Statistiques sur les diffuseurs à résidus quadratiques (2026) : 45+ points de données sur la profondeur des puits, les coefficients de diffusion et la performance en salle

Statistiques sur les diffuseurs à résidus quadratiques 2026 : un QRD accordé sur 250 Hz exige des puits de 56 cm, mais un métadiffuseur de 3 cm couvre 250 Hz à 2 kHz. Plus ISO 17497.

Un diffuseur à résidus quadratiques (QRD) conçu pour 250 Hz exige des puits d’environ 56 cm de profondeur, alors qu’un métadiffuseur acoustique optimisé de seulement 3 cm d’épaisseur couvre 250 Hz à 2 kHz (Jiménez, Cox, Romero-García et Groby, Scientific Reports 2017). Sur un panneau mesuré, un QRD en contreplaqué a atteint un coefficient de diffusion de 0,63 à 1 kHz et 2 kHz, contre environ 0,10 pour le réflecteur plat seul (Tronchin et al., Applied Sciences 2021). L’essai en champ libre derrière ces chiffres, l’ISO 17497-2, place la source à 10 m de l’échantillon et les récepteurs sur un arc de 5 m, un dispositif qui a plus en commun avec une chambre anéchoïque qu’avec un salon. À l’Opéra de Lviv, une salle de 998 places et de 5 500 m³, un diffuseur de Schroeder installé en 2012 diffusait principalement au-dessus d’environ 1 kHz (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012). Nous avons agrégé les données des articles originaux de Schroeder dans le JASA, des fiches ISO 17497 chez BSI et DIN Media, de l’Université de Parme, des études d’Acoustics et d’Applied Sciences de MDPI, de Scientific Reports, de Physical Review X, des fiches techniques de RPG Acoustical Systems et de l’EBU Tech 3276.

TL;DR

  • La profondeur des puits d’un QRD suit d_n = s_n x λ0 / 2N, avec N un nombre premier impair (Stanford CCRMA, article sur le maillage de guides d’ondes QRD)
  • Un QRD de 500 Hz avec des puits de 9,4 cm n’est utilisable que de 375 Hz à 1 824,8 Hz (Khrystoslavenko et Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019)
  • Un QRD N = 7 pour 500 Hz à 5 kHz exige un puits le plus profond de 0,2 m (Pardo-Quiles et al., Acoustics 2024)
  • L’ISO 17497-2, publiée en mai 2012, compte 15 pages et mesure le coefficient de diffusion directionnel en champ libre (DIN Media, fiche ISO 17497-2)
  • Un panneau MDF plat a obtenu un coefficient de dispersion de 0,117 mais un coefficient de diffusion de 0,35 à 1 kHz (Farina, Université de Parme 2000)
  • Coefficient de diffusion d’un QRD en contreplaqué : 0,63 à 1 kHz et 2 kHz contre environ 0,10 pour un panneau plat (Tronchin et al., Applied Sciences 2021)
  • Un panneau acrylique à base de QRD passe de d = 0,10 à 400 Hz à 0,62 à 2 kHz (fiche technique RPG Diviewsor 79)
  • Un QRD de 250 Hz exige environ 56 cm de profondeur ; un métadiffuseur de 3 cm couvre 250 Hz à 2 kHz (Jiménez et al., Scientific Reports 2017)
  • Les diffuseurs de Schroeder conventionnels ont environ une longueur d’onde d’épaisseur ; les versions à métasurface sont environ un ordre de grandeur plus minces (Zhu et al., Physical Review X 2017)
  • Le diffuseur de l’Opéra de Lviv a relevé le GL à 4 kHz d’environ 0,7 dB sur l’ensemble du parterre (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012)
  • Un à trois diffuseurs dans une pièce de 25,2 m³ ont relevé le C80 de 3,3 à 12,4 dB à 1 et 2 kHz (Azad et al., Acoustics 2019)

1. Fréquence de conception, profondeur et largeur des puits

Schroeder a proposé pour la première fois des surfaces fondées sur la théorie des nombres en 1975, à partir de suites de longueur maximale (Schroeder, JASA 57, 149-150, 1975), et une extension de 1979 est passée aux suites de résidus quadratiques pour élargir la bande passante. L’intérêt tient au fait que la bande passante est fixée par deux dimensions que l’on peut lire sur un plan : la profondeur des puits fixe le bas de la plage utile, et leur largeur en fixe le haut. Le puits le plus profond est celui qui coûte de la place, car la profondeur est une fraction de la longueur d’onde de conception.

