1. Recherche à l'Université Heriot-Watt (Édimbourg)
Cette étude a été réalisée par des scientifiques de l'Université Heriot-Watt et a été initiée par le gouvernement britannique. Le but de l'étude était d'examiner l'impact d'une mauvaise acoustique des salles de classe sur les élèves et les enseignants.
Méthodologie de recherche
L'étude a été menée dans 70 salles de classe, anciennes et modernes, pendant trois ans à la fin des années 1990 (l'étude elle-même a été publiée en 1999). Les objets d'observation étaient des enfants de 5 à 11 ans, dans des classes avec et sans plafonds acoustiques.
Ecophon a été invité à participer à l'étude et à installer des plafonds acoustiques dans un sous-ensemble de salles de classe pour permettre des comparaisons entre les salles de classe acoustiquement non traitées et traitées.
Les chercheurs ont mesuré les niveaux de bruit, le temps de réverbération et l'intelligibilité de la parole. Ils ont également interrogé des élèves et des enseignants et examiné leur comportement.
résultats
Les résultats de la recherche montrent clairement que les plafonds acoustiques à haute performance ont un impact positif sur la qualité de l'enseignement. Ils:
• Niveaux de bruit de fond réduits
• Temps de réverbération réduit
• Meilleure intelligibilité de la parole
• Créé un sentiment de bien-être
• Changement d'attitude et de comportement des élèves
• Contribution à l’amélioration des résultats des tests dans les salles de classe traitées acoustiquement
• Créé un meilleur environnement de travail pour les étudiants et les enseignants
Les chercheurs ont également constaté que la plupart des bruits perturbants proviennent de sources à l'intérieur de la salle de classe (étudiants, ventilation, etc.) plutôt que de sources externes.
Effet Lombard inversé
Un autre effet important, et au début quelque peu surprenant, était l'effet inverse Lombard. L'effet lombard est que les gens ont tendance à parler plus fort dans les environnements bruyants pour tenter d'être entendus. Cela conduit à une augmentation progressive du niveau sonore dans la pièce.
L'effet Lombard inverse fonctionne exactement le contraire. Dans une pièce calme, les gens ont tendance à parler plus calmement, car ils n'ont pas besoin de parler fort pour être entendus. Ceci est également connu sous le nom d '«effet de bibliothèque».
Dans l'étude Heriot-Watt, un exemple d'une école primaire de Ratmore illustre bien ce phénomène. Lorsque l'on compare les niveaux sonores dans les salles de classe avec et sans plafonds acoustiques, où les enfants sont assis tranquillement, une salle de classe avec un plafond acoustique est de 3 dB plus silencieuse. C'est ce à quoi on s'attend d'un point de vue purement technique.
Mais lorsque les élèves ont parlé, le niveau de bruit dans la salle de classe acoustiquement terminée était de 10 dB inférieur à celui de la salle non traitée. Une diminution du niveau de bruit de seulement 3 dB pourrait être expliquée par une diminution physique du niveau de bruit due à son absorption par le plafond, de sorte que les 7 dB de diminution restants étaient dus à un comportement plus silencieux des élèves. Une diminution du niveau sonore de 10 dB est perçue par l'oreille comme une réduction de moitié du volume sonore, cet effet est donc très important.
2. Recherche de l'Université de Brême
Les recherches révolutionnaires suivantes ont été menées par des spécialistes de l'Université de Brême. Ici, les chercheurs ont examiné les effets d'une mauvaise acoustique sur l'environnement d'enseignement et d'apprentissage, avec un accent supplémentaire sur les phénomènes psychologiques et physiologiques tels que les niveaux de stress et la concentration.
L'étude a été divisée en trois parties et a été menée à la fin des années 1990 et au début des années 2000, et est devenue la plus grande étude de terrain en acoustique scolaire à l'époque, couvrant 570 unités d'enseignement, 28 classes et 5 écoles.
Méthodologie de recherche
Comme pour l'étude de l'Université Heriot-Watt, cette étude a suivi le principe de comparaison classique A-B, où les données ont été collectées dans des salles de classe acoustiquement non traitées et comparées aux données correspondantes dans les salles de classe après avoir terminé avec des plafonds acoustiques de classe A.
Les chercheurs ont mesuré l'acoustique de la salle, y compris les niveaux de bruit en classe et les fréquences cardiaques des enseignants, pour évaluer la corrélation entre l'acoustique, les niveaux de bruit avec différentes méthodes d'enseignement, et les niveaux de concentration et de stress des élèves et des enseignants.
résultats
L'équipe de recherche a trouvé un certain nombre de résultats intéressants. L'étude a révélé que le style d'enseignement dans les écoles passe d'une leçon sous forme de cours magistral, où l'enseignant parle et les enfants écoutent, à un style qui encourage les enfants à communiquer et à travailler en binôme et en groupe sous la supervision d'un professeur. Dans les salles de classe non traitées acoustiquement, ce changement de style d'enseignement s'est traduit par une augmentation des niveaux de bruit globaux. Cela semble logique, car plus de personnes parlent pendant le travail de groupe que lorsque l'enseignant parle devant la classe.
