Comment la production contemporaine et l’Espace de projection se sont-ils influencés? 

Dans quel contexte l’Espace de projection a-t-il vu le jour?

Les salles du XVIII e et XIX e siècles

Des espaces en corps-creux

La salle de l’Espace de projectiona pour vocation première d’être une salle de concert et d’expériementation. Aussi pour bien comprendre en quoi elle en est une, et quelles sont ses particularités, il semble nécessaire de tenter de visualiser les éléments types d’une salle de concert, si tant est qu’il en existe. Pour arriver à notre but, il est important de réaliser une brève chronologie des méthodes de réalisation des salles de concert, ainsi qu’une observation de diverses salles afin d’en extraire les éléments communs.
On peut distinguer deux types d’espaces dans lesquels se joue la musique : le corps-creux ou le plein-air. Dans le cadre de notre sujet, nous nous intéresserons plus aux corps creux.

La salle de concert : un concept assez récent

Parmi ces salles, on peut encore faire une distinction entre celles dédiées à un usage purement musical et celles dédiées au théâtre lyrique, à l’opéra.
La salle de concert telle qu’on peut la concevoir aujourd’hui sous la forme d’un auditorium où l’on écoute de la musique uniquement, sans se préoccuper de la machinerie de l’opéra, est assez récente. Jusqu’à la fin du XIXe siècle, les concerts avaient le plus souvent lieu là où l’on pouvait les accueillir, rarement dans des salles qui leur étaient spécifiquement dédiées. Les concerts prenaient donc place le plus souvent dans les salons des palais comme la salle HaydnsaalFig.1 appartenant à la famille Esterhàzy à Eisenstadt en Autriche. À titre de comparaison, cette salle est susceptible d’accueillir 400 personnes tandis que la salle Pleyel peut accueillir plus de 1500 personnes, pour une programmation similaire, de type symphonie, ou musique de chambre.

Points intéressants

Corrélation entre style et acoustique

Il est très intéressant de noter que l’observation de la programmation dans les salles de concert et opéras montre un véritable lien entre l’acoustique du lieu et la composition. Ainsi, pour les lieux dont le temps de réverbération est élevé, les compositions évitent les traits trop rapides qui risquent de se superposer et de manquer de clarté. À l’inverse, les salles avec un temps de réverbération plus court étaient plus à même d’accueillir des pièces faisant la place belle aux virtuoses.
Les lieux de scènes se sont souvent retrouvés être en discours continu avec les compositeurs de leur époque, influant sur leur style et étant éventuellement remodelés pour mieux plaire au compositeur qu’ils accueillaient. Haydn a été obligé de changer de style selon s’il écrivait pour la salle Esterhàza ou le King’s Theater. Les orchestres sont également remodelés pour mieux convenir à l’acoustique de la salle. Les compositeurs sont globalement tributaires de la salle et ce jusqu’à la fin du XVIII e siècle. La fin de ce siècle marque la fin du mécénat et la création de salles publiques capables d’accueillir un public beaucoup plus nombreux.
Construit en 1854, le Crystal Palace de Paxton pouvait accueillir jusqu’à 4000 musiciens. Le soucis majeur de ce type de construction est la distance que le son parcourt sans rencontrer d’obstacles. Ces dimensions extrêmement grandes génèrent un phénomène d’écho qui n’est adapté qu’à un certain type de pièces, généralement assez lentes (musique religieuse par exemple), comme le déplora Berlioz dans ses mémoires après une série de concert au cirque des Champs Élysées.

Des notions d’acoustique très basiques

Pendant les XVII e et XVIII e siècles, les salles ont tendances à être dessinées sous la forme d’ellipses, comme le préconisait Pierre Patte.
Si celle-ci apporte une unité visuelle à la salle, elle possède aussi deux foyers où vont se concentrer les réflexions sonores au contraire d’apporter une homogénéité du son dans la salle. On pense à cette époque que la salle concave «protège» le son, tandis que les surfaces convexes le dispersent. Cette idée de construire en forme d’ellipse est d’autant plus étrange que l’analogie entre optique et acoustique est le seul modèle à disposition à l’époque et n’est ici paradoxalement pas utilisé, ou au moins incompris. On peut noter toutefois, qu’il existe cette conscience, née d’expérimentations et d’échecs, que les parois réfléchissent le son, que la géométrie influence le temps de réverbération.
L’emploi des matériaux est dicté principalement par les choix esthétiques de l’architecte, ainsi la pierre ou le bois pouvait être utilisés indifféremment, ce qui pouvait créer des désagréments acoustiques profonds. C’est comme ça que le Teatro Communale de Bologne (1756-1763) a dû subir des modifications conséquentes après qu’il a été construit en pierre. La forme des salles et les matériaux utilisés se sont souvent inspirés des instruments de musique.
On avait aussi cette idée que les lambris de bois agissaient comme des éléments résonnant à l’image d’un violon, cette hypothèse a duré jusque vers 1950. Évidemment cette idée était fausse mais elle avait l’avantage de permettre l’absorption des fréquences basses et d’améliorer la clarté de la salle.
L’architecte George Saunders a réalisé à la fin du XVIIIe siècle une série de tests qui a mené aux prérogatives suivantes quant à la conception d’une salle de concert.