L’étude de conception de VILNIUS TECH montre à quel point cette fenêtre peut être étroite. Un QRD de 500 Hz avec des puits de 9,4 cm n’est utile que de 375 Hz à 1 824,8 Hz, soit un rapport de 4,87, ou environ 2,3 octaves (1 824,8 / 375 = 4,87 ; log2 de 4,87 = 2,28). Garder le panneau à 1 m de large et augmenter le nombre premier N rétrécit les puits, ce qui relève la limite haute mais entraîne aussi la fréquence de conception vers le haut (Khrystoslavenko et Grubliauskas 2019). La formule de profondeur elle-même est exposée dans l’article QRD de Stanford CCRMA.

MétriqueValeurSource
Règle de profondeur des puitsd_n = s_n x λ0 / 2N, N un nombre premier impairStanford CCRMA, article sur le QRD en maillage de guides d’ondes 2D (ICMC 2004)
Suite de résidus quadratiques N = 70, 1, 4, 2, 2, 4, 1Pardo-Quiles, Rodríguez et Rodríguez-Rodríguez, Acoustics 2024
QRD N = 7 pour 500 Hz à 5 kHzλ0 = 0,682 m, puits le plus profond 0,2 mPardo-Quiles et al., Acoustics 2024
Conception à 500 Hz, puits de 9,4 cmUtilisable de 375 Hz à 1 824,8 HzKhrystoslavenko et Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Panneau de 1 m de large, N = 7 contre N = 23Conception à 330 Hz (limite haute 1 204,4 Hz) contre 1 100 Hz (limite haute 4 014,6 Hz, puits de 4,3 cm)Khrystoslavenko et Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Règle de largeur des puitsw = λmin / 2Suyatno et Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021
Début de la redirection du sonEnviron 0,5 x f0Kamisiński, Archives of Acoustics 2012

Note de contexte : les règles empiriques publiées pour le bas du spectre se contredisent. Les tableaux de VILNIUS TECH placent la limite basse à 0,75 x f0 (375 / 500 = 0,75 et 247,5 / 330 = 0,75), tandis que Kamisiński indique que le diffuseur commence à rediriger le son à 0,5 x f0. Considérez toute valeur « utile à partir de » comme propre à la méthode de conception.

2. Mesurer la diffusion : l’ISO 17497 et le coefficient AES

Il existe deux nombres normalisés pour une surface diffusante, et ils répondent à des questions différentes. L’ISO 17497-1 mesure un coefficient de dispersion en incidence aléatoire dans une salle réverbérante : la quantité d’énergie qui quitte la direction spéculaire. L’ISO 17497-2 mesure un coefficient de diffusion directionnel en champ libre : l’uniformité avec laquelle l’énergie réfléchie se répartit sur une réponse polaire. Le BSI précise sans ambiguïté que la partie 1 n’est pas destinée à caractériser l’uniformité spatiale de la dispersion (BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014).

L’écart entre les deux n’est pas théorique. Un panneau MDF plat mesuré à 1 kHz avait un coefficient de dispersion de 0,117 mais un coefficient de diffusion de 0,35, et l’auteur a conclu que le coefficient de dispersion est « généralement une grandeur très différente du coefficient de diffusion » (Farina, Université de Parme 2000). Du côté du champ libre, Hargreaves, Cox, Lam et D’Antonio ont comparé des définitions en champ libre et ont proposé un coefficient fondé sur l’autocorrélation comme le meilleur (JASA 108, 1710-1720, 2000). La fiche de la partie 2 de l’ISO se trouve chez DIN Media.

MétriqueValeurSource
Publication et amendement de l’ISO 17497-1Publiée le 22 juillet 2004, amendée en 2014 ; statut en vigueur, en cours de révisionBSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014
Publication de l’ISO 17497-2Mai 2012, 15 pages, indiquée comme en vigueurDIN Media, fiche ISO 17497-2:2012
Géométrie en champ libre de l’ISO 17497-2Source à 10 m de l’échantillon, récepteurs sur un rayon de 5 m, espacement maximal de 5°, au moins 80% des récepteurs hors de la zone spéculaireTronchin, Farina, Bevilacqua, Merli et Fiumana, Applied Sciences 2021
Mesure de diffusion en champ libre recommandéeCoefficient fondé sur l’autocorrélationHargreaves, Cox, Lam et D’Antonio, JASA 2000
Panneau MDF plat, 1 kHzDispersion 0,117, diffusion 0,35Farina, Université de Parme 2000
Panneau hémicylindrique tourné de 90°, 1 kHzDispersion 0,20, diffusion 0,52Farina, Université de Parme 2000
Réseau de microphones dans le modèle de simulation de Farina37 microphones espacés de 5°, source à 10 m, récepteurs à 5 mFarina, Université de Parme 2000

Note de contexte : le document d’information de l’AES sur l’uniformité de la dispersion des surfaces (désigné AES-4id-2001) n’a pas pu être récupéré sur aes.org durant cette recherche ; son contenu n’est donc décrit ici qu’à travers l’article de Hargreaves et al. et celui de Tronchin et al., qui notent que l’AES a « proposé une technique de mesure du coefficient d’uniformité de diffusion » et que les deux parties de l’ISO mesurent de 100 Hz à 5 kHz par bandes de tiers d’octave.

