Partie de l’acoustique qui traite de la propagation du son dans les bâtiments :
— soit à l’intérieur d’une même pièce (à l’architecte qui doit faire le projet d’une salle de théâtre, de concert ou de conférences, le problème se pose de prévoir si les dimensions de la salle, sa forme et les matériaux qui la constituent garantiront l’audition la plus satisfaisante) [acoustique des salles] ;
— soit d’une pièce à l’autre d’un même bâtiment (comment, à l’intérieur d’un immeuble, empêcher les sons et les bruits de se propager d’un appartement à l’autre ?) [acoustique des bâtiments].

Acoustique des salles

Le problème de la sonorité d’une salle dépend essentiellement de la réflexion et de l’absorption du son par ses parois.

Que le son puisse être réfléchi par une paroi n’est un secret pour personne. Tout le monde connaît le phénomène de l’écho, où l’on perçoit distinctement le son réfléchi par un obstacle éloigné, un mur, une montagne, du son bref que l’on vient d’émettre. On admet que les deux sons sont nettement distincts quand ils sont séparés par un dixième de seconde au minimum, autrement dit quand la surface provoquant l’écho est distante d’au moins 17 m de l’observateur. En fait, pour des sons très brefs, cette distance peut être ramenée à une dizaine de mètres.

Si la réflexion a lieu sur une paroi courbe, elle peut même donner lieu à des phénomènes de focalisation qui sont bien connus des usagers du métro : la section du tunnel étant, en gros, elliptique, les rayons sonores réfléchis aA, bA, cA, des rayons incidents Sa, Sb, Sc, viennent converger au même point A, foyer de l’ellipse, si S est à l’autre foyer. L’énergie sonore réfléchie étant concentrée au même point, deux personnes en A et S sur les quais opposés peuvent converser aisément sans élever la voix.

On sait également que si le son est réfléchi par les parois, il ne l’est pas avec la même efficacité selon la nature de cette paroi : une salle aux murs nus résonne beaucoup plus que si les murs sont recouverts de tentures. Quand le son atteint une paroi, il est seulement en partie réfléchi et en partie absorbé. On appelle coefficient d’absorption d’une paroi le rapport entre l’énergie sonore qu’elle absorbe et l’énergie sonore quelle reçoit. Les surfaces compactes et lisses (marbre, ciment...) sont particulièrement réfléchissantes et ont, par conséquent, des coefficients d’absorption très faibles, de l’ordre de quelques pour-cent. Au contraire, les substances poreuses (tissus, feutre, laine de verre...) ont des coefficients d’absorption pouvant atteindre 80 p. 100.

Dans une salle, le son ne s’éteint donc pas immédiatement quand son émission cesse, parce qu’il subit de multiples réflexions sur les parois. Mais il s’éteindra plus ou moins vite selon que ces parois seront plus ou moins absorbantes. S’il est bon que la salle ait une certaine résonance — le son dans une salle sourde est plat, manque d’ampleur —, point trop n’en faut, car le fouillis sonore qui en résulte rend la parole ou la musique inaudibles. L’optimum est facile à déterminer dans ce que l’on appelle une « petite salle ». On entend par là une salle dont la plus grande dimension ne dépasse guère celle qui donnerait un phénomène d’écho perceptible, c’est-à-dire une dizaine de mètres. Pour une salle de dimensions courantes, cela correspond à un volume maximal de 600 m³ environ. L’audition dans ces salles obéit en effet à des lois très simples : si l’on y mesure la décroissance du niveau d’intensité* d’un son à partir de l’instant où il cesse d’être émis, on constate que cette décroissance varie linéairement avec le temps et ne dépend ni de la position dans la salle de l’émetteur sonore, ni de celle du récepteur. On peut alors caractériser la résonance de la salle par le temps T que met le niveau d’intensité sonore à décroître de 60 décibels. C’est le temps de réverbération de la salle. Plus il est grand, plus la salle résonne. Plus il est petit, plus elle est sourde. Ce temps T peut se calculer par la relation

où T est en secondes, V le volume de la salle en mètres cubes, S₁, S₂... les surfaces, en mètres carrés, de coefficients d’absorption respectifs a₁, a₂..., réparties dans la salle. Ces lois simples ont été formulées par l’Américain Wallace Clement Sabine (1868-1919). Depuis, d’autres relations fournissant le temps de réverbération ont été proposées. Elles n’apportent de corrections appréciables aux valeurs calculées par la relation de Sabine que pour des salles assez sourdes. Un architecte peut donc calculer le temps de réverbération d’une petite salle avant sa réalisation et, éventuellement, le modifier en changeant la nature des substances absorbantes. Des essais ont en effet montré que le temps de réverbération optimal d’une petite salle s’exprime en fonction de son volume par l’une des deux relations suivantes :

où T est en secondes, V le volume de la salle en mètres cubes.

L’acoustique des grandes salles est beaucoup plus compliquée : du fait que les échos sont perceptibles, la plupart du temps il est difficile de définir un temps de réverbération, la décroissance du niveau d’intensité sonore n’étant plus linéaire avec le temps. Quand bien même on y arrive, ce temps de réverbération peut dépendre des emplacements de la source sonore et du récepteur. Seule une étude géométrique de la salle permet de résoudre le problème.

Acoustique des bâtiments

Dans un bâtiment, sons et bruits peuvent se propager :
a) par transmission aérienne, à travers les ouvertures, les trous de serrures, les joints de portes et de fenêtres ;
b) par conduction : la vibration d’une cloison sous l’effet d’une onde sonore diffuse le long de la cloison et de toutes les parois qui lui sont liées.

La protection contre les bruits de la rue ou des « voisins » dans un immeuble pose des problèmes liés à ces différents modes de propagation. L’architecte doit les résoudre au moment même de la conception du bâtiment en tenant compte du coût de l’opération (un bon isolement contre les bruits coûte cher et le prix des appartements s’en ressent).