Calculateur de bass trap à panneau fléchissant ou Helmholtz DIY

[alec_eiffel]

Intrigué par l'expérience positive de pda0 pour amortir sa pièce avec des panneaux fléchissants, et motivé par exploiter le travail de modélisation analytique remarquable de Bachi sur HC-FR, j'ai développé un petit outil Excel de calcul du coefficient d'absorption normale de bass traps de type "panneau", fléchissants ou Helmholtz.

La dernière version de ce calculateur est téléchargeable en cliquant sur ce lien.

[MAJ du 27 février 2020 : V3.2 réévaluant à la hausse la résistance au flux de la laine de chanvre type BioFib, merci fbi1928]
[MAJ du 24 septembre 2018 : V3 incluant les panneaux de Helmoltz ainsi que l'estimation de la fréquence maximale d'absorption]



L'outil fonctionne sous Microsoft Excel. Il est compatible avec LibreOffice Calc - alternative gratuite à Excel - moyennant un bug d'affichage des courbes (les couleurs des 3 courbes ne correspondent pas à celles que j'ai définies sous Excel, mais c'est rectifiable facilement à la première ouverture).

Pour les version anciennes d'Excel, il peut être nécessaire d'installer le module complémentaire "Utilitaire d'analyse" pour accéder aux opérateurs sur les nombres complexes de la feuille :
- Excel 2003 : dans le menu Outils, cliquez sur Macros complémentaires.  Dans la liste Macros complémentaires disponibles, activez la case à cocher Utilitaire d'analyse, puis cliquez sur OK. Si nécessaire, suivez les instructions fournies par le programme d'installation. 
- Excel 2010 : bouton "fichier" / Options Excel" / Compléments / dans la section de droite, en bas de la page, dans la liste déroulante : compléments Excel , un clic sur le bouton "Atteindre", "Utilitaire d'analyse".

Pour le calcul des panneaux fléchissants, je ne pense pas qu'il y a ait d'outil libre aussi poussé que ce calculateur. Les modèles simplifiés du genre celui de mh-audio.nl peuvent conduire à de grosses erreurs. 
Pour les panneaux résonateurs d'Helmholtz, la feuille donne des résultats identiques à celle d'Acoustic Modelling, tout en étant peut-être plus pratique. 

Pourquoi des bass traps à panneau en un mot ?

Il est extrêmement difficile ou alors très coûteux en volume d'absorbant d'amortir les fréquences les plus graves (<100Hz). C'est particulièrement embêtant car on est pratiquement certain d'avoir des modes de résonances  de pièce en dessous de 100Hz, pouvant occasionner des pics de réponse très important (+10dB ne sont pas rares) et brouillant complètement le bas du spectre, effet boom boom garanti. La correction numérique peut limiter les dégâts mais elle fonctionnera mal.

Les panneaux fléchissants ou Helmholtz sont intéressants car on peut les concevoir "accordés" à la fréquence gênante. A cette fréquence l'absorption peut être proche de 100%, et la surface active importante de ces panneaux les rend efficaces. En pratique il vont également absorber en dessous et au dessus de cette fréquence d'accord (+/- une octave)?

Ils sont typiquement placés contre un mur, près des angles, là où l'onde de pression des résonances à l'amplitude maximale.

Je vous incite très fortement à vous référer aux liens suivants pour en apprendre plus.

Liens à consulter

Le travail de malade d'Andy Mac Door, des dizaines de videos et d'articles sur les bass traps en français, et en plus il nous cite http://www.andymacdoor.com/fr/blog/acous...-trap-n116 

L'expérience de pda0, très bien documentée, chapitre b) "les ondes stationnaires".

Le fil HCFR créé par Bachi, auteur de l'article que j'ai utilisé en référence. 

Un fil sur Gearslutz .

N'hésitez pas à m'envoyer vos liens pour que je complète !

SI vous avez des questions sur la mise en oeuvre du calculateur, postez ici ou envoyez-moi un MP.

