Étude de l'Effet de Précédence (ou Effet Haas)

Comprendre l'Effet de Précédence

L'effet de précédence, ou "loi du premier front d'onde", est un phénomène psychoacoustique capital pour la sonorisation. Il décrit comment notre cerveau localise une source sonore dans un environnement réverbérant. Lorsque nous recevons un son direct suivi de près par une ou plusieurs réflexions (échos), notre cerveau supprime la perception directionnelle des échos et localise l'ensemble du son comme provenant de la direction du premier son arrivé (le son direct). Cela se produit pour des retards typiquement compris entre 5 et 40 millisecondes. Cet effet permet de renforcer le son avec des haut-parleurs de rappel sans perturber la localisation de la source principale sur scène.

Données de l'étude

Dans une grande salle, un auditeur est assis au centre. Un haut-parleur (source directe) est placé devant lui. Un second haut-parleur, simulant une réflexion du mur du fond, est placé derrière lui et diffuse le même signal avec un certain retard.

Données géométriques et acoustiques :

Distance Source Directe - Auditeur (\(d_D\)) : \(15 \, \text{m}\)
Distance Source "Réflexion" - Auditeur (\(d_R\)) : \(22 \, \text{m}\)
Célérité du son dans l'air (\(c\)) : \(340 \, \text{m/s}\)

Schéma : Son Direct et Son Retardé

L'auditeur reçoit le son direct (vert) en premier, suivi par le son retardé (bleu). Le cerveau doit interpréter ces deux signaux.

Questions à traiter

Calculer la différence de marche (\(\Delta d\)) entre le son retardé et le son direct.
Calculer le retard (\(\Delta t\)) avec lequel le second son arrive par rapport au premier.
Ce retard se situe-t-il dans la zone de l'effet de précédence (5 ms < \(\Delta t\) < 40 ms) ?
En conclusion, comment l'auditeur percevra-t-il la localisation de la source sonore ?

Correction : Étude de l'Effet de Précédence (ou Effet Haas)

Question 1 : Calcul de la Différence de Marche (\(\Delta d\))

Principe :

La différence de marche est la différence de distance parcourue par les deux ondes sonores pour atteindre l'auditeur.

Formule(s) utilisée(s) :

\Delta d = d_R - d_D

Calcul :

\begin{aligned} \Delta d &= 22 \, \text{m} - 15 \, \text{m} \\ &= 7 \, \text{m} \end{aligned}

Résultat Question 1 : La différence de marche est de \(7 \, \text{m}\).

Question 2 : Calcul du Retard (\(\Delta t\))

Principe :

Le retard est le temps nécessaire au son pour parcourir la différence de marche. On le calcule en divisant cette distance par la célérité du son.

Formule(s) utilisée(s) :

\Delta t = \frac{\Delta d}{c}

Calcul :

\begin{aligned} \Delta t &= \frac{7 \, \text{m}}{340 \, \text{m/s}} \\ &\approx 0.02058 \, \text{s} \\ &= 20.58 \, \text{ms} \end{aligned}

Résultat Question 2 : Le son de la seconde source arrive avec un retard d'environ \(20.6 \, \text{ms}\).

Question 3 : Positionnement dans la Zone de Haas

Principe :

L'effet de précédence se manifeste pour des retards typiquement compris entre 5 ms et 40 ms. On vérifie si notre retard calculé se trouve dans cet intervalle.

Comparaison :

On a \(\Delta t \approx 20.6 \, \text{ms}\).

5 \, \text{ms} < 20.6 \, \text{ms} < 40 \, \text{ms}

Le retard se situe bien dans la zone où l'effet de précédence est actif.

Résultat Question 3 : Oui, le retard de 20.6 ms est dans la zone de l'effet de précédence.

Question 4 : Perception de la Localisation

Conclusion :

Puisque le retard entre le son direct et le son retardé est de 20.6 ms, le cerveau va fusionner les deux sons en une seule perception auditive. Conformément à la "loi du premier front d'onde", la localisation de cet événement sonore unique sera entièrement dictée par la direction du premier son arrivé, c'est-à-dire le son direct. L'auditeur aura donc l'impression que tout le son provient du haut-parleur situé devant lui. Le second son ne sera pas perçu comme une source distincte (un écho), mais contribuera à la sensation de volume et d'espace (spaciousness).

Conclusion : L'auditeur percevra le son comme provenant uniquement de la source directe située devant lui.

Quiz Rapide : Testez vos connaissances

1. Si le retard entre le son direct et une réflexion est de 100 ms, l'auditeur percevra...

Un seul son venant de la source directe.
Un son confus sans direction claire.
Un seul son venant de la direction de la réflexion.
Deux sons distincts : le son direct suivi d'un écho.

2. L'effet de précédence est crucial en sonorisation de concert pour...

Annuler le son de la batterie.
Utiliser des enceintes de rappel pour augmenter le volume sans que le public ne perçoive le son comme venant de ces enceintes.
Créer des effets stéréo complexes.
Mesurer le temps de réverbération.

Glossaire

Effet de Précédence (ou Effet Haas): Principe psychoacoustique selon lequel, lorsque deux sons identiques parviennent à l'auditeur avec un court décalage, la perception de la direction est uniquement déterminée par la direction du premier son arrivant (le son direct).
Fusion: Dans le contexte de l'effet de précédence, c'est le processus par lequel le cerveau combine le son direct et ses premières réflexions en une seule perception auditive, sans distinguer d'échos séparés.
Localisation Dominance: Terme qui décrit le fait que le premier front d'onde arrivant "domine" la perception de la localisation, tandis que les réflexions suivantes sont supprimées directionnellement.
Initial Time Delay Gap (ITDG): L'intervalle de temps entre l'arrivée du son direct et l'arrivée de la toute première réflexion. C'est une valeur clé pour caractériser l'acoustique d'une salle.

Étude de l’Effet de Précédence (ou Effet Haas)