État de l’art avant Sabine

Lorsque Sabine est mandé pour améliorer le Fogg Center Auditorium, il lit d’abord toute la littérature scientifique à sa disposition concernant l’acoustique de salle. Celle ci, comme nous l’avons vu dans la partie précédente est assez maigre. Les précédents scientifiques se limitent globalement à De Architectura de Vitruve en 530 av. J.-C., Kircher en 1650 puis Russell en 1838. Cependant, il s’agit d’acoustique géométrique où l’on trace les rayons de la voix, comme on tracerait des rayons lumineux. Chez Vitruve, on trouve cependant la trace de résonateurs de Helmholtz sous la forme de vases qui devaient renforcer la voix par résonance. Kircher a montré comment un amphithéâtre en forme d’ellipse focalisait le son en deux points tandis que Russell a développé les courbes dites isoacoustiques où l’on reçoit du son direct tout en aillant une vision optimale.
Les physiciens du XVIIIe siècle se sont plus intéressés à la nature du son, qu’à l’acoustique de salle. Ainsi, diverses expériences se succèdent pour montrer que le son est une onde mécanique (elle abesoin d’un milieu pour se propager) longitudinale dont la vitesse varie en fonction des caractéristiques du milieu (isotropie, température, hygrométrie, …). Bernoulli et Fourier montrent qu’une onde complexe est une superposition d’ondes simples (d’où le timbre et les harmoniques). Euler, d’Alembert et Lagrange formalise la théorie de propagation des ondes, tandis que Helmholtz montre expérimentalement l’existence des harmoniques. Laplace a également réussi à obtenir une valeur de la vitesse du son valable.
D’un point de vue technique, Sabine dispose d’un chronomètre précis au centième de seconde et d’un orgue pour faire la synthèse de ces connaissances et proposer un outil scientifique qui puisse prévoir l’acoustique d’une salle.

Espaces contemporains à l’IRCAM

Un désir d’expérimenter

Le Philharmonie de Berlin

La salle du Philharmonie de Berlin

Fig.8, 9, 10 réalisé par Hans Scharoun entre 1960 et 1963 est un bel exemple de cette volonté d’expérimenter, de créer une nouvelle relation entre le public et les musiciens. Cette salle est la première à présenter une scène centrale, entourée de toute part par les spectateurs. Il comprend 2 218 sièges dont les plus éloignés se trouvent à peu près à 35m. On a malgré tout une certaine proximité entre public et orchestre.
Le problème que pose ce type d’organisation est que les spectateurs situés derrière l’orchestre ne bénéficient pas du son direct des instruments très directeurs que sont les instruments à vents.

Petite synthèse

L’IRCAMouvre en 1977, à un moment où comme on l’a vu, les architectes ont commencé à expérimenter formellement sur les salles de concert. Si l’on a dépassé Vitruve et la simple acoustique géométrique, les connaissances en terme d’acoustique des salles restent limitées et du point de vue de la recherche musicale, on arrive à un point charnière où le rapport à l’espace scénique et acoustique est constamment remis en cause. La direction architecturale que pourrait prendre ce lieu est donc assez floue.
Il existe cependant quelques certitudes, alors que jusqu’au XIXe siècle, les compositeurs et musiciens ont subi les lois acoustiques des lieux dans lesquels on leur proposait de jouer. Les styles musicaux ont donc été fortement influencés par les lieux dans lesquels on les jouait. Un son très clair et pur a donné naissance au classicisme, les salles possédant une certaine réverbération et un son riche ont favorisé le romantisme. La révolution industrielle a amené la possibilité de créer des espaces clos gigantesques qui ont inspiré des compositeurs tel Berlioz, le développement de composants électroniques a considérablement influencé Stockhausen et Xénakis dans leur travail. Les compositeurs vivent avec leur temps et ne subissent pas que l’acoustique du lieu (salles), mais aussi les éléments techniques liés à la production de son (instruments de musique, matériel de MAO).
À partir du XX e siècle, on s’émancipe des salles et celles-ci passent au service du compositeur, et non l’inverse. La tendance a été de pouvoir jouer dans une salle n’importe quel type de musique, aussi comme vu plus haut, s’est développée l’idée de la salle à acoustique variable.
L’Espace de projectionpossède cette particularité qu’elle n’est pas seulement un réceptacle pour une musique déjà existante, mais surtout un catalyseur de musique potentielle. La question est donc de savoir comment l’Espace de projections’est proposée d’allier grande variabilité et contrainte inspirante.