3. Performance mesurée : QRD et panneaux plats

Même un QRD bien construit n’approche pas un coefficient de diffusion de 1. Le meilleur QRD en contreplaqué des essais de Parme de 2021 a atteint d = 0,63 à 1 kHz et 2 kHz, soit environ six fois les quelque 0,10 du réflecteur plat seul (0,63 / 0,10 = 6,3). Hors de sa bande de conception, le même panneau tombait à 0,23 à 250 Hz, soit 37% de ce pic (0,23 / 0,63), et l’orientation comptait autant que la construction (Tronchin et al., Applied Sciences 2021).

Un panneau commercial à base de QRD montre la même allure : faible sous sa plage de conception et irrégulier à l’intérieur. Le Diviewsor 79 acrylique de RPG passe de 0,10 à 400 Hz à 0,48 à 500 Hz, chute à 0,30 à 1,25 kHz et finit à 0,62 à 2 kHz (RPG Acoustical Systems, Diviewsor 79). Un creux comme celui de 1,25 kHz explique pourquoi une seule note moyenne peut induire en erreur pour cette catégorie de produits.

MétriqueValeurSource
QRD en contreplaqué, vertical, sans fond, 1 kHz et 2 kHzd = 0,63Tronchin et al., Applied Sciences 2021
Même QRD à 250 Hz / 8 kHzd ≈ 0,23 / 0,22Tronchin et al., Applied Sciences 2021
Panneau réfléchissant plat seuld ≈ 0,10 à partir de 1 kHzTronchin et al., Applied Sciences 2021
Panneau acrylique à base de QRD, 400 Hz / 500 Hz / 2 kHzd = 0,10 / 0,48 / 0,62RPG Acoustical Systems, fiche technique Diviewsor 79
Même panneau, creux à 1,25 kHzd = 0,30RPG Acoustical Systems, fiche technique Diviewsor 79
Diffuseur à cavités Galav2 contre MDF plat, 1 kHzd = 0,86 contre 0,35Farina, Université de Parme 2000
QRD prédits, conceptions à 500 Hzd normalisé maximal de 0,61 à 800 Hz (N = 11) ; dispersion jusqu’à 0,99 (N = 23)Khrystoslavenko et Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019

Note sur les valeurs aberrantes : la salle de mesure change la réponse. L’équipe de Parme a aussi testé dans une chambre semi-anéchoïque, où des réflexions parasites des murs ont donné des valeurs « constamment élevées » et où les résultats ont été jugés invalides. Les essais valides ont eu lieu dans un laboratoire réverbérant de 16 x 20 x 7 m avec fenêtrage temporel, 25 microphones espacés de 7,5° et un panneau de 900 x 600 mm construit sur les nombres premiers 17 et 13 pour une cible de 250 Hz à 2 kHz.

4. Compromis entre profondeur, poids et absorption

Chaque octave supplémentaire de diffusion des graves double la profondeur dont a besoin un QRD classique, puisque la profondeur des puits varie avec la longueur d’onde de conception, ce qui explique pourquoi les diffuseurs de Schroeder pour les graves consomment autant de profondeur de pièce. Un QRD conçu pour 250 Hz exige environ 56 cm de profondeur, et un QRD N = 5 pour 500 Hz fait déjà 27,4 cm d’épaisseur ; replier les puits ne ramène cela qu’à environ la moitié (Jiménez, Cox, Romero-García et Groby, Scientific Reports 2017). Cette ligne de recherche, des fentes à son lent chargées de résonateurs de Helmholtz, relève du domaine plus large des métamatériaux acoustiques.

Les résultats sur les métadiffuseurs suggèrent que la règle de profondeur est une propriété des puits, et non de la diffusion. Le même article rapporte des panneaux compris entre 1/46 et 1/20 de la longueur d’onde de conception, et une autre équipe a décrit les diffuseurs de Schroeder conventionnels comme « de l’ordre d’une longueur d’onde » d’épaisseur avant de construire une version à métasurface environ un ordre de grandeur plus mince (Zhu, Fan, Liang, Cheng et Jing, Physical Review X 2017). Les puits absorbent aussi, ce qui compte lorsqu’un diffuseur remplace une finition réfléchissante.