Cependant, une fois que les cours ont été traités acoustiquement, le niveau sonore a en fait chuté lorsque la classe est passée au travail de groupe ou au travail à deux. Le niveau de bruit dans la salle de classe était plus faible pendant les travaux de groupe que pendant les cours magistraux. C'était un autre exemple de l'effet Lombard inverse.
La différence de niveau lors des travaux de groupe dans les salles de classe avant et après l'installation du plafond acoustique était de 13 dB, ce qui est encore plus élevé que dans l'étude Heriot-Watt. (Voir la figure 1). Environ 10 de ces 13 dB sont dus à l'effet Lombard inverse, et 3 dB sont dus à l'absorption réelle des ondes sonores par le plafond acoustique.
Dans l'ensemble, l'étude suggère que les écoles qui cherchent à passer d'un style d'enseignement traditionnel basé sur des cours magistraux à un style d'enseignement plus axé sur le groupe peuvent en fait réduire le niveau de bruit global de la classe, à condition que les salles de classe soient acoustiquement saines.
Moins de stress et de tension dans la voix des enseignants
La deuxième conclusion intéressante de l'étude était que la fréquence cardiaque de l'enseignant correspondait au niveau de bruit dans la salle de classe. À mesure que le niveau sonore augmente, la fréquence cardiaque augmente également. La fréquence cardiaque est un indicateur reconnu des niveaux de stress, ce qui signifie que les chercheurs ont trouvé une corrélation claire entre les niveaux de bruit et de stress. En comparant les données HR avant et après la fixation du plafond acoustique, une nette amélioration a pu être observée. La fréquence cardiaque des enseignants a chuté de 10 battements par minute.
L'amélioration de l'acoustique signifiait également que les enseignants n'avaient pas à forcer leur voix pour se faire entendre.
Meilleure concentration des écoliers
Les chercheurs ont également constaté que les niveaux sonores dans les salles de classe non traitées acoustiquement augmentaient tout au long de la journée. Le niveau de bruit lors de la dernière leçon de la journée était plus de deux fois plus élevé que lors de la première leçon (12-13 dB plus haut SPL).
En effet, une mauvaise acoustique cause de la fatigue et les élèves perdent leur concentration pendant la journée, ce qui les rend plus bruyants (plus de mouvement, de chuchotements, etc.).
Non seulement le niveau sonore a diminué après l'installation du plafond acoustique, mais il est resté plus ou moins constant tout au long de la journée, comme le montre la figure 3.
Ainsi, on peut supposer que des niveaux de bruit plus faibles permettent aux élèves de rester concentrés et moins sujets aux perturbations tout au long de la journée.
3. Étudier dans une école du comté d'Essex, Royaume-Uni
L'étude a été commandée par le Conseil du comté d'Essex au Royaume-Uni pour déterminer si l'acoustique des salles de classe malentendantes aurait un impact positif sur les élèves et les enseignants ayant une audition normale.
Cette étude a évalué l'impact sur le processus éducatif de différents degrés de traitement acoustique des salles de classe.
Méthodologie de recherche
L'étude a comparé quatre salles de classe différentes dans un lycée d'Essex. La première salle de classe est une salle de contrôle sans aucun traitement acoustique. Trois autres salles de classe répondaient à trois normes britanniques différentes en matière d'acoustique scolaire.
L'un a été équipé d'un plafond suspendu en plaques de plâtre perforé qui répond aux exigences de la norme BB93 du lycée.
Dans une autre classe, un plafond acoustique de classe A a été installé avec une bonne absorption acoustique dans la gamme de fréquences de 500 à 2000 Hz. Cette année répondait à la norme BB93 Hi pour les enfants malentendants dans les écoles ordinaires.
Dans la troisième salle de classe, une absorption supplémentaire du son basse fréquence dans la gamme 125-4 000 Hz a été fournie. Les locaux étaient conformes à la norme BATOD (British Association of Teachers of Hearing Impaired Children), une norme utilisée dans les écoles spéciales pour les enfants malentendants.
Les chercheurs ont mesuré le temps de réverbération et les niveaux de bruit, surveillé le comportement des élèves et des enseignants et interrogé des élèves, des enseignants et des panélistes. L'étude a été menée sous la forme d'un test en double aveugle, dans lequel aucun des répondants ne savait dans quelle classe des conditions acoustiques particulières étaient créées.
résultats
La recherche a montré une forte corrélation entre une bonne acoustique (c'est-à-dire des temps de réverbération courts) et la qualité perçue de l'environnement d'apprentissage, tant pour les étudiants que pour les enseignants.