Rudiments d’acoustique

Introduction

Pour pouvoir comprendre un objet acoustique tel que l’Espace de projection, il est nécessaire de posséder des notion d’acoustique basiques. Nous avons vu plus haut que l’on pouvait adopter deux types d’approche en acoustique, une approche plus expérimentale et plus statistique comme l’a fait Sabine, et une approche plus théorique bien que basée sur des observations physiques qui traite du son comme une onde mécanique. Il ne s’agit certainement pas de s’intéresser à l’obtention de tel ou tel timbre à n’importe quel endroit de la salle car il faudrait alors ne pas simplement se limiter à une approche de physicien, mais se créer aussi une culture mathématique qui requiert une certaine exigence qui n’a pas lie d’être ici. Non, nous nous limiterons à l’obtention de l’équation de propagation d’une onde moyennant certaines conditions, et en présupposant une connaissance de certains codes mathématiques, cette partie a surtout vocation à expliciter un vocabulaire de base. Nous traiterons ensuite de l’approche de Sabine, de ses limites et de surtout de ses conditions. Une onde sonore est une onde mécanique, elle a donc besoin d’un milieu matériel pour se propager (contrairement à la lumière). Ceci a été démontré en 1672 par Otto Van Guericke. Le son peut donc se déplacer dans des fluides, comme l’air ou l’eau par exemple, or ce sont des matériaux élastiques, leur volume et masse volumique peuvent donc varier. C’est cette modification de volume qui entraine une modification de pression qui permet la mise en mouvement des particules de fluide voisines. Cette mise en mouvement entraine une modification du volume, puis de la pression et ainsi de suite. Ces variations sont responsables de la génération d’une onde sonore. Le son dépend donc du milieu dans lequel il se propage, soit par exemple, de la température, du degré d’hygrométrie.

L’Espace de projection : un outil musical

Le bâtiment de l’IRCAM

Le bâtiment de l’IRCAMa été réalisé en 1977 par Renzo Piano et Richard Rogers en face du Centre Beaubourg sur la place Igor Stravinsky. Ce bâtiment était au départ complètement enterré pour des raisons acoustiques, mais il a également été agrandi plus tard, en 1989, afin de répondre à un manque d’espace, et pouvoir accueillir l’administration et des bureaux. L’extension a pris la forme d’une tour de six étages dont les murs sont couverts par des panneaux de terre cuite. Parmi les salles remarquables de l’IRCAM, on note donc une salle anéchoïque et l’Espace de projection.

L’Espace de projection

L’Espace de projectionou Esprofait partie intégrante de l’IRCAM, en tant que salle de concert principalement, mais aussi d’accueil d’événements autres, comme des colloques, des activités d’éveil, par exemple. Cette salle devait répondre aux exigences définies par Pierre Boulez concernant notamment l’échange entre musiciens et scientifiques. Elle devait donc répondre en termes acoustiques à une exigence digne du plus prestigieux institut de France, mais elle devait aussi jouer un rôle de catalyseur pour les compositeurs de l’IRCAM, en les encourageant à produire de l’inédit dans un lieu inédit. Cette salle est donc certes une salle de concert, mais surtout un lieu d’expérience que l’on a choisi extrêmement souple et modulable. Cette incroyable souplesse a pris la forme de périactes et d’un plafond en trois parties. Les périactes et le plafond propose un système d’acoustique variable dite passive. L’acoustique de la salle a été réalisée par l’agence Peutz.