[pda0]

Merci pour ce travail sur le fichier excel qui s'avère pratique (et il marche maintenant directement sur ma version d'Excel un peu ancienne, je pense que la version précédente devait avoir un pb sur une formule ou je ne sais quoi).
Du coup, je vais essayer de faire un Helmoltz calé autour de 82-85Hz car c'est le dernier pic significatif qui reste et que je dois traiter encore un peu fort numériquement.
J'ai un cadre qui traine au format 60cmx120cm et je vais commencer par bidouiller avec ça.
On verra bien ce que ça apporte aux mesures vs la théorie. C'est sûr que un peu moins de 1m2 ça va pas absorber 10dB, mais on verra bien combien on gagne avec si peu de surface.

[AZP]

C'est cool ce genre d'outil !

Pour info il existe aussi ce site, mais je ne connais pas la véracité des calculs proposés : http://www.mh-audio.nl/ACalculators.asp

[alec_eiffel]

(10-01-2018, 01:52 PM)pda0 a écrit : Merci pour ce travail sur le fichier excel qui s'avère pratique (et il marche maintenant directement sur ma version d'Excel un peu ancienne, je pense que la version précédente devait avoir un pb sur une formule ou je ne sais quoi).
Du coup, je vais essayer de faire un Helmoltz calé autour de 82-85Hz car c'est le dernier pic significatif qui reste et que je dois traiter encore un peu fort numériquement.
J'ai un cadre qui traine au format 60cmx120cm et je vais commencer par bidouiller avec ça.
On verra bien ce que ça apporte aux mesures vs la théorie. C'est sûr que un peu moins de 1m2 ça va pas absorber 10dB, mais on verra bien combien on gagne avec si peu de surface.

Je pense que vu la faible taille de ta pièce, et à condition de mettre ton résonateur dans une zone où la pression à 82-85Hz est forte, tu peux largement gagner 5dB sur ton pic. Avec 1,2m2 de panneau dans une pièce de 30m2 largement ouverte sur un séjour de 60m2, je gagne 5dB sur le pic et 20% sur les temps de décroissance. Et c’est TRÈS audible, en mieux.
De mon expérience récente donc (comptes rendus à venir...), en vrac :
- il ne faut pas hésiter à mettre des renforts pour que le « panneau » Helmholtz ne se mette pas à résonner. Vérifier qu’en mode « encastré » la courbe de réponse du panneau soit très loin du pic que tu souhaites supprimer . Idem pour le fond du panneau il doit être très rigide par rapport au pic à supprimer. Pour ne pas qu’il soit trop épais, dans ton cas, je rajouterais au minimum un renfort interne à mi-hauteur du cadre, soit deux logements de 60x60cm2. Pas grave s’ils ne communiques pas entre eux dans le cas Helmholtz. On peut mettre plus de renforts, il suffit de veiller que le ratio aire des trous / aire du panneau soit constant et égal à « espilon » calculé par l’outil,
- essayer de garder epsilon à 1%, 0,8% au grand mini
- la résistivité acoustique des laines de coton/de chanvre est globalement inconnue, et les modèles type Allard Cahmpoud utilisés par le calculateur sont à la base prévus pour des laines minérales... elles-même peu recommandées dans un résonateur ouvert pour des questions de sécurité. La laine de chanvre que j’ai a une résisitivité certes inférieures à celle de la laine de roche de même densité, mais pas dans un facteur 8 comme j’avais lu, je dirais 2 environ mais c’est pas facile à corréler précisément. Ma recommandation : partir sur un design peu sensible à la résistivité acoustique, et qui donne une perfo acceptable même avec peu d’amortissant au fond, voire pas. Si on ne veut pas d’une réjection large bande c’est possible d’avoir des atténuations >0,9 au pic sans laine dedans.
- il est facile de faire un réglage « fin » si nécessaire en bouchant des trous (ou en reperçant). Le motif carré n’est pas une obligation, seul espsilon compte, à condition de faire des trous d’un diamètre identique à celui de la feuille, car le modèle inclut des corrections d’extrêmité pour les « petits » trous, qui sont plus efficaces en raison de la viscosité acoustique qui permet de dissiper de l’énergie.

