O incêndio de 15 de abril que devastou o telhado da Catedral de Notre Dame de Paris de 850 anos deixou muitas pessoas ao redor do mundo se perguntando se é possível reconstruí-la de uma forma que possa recriar a complexa acústica característica do ícone cultural.

Outras catedrais podem parecer ter acústica semelhante, mas não há dois iguais na maneira como o som se eleva e reverbera por dentro. Uma miríade de nuances e detalhes são únicos - muitos dos quais provavelmente mudarão ao longo dos séculos, à medida que os móveis e as reformas evoluem.

Seis anos atrás, em 24 de abril, 2013, Brian FG Katz, um membro da Acoustical Society of America e diretor de pesquisa do CNRS na Sorbonne Université, e colegas obtiveram medições detalhadas da acústica do espaço principal de Notre Dame.

Essas medições e os métodos usados ​​por sua equipe para obtê-los foram detalhados em várias publicações na principal publicação da ASA, a Jornal da Acoustical Society of America , e um dos alunos de Katz está apresentando alguns dos trabalhos no final deste mês no 177º Encontro da Acoustical Society of America em Louisville, Kentucky.

Essas medições têm um novo significado agora, Disse Katz. Eles documentam as condições acústicas da catedral antes do incêndio e podem ser usados ​​durante sua restauração. Ele está à disposição para responder a perguntas de repórteres sobre a obra e a reconstrução da complexa acústica de Notre Dame.

"A acústica dos espaços de culto tem sido um tópico de interesse e uma área ativa de estudo no momento, "disse Katz." Acústica dentro de igrejas e locais de culto, em geral, variam muito com as práticas religiosas associadas. Alguns enfatizam a inteligibilidade da palavra falada, enquanto outros se concentram nos aspectos rituais e na natureza musical. Um grande órgão da igreja, por exemplo, tocado em uma sala seca adequada para fala pode soar mais como um acordeão - sem o efeito de mixagem de reverberação da acústica. "

Como eles capturaram a acústica de Notre Dame

"A prática básica de medir a acústica das salas é comum entre os espaços, - disse Katz. - Não usamos nenhum protocolo especial de catedral. Mas, pelo longo tempo de reverberação e o volume considerável, tivemos que trabalhar para colocar nosso nível de sinal-ruído em um nível adequado. "

As medições foram feitas usando uma coleção de omnidirecionais, 3-D (ambissônico de primeira ordem), e microfones de cabeça falsa (binaural). Vários alto-falantes de dodecaedro estavam situados em posições-chave dentro da catedral, representando posições de fonte típicas ou as posições de medição de uma série de medições realizadas pelo mesmo laboratório em 1987.

"Também incluímos várias rajadas de balões como proteção, bem ciente de suas limitações acústicas, "Katz disse. Esse trabalho foi publicado em 2011 na JASA (ver asa.scitation.org/doi/10.1121/1.3518780).

Os pesquisadores usam principalmente hardware de áudio profissional porque geralmente fornece uma melhor relação sinal-ruído e a instalação é mais fácil do que o equipamento de medição de laboratório.

"Tecnicamente falando, usamos um sinal senoidal de varredura exponencial de 20 segundos, ou chip, e deconvolução para obter a resposta ao impulso da sala. Esta resposta, ou a assinatura acústica, para cada par fonte / receptor em vigor caracteriza como a sala transforma o som da fonte para o receptor, "Katz disse." Uma vez configurado, as medições demoraram um pouco mais de uma hora e envolveram principalmente microfones em movimento. "

Ter acesso a sites icônicos como Notre Dame é sempre difícil, e o tempo interno para registrar medições sempre passa rápido. "Uma vantagem de tal espaço é o piso relativamente plano, o que nos permitiu ter a maior parte do nosso equipamento em um carrinho que pode ser rolado pelo corredor, "Katz disse." Isso está em total contraste com quando fazemos medições em salas de concerto com diferentes níveis e varandas. "

"Energia reverberante" - som completo de Notre Dame

Com um tempo de reverberação de 6 segundos em frequências médias, Katz descreve o som de Notre Dame como sendo "tão completo quanto você pode imaginar, com a energia reverberante vindo de todos os lados. Conforme você se move dentro do espaço, a acústica varia devido a mudanças na altura do teto, por exemplo. Isso é muito perceptível e pode ser ouvido em nosso exemplo de simulação online enquanto você viaja pela catedral. "

A partir das medições e outras documentações que eles foram capazes de obter na Notre Dame, Katz e colegas criaram um modelo geométrico de sala acústica e o calibraram para os parâmetros acústicos das respostas medidas usando CATT-Acoustics (www.catt.se), um software de simulação numérica usado por consultores acústicos. Esse trabalho foi publicado no JASA em 2016 (ver asa.scitation.org/doi/10.1121/1.4971422).

"Usando este modelo, simulamos novas respostas de impulso de sala que correspondem a uma configuração de orquestra de uma sessão de gravação de microfone fechado feita dentro da catedral pelo Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse de Paris (CNSMDP), uma faculdade de música e dança, "Katz explicou." Ao alimentar essas gravações nas posições de origem apropriadas no modelo, fomos capazes de recriar a performance acústica deste concerto - permitindo que o ouvinte se movesse dentro da catedral para explorar e experimentar a acústica complexa deste grande e histórico espaço. "

Para essas simulações, "o tamanho absoluto e o longo tempo de reverberação da catedral significam tempos de cálculo mais longos, respostas de impulso mais longas, tempos de processamento mais longos, e mais requisitos computacionais, "Katz acrescentou." Essas demandas foram muito além do que experimentamos com outros sites, e pequenas flutuações na temperatura do ar resultaram em desalinhamento das respostas ao impulso. Esse, por sua vez, resultou em tempos de reverberação reduzidos artificialmente para medições médias, então, desenvolvemos um método para corrigi-lo que também pode ser usado como uma forma de medir pequenas mudanças na temperatura média. "

Continue:a reconstrução de Notre Dame

Como as medições acústicas de Katz podem ajudar na reconstrução da Catedral de Notre Dame? Primeiro, a existência de documentação acústica da catedral é um grande benefício.

"Isso pode ajudar durante as obras de renovação, ao considerar como o impacto de qualquer escolha pode alterar a acústica, como escolha de materiais, "Katz disse." Não está claro ainda em que estado estão os acabamentos interiores, mas os painéis de madeira e pinturas dentro da catedral não são nada insignificantes quando se trata de acústica. Em comparação com a estrutura de pedra bruta, esses pequenos elementos atuam como possíveis absorção e difusão acústica e podem ter impactos significativos na acústica resultante. "

O segundo benefício é a reconstrução virtual - essencialmente fornecendo uma maneira para as pessoas ouvirem as apresentações dentro da acústica "perdida". "Isso pode ser feito através do trabalho com o CNSMDP para processar a gravação completa do show do qual apresentamos um trecho no YouTube, ou para processar outras gravações feitas usando o mesmo procedimento. Essa abordagem também pode ser usada para ouvir 'novas' apresentações dentro da catedral que nunca ocorreram lá - permitindo que até mesmo apresentações ao vivo sejam transmitidas como um concerto dentro da Notre Dame virtual. Eles podem ser de interesse durante a reconstrução, enquanto o edifício está inacessível ao público. "