Influence de la position des périactes

Des tests ont été réalisés pour mesurer l’influence que peuvent avoir les périactes par rapport au temps de réverbération en fonction de la fréquence.
On peut observer un pic vers 250 Hz (la sous la clé de sol) pour le matériau absorbant, avant de voir son coefficient chuter très rapidement, au contraire, le matériau absorbant haute fréquence est plus efficace à partir de 500-600 Hz, comparé au matériau absorbant basse fréquence. Associés, on peut potentiellement créer n’importe que type de filtre, et donc largement influer sur le timbre de la salle.
Une étude a été réalisée pour évaluer l’efficacité des panneaux absorbants, et notamment comparer l’efficacité des périactes absorbants hautes fréquences aux périactes absorbants basses fréquences.
Deux courbes ont été obtenues en relevant le temps de réflexion en fonction de la fréquence avec un plafond à 11 m. Dans les deux cas, on a comparé les situations diffusante, avec tous les panneaux absorbants, avec 50 % des panneaux absorbants basses fréquences (resp. hautes fréquences) et 100 % basses fréquences (resp. hautes fréquences).
Dans le cas de basses fréquences, on a une absorption relativement homogène sur toutes les fréquences, le temps de réverbération diminue également de 125 Hz à 1 000 Hz avant de ne plus rien absorber progressivement jusqu’à 8 000 Hz. Pour le cas des périactes absorbants hautes fréquences, on observe une absorption sur toutes les fréquences sauf les très élevées (8 000 Hz), avec un pic entre 250 et 2 000 Hz, on observe une égalisation du temps de réverbération. Son efficacité en basse fréquence est quasiment la même que pour les périactes absorbants basses fréquences. Les deux types de périactes n’ont pas du tout le même effet. Ce qui est intéressant de noter ici, c’est qu’en réalité, c’est bien la combinaison des deux types qui est source de possibilités multiples.

Influence de la hauteur du plafond

Des expériences ont été menées afin d’évaluer l’influence de la hauteur du plafond sur le temps de réverbération. La hauteur du plafond a été changée trois fois pour valoir 10 m, 5 m puis 3,2 m. Cette opération a été réalisée sur une plage de fréquence allant de 125 Hz à 4 000 Hz, et pour quatre dispositions des périactes : diffusante, largement diffusante, absorbante, la moitié des périactes en position absorbante et le reste en position largement diffusante.
On remarque que plus le plafond est bas, plus le temps de réverbération diminue, et ce dans toute les situations, en accord avec la formule de Sabine. Il est aussi intéressant de noter que plus le plafond est bas, plus les situations diffusantes et largement diffusante ont tendance à se confondre, idem entre les situations absorbante et semi-absorbante. On a globalement un effet d’aplatissement avec peu de différence du temps de réverbération selon les fréquences.

Influence du public

Les périactes jouent un rôle prédominant dans le timbre que va avoir la salle, car ils décident du temps de réverbération de la salle, au moins quand elle est vide. En effet, la quantité de spectateurs et musiciens a un effet non négligeable sur le temps de réverbération car le corps humain est un matériau absorbant assez efficace.
Une étude a été menée pour en évaluer l’impact. La salle vide laisse les fréquences entre 250 et 4 000 résonner très largement en situation diffusante. On peut observer que plus il y a de public, plus le temps de réverbération est court, il a aussi tendance à s’égaliser sur les fréquences. Dans la situation diffusante, le temps de réverbération reste tout de même sensiblement long (entre 2,7 et 3 secondes pour un public de 100 personnes). On arrive à un temps beaucoup plus classique (aux alentours de 2 secondes) avec 400 personnes.

Eyring ou Sabine ?

Les formules de Sabine et Eyring sont plus ou moins adaptées selon la situation, mais celle de Sabine est plus simple à utiliser. Dans les deux cas, on néglige les effets de bords puisqu’on se place en champs diffus et parois possédant le même coefficient d’absorption. On admet que leur emploi présuppose que les longueurs caractéristiques sont du même ordre et que leur rapport ne dépasse pas le facteur 5 et que les différences d’absorption entre parois qui se font face ne sont pas trop grandes (facteur 3 maximum).
Une étude a été menée pour voir si la formule Eyring était justifiée, mais d’après les résultats obtenus, on obtient les mêmes résultats à 1 ou 2 % près, son emploi ne se justifie pas.
Dans son Guide méthodologique pour l’étude d’une salle acoustique, Jacques Jouhaneau précise que la formule de Sabine donne un résultat valide à 0,1s près pour les configurations de l’Espace de projection dont le temps de réverbérations est compris entre 0,8s et 3,5s.

Quelles attentes pour l’Espace de projection?