MétriqueValeurSource
QRD conventionnel pour 250 HzEnviron 56 cm de profondeurJiménez et al., Scientific Reports 2017
QRD N = 5 pour 500 Hz27,4 cm d’épaisseurJiménez et al., Scientific Reports 2017
Métadiffuseur large bande optimisé3 cm d’épaisseur, 250 Hz à 2 kHz, d normalisé moyen d’environ 0,65, pics de 0,9Jiménez et al., Scientific Reports 2017
Diffuseur de Schroeder à métasurfaceEnviron un ordre de grandeur plus mince que la conception conventionnelle d’environ une longueur d’ondeZhu et al., Physical Review X 2017
QRD à résonateurs à membraneEnviron 1 ordre de grandeur plus mince que les diffuseurs à puitsZhao et al., Applied Physics Express 2021
Dimensions et masse d’un panneau commercial à base de QRD23-5/8 in de côté, 9-1/8 in de profondeur, environ 10 lb/ft²RPG Acoustical Systems, fiche technique Diviewsor 79
Même panneau, indices d’absorptionNRC 0,30, SAA 0,26RPG Acoustical Systems, fiche technique Diviewsor 79
QRD hybride à résonateurs et à profil en gratte-ciel, imprimé en 3DCoefficient d’absorption maximal de 0,9 vers 2 000 Hz (tube d’impédance)Suyatno et Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021

Note de contexte : un suivi de 2020 du groupe du métadiffuseur décrit les panneaux de 3 cm comme 20 fois plus minces que les conceptions traditionnelles (Jiménez et al., Tecniacústica 2020). Sur l’absorption par groupes de QRD, Yang, Shen et Wang ont constaté qu’elle varie sensiblement selon la forme d’installation, surtout en dessous de la fréquence de conception, avec deux pics d’absorption (JASA 2006). Le chiffre des résonateurs à membrane provient uniquement du résumé de l’article (Zhao et al. 2021).

5. Les QRD dans les salles de concert, studios, classes et salles d’écoute

L’argument de la diffusion dans les salles de concert est venu en premier. L’article de Schroeder de 1979 soutenait que les salles modernes à plafond bas ont besoin de formes de plafond et de structures de surface spéciales pour tenir le son précoce hors du plan médian et l’envoyer latéralement (Schroeder, JASA 65, 958-963, 1979). Des rénovations ont suivi : en 1986, des QRD avaient été ajoutés à un auditorium de 750 places de l’Université de l’Idaho conçu à l’origine en 1935, avec des mesures proches des prédictions informatiques (Graffy et Paoletti, JASA 1986). Pour les indicateurs de salle visés par ces traitements, voir nos statistiques sur la réverbération et le C80 des salles de concert.

Dans les petites pièces, l’effet peut être disproportionné. Dans une salle d’essai de 25,2 m³, un à trois diffuseurs pyramidaux ou convexes ont relevé le C80 de 3,3 à 12,4 dB à 1 et 2 kHz, principalement en redirigeant le son vers le sol et le plafond absorbants (Azad, Meyer, Lokki et Siebein, Acoustics 2019). Ce n’étaient pas des QRD, et les auteurs avertissent que les règles issues de pièces non diffuses ne se transposent pas à d’autres cas. La recommandation de l’EBU pour les salles d’écoute demande de la diffusion mais s’arrête avant de préciser des diffuseurs (EBU Tech 3276, 1998) ; le versant basses fréquences de ces mêmes pièces est traité dans nos statistiques sur l’absorption des pièges à basses.

MétriqueValeurSource
Rénovation QRD de l’auditorium de l’Université de l’Idaho750 places, salle conçue à l’origine en 1935Graffy et Paoletti, JASA 1986
Diffuseur de Schroeder arrière sous le balcon de l’Opéra de Lviv (mai 2012)Salle de 5 500 m³, 998 places ; GL à 4 kHz en hausse d’environ 0,7 dB sur le parterreKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Bande effective du diffuseur de LvivDiffusion au-dessus d’environ 1 kHz ; plus d’absorption que l’ancienne tapisserie en dessous de 1 kHzKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Pièce de 25,2 m³, 1 à 3 diffuseurs, 1 et 2 kHzC80 +3,3 à +12,4 dB ; T20 en baisse de 0,19 à 0,80 sAzad, Meyer, Lokki et Siebein, Acoustics 2019
Diffuseurs de plafond de classe sur environ 8% du plafondC50 +0,8 dB en moyenne à 1 kHz ; +1,5 à +3,2 dB à un récepteur arrière, 1 à 4 kHzArvidsson, Nilsson, Bard Hagberg et Karlsson, Acoustics 2020
Salle d’écoute de référence de l’EBUChamp réverbéré suffisamment diffus pour éviter les échos flottants ; positions d’écoute à au moins 1,5 m des murs latéraux et du fondEBU Tech 3276, 2e édition 1998
Formes de diffuseurs d’auditorium simuléesForme en Y la meilleure, rectangles QRD deuxièmes, formes de bord les piresPardo-Quiles et al., Acoustics 2024