Des enseignants, des étudiants et un groupe d'acousticiens, de responsables du conseil de district et d'autres professionnels ont rempli un questionnaire sur l'acoustique dans différentes classes, et les résultats ont montré très clairement que plus le traitement acoustique était bon, plus la note était élevée (voir les figures 4 et 5).
Les salles de classe se distinguaient par les éléments suivants:
• Il n'y a pas eu de traitement acoustique dans la salle MA5;
• Un plafond suspendu en plaques de plâtre a été installé dans la salle Ma1 pour répondre à la norme du lycée britannique (BB93);
• Un plafond acoustique de classe A a été installé dans la salle Ma2, avec des performances améliorées dans la gamme de fréquences 500-2000 Hz par rapport au plafond de la salle Ma1. Cette classe répondait à la norme pour les salles de classe pour enfants malentendants dans les écoles ordinaires (BB93 section 6);
• Dans la salle MA3, les solutions d'insonorisation les plus efficaces ont été installées, y compris des absorbeurs de basses fréquences sonores altérant l'intelligibilité de la parole. Le mobilier acoustique de classe comprenait des plafonds suspendus insonorisants de classe A avec des absorbeurs basse fréquence Extra Bass installés en plus dans l'espace du plafond.
Encore une fois sur l'effet lombard opposé
La nette amélioration de l'acoustique dans l'étude était que le niveau de bruit de fond était considérablement réduit à mesure que le temps de réverbération devenait plus court. La réduction du temps de réverbération de 1,2 à 0,8 seconde, qui est la différence entre une salle de contrôle non traitée et une salle de classe avec un plafond en plaques de plâtre, réduit le bruit de fond de 9 dB. Cela équivaut à réduire de moitié le volume sonore perçu.
La différence de niveau de bruit dans la classe non traitée avec la classe avec la meilleure acoustique (où le temps de réverbération était de 0,3 s) était supérieure à 20 dB. Ceci est d'une grande importance.
D'un point de vue purement technique, réduire de moitié le temps de réverbération se traduit par une réduction de 3 dB du bruit. Ainsi, seulement environ 6 dB de la réduction sonore totale peuvent être attribués à la réduction physique du son par absorption. Le reste était dû au comportement plus calme des élèves. Encore une fois, c'était le contraire de l'effet Lombard, qui s'est avéré être la principale raison de la diminution des niveaux sonores.
La figure 6 montre comment les niveaux de bruit de fond sont affectés par l'acoustique de la pièce. Le volume de la voix de l'enseignant diminue lorsque l'acoustique de la classe est meilleure. Il n'est pas nécessaire de crier dans une pièce calme.
Il est intéressant de noter que le bruit de fond (causé par les élèves) a diminué de manière plus significative que le niveau de volume de la voix de l'enseignant. Cela a conduit à une augmentation du rapport volume / bruit (rapport signal / bruit) de 10 dB (de 8 à 18 dB). Ainsi, non seulement la salle est devenue plus silencieuse, mais il est également devenu beaucoup plus facile pour les élèves de percevoir le discours de l'enseignant.
Il convient de noter que la principale différence entre la classe 3 (BB93 Hi) et la classe 4 (BATOD) était une meilleure absorption des basses fréquences. Cela montre clairement à quel point c'est important dans les écoles.
Les effets positifs signalés d'une bonne acoustique comprennent:
• Meilleure localisation sonore. Les enseignants pouvaient facilement identifier la cause du bruit, ce qui contribuait à une meilleure gestion de la classe;
• Réduire le nombre de répétitions;
• Une meilleure discipline, ce qui signifie que les enseignants pourraient adopter une approche plus détendue de la gestion de la classe;
• Travail de groupe plus efficace en classe;
• Réduction du stress et de la tension des cordes vocales chez les enseignants.
4. Résumé des résultats de la recherche
Pris ensemble, les résultats de trois études montrent clairement les avantages d'une bonne acoustique dans les écoles:
• Le traitement acoustique des salles de classe encourage un comportement plus calme des élèves. L'effet Lombard inverse était très clair dans les trois études;
• Le rapport signal / bruit s'améliore, améliorant l'intelligibilité de la parole;
• Les méthodes d'enseignement peuvent être modifiées pour permettre aux élèves de participer plus activement à l'apprentissage par le biais de discussions et de travaux de groupe. Il convient de noter qu'une étude de l'Université de Brême a montré que dans les salles dotées d'une bonne acoustique, les niveaux sonores étaient plus faibles pendant les travaux de groupe que dans l'enseignement classique de type cours magistral;
• Les enseignants et les étudiants bénéficient d'un environnement de travail plus calme dans lequel ils se sentent plus à l'aise;
• Les élèves peuvent maintenir leur concentration plus longtemps;
• Les résultats des élèves s'améliorent;
• Le niveau de stress des enseignants est réduit;
• Les enseignants ne font pas trop entendre leur voix;
• Les enfants ayant des besoins spéciaux et leurs enseignants ont besoin d'une très bonne acoustique.