Après son ouverture

L’Espace de projectiona ouvert officiellement en 1978, une année après l’ouverture de l’IRCAM. Cette salle a été conçue comme un prototype acoustique qui devait permettre concerts et expériences dans une visée de promotion et développement de la musique contemporaine. En 1977, on peut lire dans le rapport de Gerald Bennett que l’Espace de projectionest perçue comme ce qui sera un outil d’étude pour la recherche en acoustique de salle, ce qu’il justifie par le développement de l’agence Peutz d’un algorithme anticipant le temps de réverbération à partir de trois composantes. En 1978, l’Espace de projectionest donc ouvert, dont la réalisation relève de la « performance » toujours selon Bennett dans le rapport de 1978 cette fois-ci. On parle toujours d’acoustique de salle et de la recherche d’un algorithme plus adapté à la recherche du temps de réverbération. Ce travail a été mené par James A. Moorer. L’année suivante a été marquée par la nécessité de devoir mener des travaux pour mettre la salle aux normes sécuritaires en vigueur notamment concernant le plafond mobile. Peu d’expériences ont été menées, mais celles qui l’ont été ont plus cherché à résoudre le problème de la faible réverbération des fréquences basses, sans succès alors. Les moments d’ouverture de la salle ont cette année été plus dédiés aux concerts qu’à la recherche. La recherche sur le temps de réverbération et surtout sa modélisation informatique semblait générer un fort intérêt des musiciens ou compositeurs s’intéressant notamment aux diverses formes de synthèse des sons. Les rapports d’activité suivants que j’ai trouvés ne datent que de 1997 et restent incomplets jusqu’à celui de 2010. On trouve alors la trace de quelques projets, comme le projet ORGUEmené à partir de 2001 et les effets acoustiques de la pédagogie Bel Canto,(un style de vocalité). Dans les deux cas, il s’agit de deux expériences qui nécessitent en effet un environnement qui permet une multitude de tests, comme peut le faire l’Espace de projection. Il fait peu de doutes que d’autres expériences du même type aient eu lieu dans cet espace, cependant, on ne trouve pas de trace de pièces musicales incorporant l’Espace de projectionen tant qu’élément d’acoustique variable passif.

Table des matières
I. Dans quel contexte l’Espace de projection a-t-il vu le jour? 
A. Les salles du XVIII e et XIX e siècles 
1. Des espaces en corps-creux
2. La salle de concert : un concept assez récent
3. Opéras
4. Points intéressants
a. Corrélation entre style et acoustique
b. Des notions d’acoustique très basiques
B. Une approche scientifique 
1. W. C. Sabine (1868-1919)
2. État de l’art avant Sabine
3. L’expérience
C. Espaces contemporains à l’IRCAM 
1. Un désir d’expérimenter
a. Le Philharmonie de Berlin
b. Expériences de Stockhausen
2. Acoustique variable : pourquoi ?
3. Acoustique passive
a. Le modèle de l’Espro
b. Espaces couplés
4. Acoustique active
D. Petite synthèse
II. L’Espace de projection: une innovation technique?
A. Une initiative de Pierre Boulez : l’IRCAM
B. Rudiments d’acoustique
1. Introduction
2. Formule de Sabine
3. Formule d’Eyring
4. Que dire de ces modèles acoustiques?
C. L’Espace de projection : un outil musical? 
1. Le bâtiment de l’IRCAM
2. L’Espace de projection
3. Les périactes
a. Descriptif
b. Influence de la position des périactes
4. Le plafond et rideaux
a. Descriptif
b. Influence de la hauteur du plafond
c. Influence du public
5. Eyring ou Sabine ?
6. Hypothèse des champs diffus
7. Implémentation d’un système Wfs et ambisonique
8. En résumé
D. Quelles attentes pour l’Espace de projection ? 
1. Après son ouverture
2. Usage actuel
3. Un coup d’arrêt en 2011
E . Premières impressions 
III. Comment la production contemporaine et l’Espace de projection se sont-ils influencés? 
A. Et si on était un peu plus critiques ? 64
1. Renouveler la musique contemporaine au début du XX e siècle
2. Spatialisation : quelques exemples pré-Espro
a. Qu’est-ce-que la spatialisation ?
b. Pierre Schaeffer et musique concrète
c. Le Pavillon Philips
d. Terretektorh
e. Carré
f. Polytopes
3. L’Espace de projection, un espace déjà en retard ?
4. Spatialisation post-Espace de projection
a. Un premier constat pas si accablant
b. Répons
c. Quodlibet
d. Autres pièces
5. L’Espro un espace créateur
B. Retour sur le WFSet l’Ambisonie
1. Wave Field Synthesis
2. Ambisonics
3. Mise en œuvre
Conclusion 
Annexe 
Bibliographie 
Table des illustrations

Télécharger le rapport complet