Note de contexte : l’étude sur la classe (Arvidsson et al., Acoustics 2020) a utilisé des diffuseurs courbes en panneau dur, qui jouaient aussi le rôle d’absorbants résonants entre 125 et 250 Hz, et sa différence juste perceptible de 1 dB en C50 (selon l’ISO 3382-1) signifie que le gain moyen du plafond était sous le seuil d’audibilité, alors que le gain aux places du fond ne l’était pas. Les données de Lviv proviennent de l’article de Kamisiński dans Archives of Acoustics. Données les plus récentes disponibles pour les recommandations de l’EBU sur les salles d’écoute : EBU Tech 3276, 1998.

Résumé : le diffuseur à résidus quadratiques en chiffres

MétriqueValeurSource
Premier article sur un diffuseur fondé sur la théorie des nombres1975, JASA 57, 149-150Schroeder, JASA 1975
Règle de profondeur des puits d’un QRDd_n = s_n x λ0 / 2N, N un nombre premier impairStanford CCRMA, article sur le maillage de guides d’ondes QRD
QRD de 500 Hz avec des puits de 9,4 cm, plage utilisable375 Hz à 1 824,8 HzKhrystoslavenko et Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
Limite haute d’un QRD N = 23 de 1 m de large4 014,6 Hz avec des puits de 4,3 cmKhrystoslavenko et Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019
QRD N = 7 pour 500 Hz à 5 kHz, puits le plus profond0,2 mPardo-Quiles et al., Acoustics 2024
Publication de l’ISO 17497-2Mai 2012, 15 pagesDIN Media, fiche ISO 17497-2
Publication de l’ISO 17497-1Juillet 2004, amendée en 2014BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014
Mesure de diffusion en champ libre recommandéeCoefficient fondé sur l’autocorrélationHargreaves et al., JASA 2000
Panneau MDF plat, 1 kHzDispersion 0,117, diffusion 0,35Farina, Université de Parme 2000
QRD en contreplaqué (meilleure configuration) contre réflecteur platd = 0,63 contre environ 0,10 à 1 kHz et 2 kHzTronchin et al., Applied Sciences 2021
Panneau acrylique à base de QRD, 2 kHzd = 0,62RPG Acoustical Systems, fiche technique Diviewsor 79
Absorption du panneau acrylique à base de QRDNRC 0,30, SAA 0,26RPG Acoustical Systems, fiche technique Diviewsor 79
QRD conçu pour 250 HzEnviron 56 cm de profondeurJiménez et al., Scientific Reports 2017
Métadiffuseur large bande3 cm, 250 Hz à 2 kHz, d moyen d’environ 0,65Jiménez et al., Scientific Reports 2017
Diffuseur de Schroeder à métasurfaceEnviron un ordre de grandeur plus minceZhu et al., Physical Review X 2017
Rénovation d’auditorium avec QRD, 1986750 placesGraffy et Paoletti, JASA 1986
Diffuseur de l’Opéra de Lviv, GL à 4 kHzEn hausse d’environ 0,7 dBKamisiński, Archives of Acoustics 2012
Gain de C80 en petite pièce avec 1 à 3 diffuseurs3,3 à 12,4 dB à 1 et 2 kHzAzad et al., Acoustics 2019
Diffuseurs de plafond de classe, récepteur arrièreC50 +1,5 à +3,2 dBArvidsson et al., Acoustics 2020

Méthodologie et sources

Chaque chiffre ci-dessus a été lu dans l’article original, la fiche de norme ou la fiche technique du fabricant dont le lien figure ci-dessous. Les résultats de laboratoire et de simulation sont signalés comme tels ; les données de fabricant sont signalées comme données de fabricant.

Dernière mise à jour : 18 octobre 2026. Nous actualisons ce tour d’horizon chaque trimestre, et la prochaine révision est attendue lorsque l’ISO aura terminé sa révision en cours de l’ISO 17497-1.

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