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(10-01-2018, 02:39 PM)AZP a écrit : C'est cool ce genre d'outil !

Pour info il existe aussi ce site, mais je ne connais pas la véracité des calculs proposés : http://www.mh-audio.nl/ACalculators.asp

Pour les panneaux fléchissants, le calculateur de mh-audio est trop simple et peut conduire à des erreurs importantes de dimensionnement.
Pour Helmholtz idem, pas de prise en compte de l’amortissant par mh-audio : préférer le calculateur d’Acousticmodeling.com, dont les résultats sont identiques à ma feuille Excel, mais qui est peut être moins pratique à l’usage (pas de posibilité de sauvegarder, de comparer plusieurs configs etc..)

[alec_eiffel]

Feuille de calcul mise à jour en version 3.1, le lien en début de fil reste valide.
Ajout des caractéristiques physiques du PVC, pour le calcul de bass traps à membrane vinyle en plus des panneaux fléchissants en MDF ou contreplaqué.
En bleu (courbe 1) un exemple de panneau fléchissant en contreplaqué 12mm accordé à 53Hz.
En vert (courbe 2) un exemple de panneau à membrane vinyle de 0,1mm pour faire un bass trap "'large bande" absorption >0,5 sur 75-320Hz et dégraisser tout le bas du spectre - sans pouvoir atteindre l'extrême grave avec cette technique ceci dit.
En rouge (courbe 3) un exemple de résonateur de Helmholtz calé à 60Hz.

[Pascal64]

Trop bien, merci pour ce topic !
Je vais me pencher là dessus pour ma bosse a 50hz

[alec_eiffel]

(12-03-2018, 02:55 AM)Pascal64 a écrit : Trop bien, merci pour ce topic !
Je vais me pencher là dessus pour ma bosse a 50hz

N’hésite pas à demander conseil.
Pars sur du Helmholtz. Trouve le meilleur emplacement en envoyant du 50Hz et en te balladant avec un micro (ou à l’oreille, mais on est moins sensible à cette fréquence, moins simple que pour du 80 ou 100Hz). Définis une taille hauteur x largeur x profondeur maximale au niveau intégration/WAF. L’idéal est d’avoir une surface active de l’ordre du pourcent de la surface totale de la pièce, murs/plafond/plancher. Mais ça peut être un peu moins si le résonateur est bien placé. N’hésite pas à demander conseil sur ce fil ou à poster des courbes pour mesure l’étendue du problème.

[Pascal64]

Merci pour ton conseil.
Le problème est déjà identifié chez moi : c'est l'enceinte de gauche qui part en cacahuète sur le 50hz avec un pic très net de plus de 10db.

Bon ensuite, j'ai regardé un peu la taille du bidule... pas facile à planquer chez moi.
Même si je n'ai pas de contrainte WAF, bah, ça risque d'être moche.
Cogito in progress... 

[alec_eiffel]

Le résonateur n'est pas forcément carré ni de profondeur constante.
J'ai fait des plans pour chez moi pour des résonateurs Hemlholtz ou membrane en "quart de rond" ou en "triangle"  pour mettre dans l'angle, ce qui compte c'est le volume total et la surface d'exposition totale.
Voici un exemple, par rapport à l'outil standard il y a un quatrième onglet qui calcule les profondeurs équivalentes.
https://www.dropbox.com/s/saryi1anpe5l78....xlsx?dl=0

EDIT: 10dB c'est un peu beaucoup, sans compter le traînage qui va avec.

[Pascal64]

Merci, c'est super intéressant, visiblement tu y as passé du temps.
Je n'ai pas tes compétences mais vais tenter d'apprendre