Pourquoi une bonne acoustique de classe est-elle importante ?

Dans les quelque six mille établissements d'enseignement de Hongrie, l'acoustique des salles de classe reste, le plus souvent, insuffisante. Au-delà des insuffisances de l'isolation acoustique (bruits qui filtrent depuis l'extérieur), cela tient le plus souvent à une mauvaise acoustique des salles. Les effets directs d'une acoustique de classe insuffisante sont :

• un niveau de bruit accru dans la salle
• une parole difficilement intelligible vers les rangées du fond
• une fatigue précoce des élèves et des enseignants, des effets sanitaires délétères
• une dégradation de la capacité de concentration.

Sans solutions acoustiques, dans les salles de plus de 7 mètres de long, environ deux tiers de la parole de l'enseignant ne sont typiquement pas intelligibles. En moyenne, dans les rangées arrière, seule la moitié de la parole est intelligible. Il est facile d'imaginer qu'un environnement acoustique adapté influence significativement les résultats scolaires.

Acoustique de salle de classe moderne dans la salle d'histoire du lycée Fazekas Mihály

En nous appuyant sur les enseignements de plusieurs missions antérieures de conception acoustique dans des écoles et sur les résultats d'un projet de recherche, et afin de soutenir le processus de normalisation en acoustique des salles que nous avons initié en Hongrie, nous avons décidé en 2017 de créer une salle de classe de référence en matière d'acoustique, en sollicitant des partenaires. Pour le choix de l'école, nous avons suivi un principe simple : améliorer la pire salle de la meilleure école. Nous sommes ainsi arrivés à la salle 315/A de l'ancien bâtiment de l'école primaire et lycée Fazekas Mihály de Budapest. Cette salle est d'autant plus particulière qu'elle n'accueille pas seulement des élèves : elle est également utilisée pour la formation continue des enseignants.

La salle n'est pas neuve : avant la conception, nous avons donc dû évaluer la situation existante par des méthodes objectives. Cela a été réalisé par des mesures acoustiques, qui ont servi de base à la création d'un modèle d'acoustique des salles calibré sur ordinateur. Le calibrage des propriétés d'absorption en fonction de la fréquence des matériaux existants a été effectué par un algorithme génétique. Il s'agit d'une procédure de recherche qui permet de caler les données de modélisation sur les données de mesure, donnant ainsi un état très proche de la réalité dans le modèle.

L'objectif de dimensionnement et de conception était un indice de transmission de la parole (STI) supérieur à la valeur fixée de 0,75, à partir du bureau de l'enseignant, en l'absence de sonorisation standard et avec une élocution dite « à effort vocal accru » (raised vocal effort). Le but était d'atteindre ou de dépasser cette valeur dans le plus grand nombre possible de points de la salle. L'indice de transmission de la parole décrit de manière complète la possibilité d'obtention de l'intelligibilité et ses limites acoustiques ; c'est actuellement le paramètre objectif le plus adapté pour dimensionner les espaces dédiés à la parole. Quant à la quantité, à la qualité et au type de revêtements à mettre en œuvre, leur détermination peut aujourd'hui se faire avec la plus grande efficacité et la meilleure fiabilité grâce à la conception assistée par ordinateur — par simulations numériques.

L'aménagement idéal d'une salle de classe en termes d'acoustique des salles peut généralement être obtenu par la combinaison de trois solutions principales, en résolvant un problème d'optimisation :

1. Plafond suspendu mixte absorbant et réfléchissant
2. Revêtement mural absorbant
3. Mise en place d'une absorption des basses fréquences

Un plafond mixte absorbant-réfléchissant signifie que le plafond n'a pas des propriétés acoustiques entièrement homogènes : il est absorbant aux endroits nécessaires et réfléchissant ailleurs, afin de favoriser la propagation du son pour les sources de parole faibles tout en absorbant les réflexions néfastes à l'intelligibilité. Cela importe surtout pour les salles de grande surface ; ici, un plafond suspendu purement absorbant a suffi. Les revêtements muraux absorbants augmentent significativement l'intelligibilité dans les rangées arrière — sans eux, une intelligibilité adéquate ne peut souvent pas être obtenue. L'absorption en basses fréquences est en général critique pour limiter le bruit de fond et lorsqu'on emploie une sonorisation, mais des fréquences dominantes existent aussi dans cette plage pour les voix masculines des enseignants.

Les mesures effectuées ont montré que l'indice de transmission de la parole était faible dans la salle et que le temps de réverbération était extrêmement élevé, à cause des sols en pierre, des murs enduits et des autres surfaces dures et réfléchissantes. Dans ce type de missions, le paramètre acoustique le plus facile à mesurer est le temps de réverbération : il indique, de façon imagée, le temps nécessaire pour que le niveau de pression acoustique dans la salle, généré par une source continue brutalement coupée, décroisse d'un millionième (60 décibels). Cette valeur dépend bien sûr de la position de l'auditeur et de la hauteur du son ; néanmoins, sa moyenne dans la salle donne un seul chiffre caractéristique qui, en simplifiant fortement, fournit une image objective des conditions acoustiques et oriente le concepteur. Il s'est avéré qu'il fallait diviser le temps de réverbération par quatre pour atteindre la valeur d'intelligibilité visée. Ce n'est pas une tâche triviale, mais avec la hauteur sous plafond disponible et les possibilités d'implantation du revêtement mural, la mission s'est avérée réalisable.

Comme les matériaux absorbants efficaces sur une large plage fréquentielle sont en général tendres, nous avons choisi pour le revêtement mural un matériau à revêtement spécial, résistant aux chocs et même capable de recevoir des punaises ; il a ainsi pu remplacer le tableau d'affichage du fond de la salle sans perte de fonction.

Grâce aux matériaux et solutions retenus, le bruit de fond dans la salle a diminué de plus de 6 dB, sans qu'il soit nécessaire de remplacer les menuiseries ni d'effectuer de réduction acoustique sur les équipements techniques. Cela montre bien que les solutions d'acoustique des salles traitent plusieurs problèmes à la fois : amélioration de l'intelligibilité, réduction du bruit, réduction du temps de réverbération. Et si l'on y ajoute qu'elles ne représentent pas un budget significatif, il devient évident qu'il vaut la peine de les appliquer. Lorsque la réglementation technique nationale le prescrira, l'aménagement acoustique adéquat des salles de classe deviendra non seulement souhaitable mais aussi naturel.

Au-delà des solutions acoustiques, nous avons également rénové l'éclairage. Des luminaires LED modernes et variables ont été installés dans la salle, qui permettent désormais non seulement d'entendre mais aussi de voir correctement.

La mise en œuvre de solutions modernes en acoustique des salles est indispensable dans les salles de classe. Pas seulement dans les espaces communs : aussi dans les locaux plus petits et, pour la réduction du bruit, dans les couloirs également. Avec des paramètres et des méthodes de conception modernes, l'infrastructure bâtie scolaire peut être mise à jour, même dans des contextes de rénovation techniquement délicats.