Auralisations architecturales : acoustique en réalité virtuelle pour le design architectural

Architectural auralizations : towards the integration of virtual acoustic design in architecture

• Auteur / Autrice : David Thery
• Direction : Brian F.G. Katz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 27/05/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique pour la mécanique et les sciences de l'ingénieur (Orsay, Essonne ; 1972-2020)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Malik Mallem
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tapio Lokki, Damian Murphy, Catherine Delgoulet, Sébastien Jouan, Vincent Boccara
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tapio Lokki, Damian Murphy
• DOI : 10.70675/21645ea0za109z46c4zb686zcad39d530527

Mots clés

Mots clés contrôlés

Design sonore interactif

Logiciels -- Facteur humain

Acoustique architecturale

Réalité virtuelle

Mots clés libres

Réalité virtuelle

Audio 3D

Son Spatialisé

Design sonore

Acoustique des salles

Ergonomie

Virtual reality

3D Audio

Spatial Sound

Sound design

Room Acoustics

Ergonomics

Résumé

Cette thèse a étudié l’usage des auralisations durant la phase de design de projets architecturaux. Cette technologie, qui consiste à rendre audibles des simulations numériques à partir de modèles acoustiques géométriques, a été beaucoup utilisée en recherche, allant d’études cognitives à l’évaluation de l’acoustique des salles de concert, en passant par des études archéoacoustiques permettant la conservation du patrimoine via la reconstitution de l’empreinte acoustique de lieux historiques. La question ici était donc d’évaluer la potentielle amélioration que l’usage des auralisa- tions apporterait durant la conception d’espaces architecturaux. En se basant sur la théorie de l’acceptabilité pratique, l’usage des auralisations a été étudié à partir de questionnaire et entretiens de consultants en acoustique, ainsi que l’observation d’un cas pratique d’utilisation, en collaboration avec Theatre Projects Consultants. Ces études ont permis l’identification des principaux usages des auralisations, ainsi que les difficultés rencontrées, tant déclarées qu’observées, freinant l’adoption par les consul- tants. L’une des nécessités pour favoriser cette adoption tient dans la fiabilité de la technologie, que ce soit les outils eux-mêmes, ou les rendus de ces auralisations. La stabilité de la perception auditive a donc été évaluée, comparant différents systèmes de restitution. La méthode de reproduction sonore pour commencer, en comparant un rendu Binaural traqué et un rendu Ambisonic. De même, l’influence du système de VR visuel pour des auralisations multimodales a été évalué. Une relative stabilité de notre perception auditive a été observée, avec toutefois un léger impact du système sur l’évaluation de l’impression d’enveloppement (LEV) et de la largeur apparent de source (ASW). Des efforts sur l’adaptabilité des outils d’auralisations, et le transfert de connaissances de la recherche á l’industrie sont nécessaires pour permettre de mieux intégrer les auralisations dans les pratiques des architectes et acousticiens.

This thesis investigated the use of auralization in the design phase of architectural projects. While this technology, which consists of rendering audible numerical acoustical simulations, has been extensively used in research, from cognitive to human-computer interfaces to archeology to concert halls acoustics evaluation studies, only limited data existed on its use by acoustical consultants for acoustical design. The question was to evaluate if auralizations can improve the processes of acoustical design for the conception of architectural spaces. Based on the practical acceptability theory, the use of auralizations has been studied through questionnaire and interviews of acoustical consultants, as well as the observation of a practical case study project, conducted in collaboration with Theatre Projects Consultants. These enabled the identification of the main uses of auralizations, as well as the difficulties encountered that impede the adoption of the technology. One of the requirements for its adoption is the accuracy and reliability of both the results and the tools themselves. Therefore, the stability of auditory perception was assessed in perceptive studies along a set of subjective attributes, with auralizations rendered over different interfaces, including sound reproduction methods and VR visual interfaces. The two sound reproduction methods compared were head-tracked Binaural and Ambisonic while the VR visual devices compared were a HMD and a CAVE-light system. A relative stability of auditaptory perception was observed, while the perceived Envelopment and Apparent Source Width were slightly impacted by the rendering system in both cases. Efforts in the adaptability of auralization tools for use in architectural design and knowledge transfer from research to industry are still needed for a better integration of auralizations in architects and acousticians workflow.