogénéiser le son acoustique provenant de la fosse d'orchestre avec celui du chœur et des chanteurs sur scène, afin de les rendre cohérents en timbre, en niveau sonore et en champ réverbéré.

Clément Vallon

Ingénieur | HOLOPHONIX