La restitution des tr?s basses fr?quences

 

C'est l'obsession d'un grand nombre d'amateur du home theater. Plusieurs aspects seront trait?s :

1/ la correspondance physique de ces sons,
2/ les imp?ratifs que doivent tenir les haut-parleurs,
3/ la mise en application,
4/ les probl?mes dus au local,
5/ les ?l?ments constitutifs d'un caisson de grave actif et les traitements ?lectroniques visant ? l'optimiser,
6/ la restitution dans une salle THX bien particuli?re,
7/ la restitution ? partir de nos sources habituelles.

Cet article utilise quelques notions de physiques (niveau premi?re) et quelques op?rateurs math?matiques (terminale). N?anmoins, attardez-vous ? lire ces passages m?me sans les comprendre imm?diatement.

 

1/ La correspondance physique de ces sons

Le son est une variation de pression du milieu ambiant. De combien ? Quelques milli?mes de bar mais avec variation extr?mement rapide de l'ordre de milliers de fois par seconde. Dans notre cas une membrane de haut-parleur va faire vibrer de l'air, l'onde de pression va se d?placer jusqu'? nos oreilles et enfin nous serons alors r?jouis. Seulement cela ne se fera pas sans mal : vous ?tes vous d?j? demand? pourquoi un haut-parleur d'aigus est plus petit qu'un haut-parleur de basses ? Pour un m?me niveau sonore, les basses fr?quences demandent une quantit? d'air mise en vibration plus grande, l'?nergie envoy?e provient alors de "l'inertie" de l'air alors qu'en haute fr?quence cette ?nergie provient de la vitesse du ph?nom?ne (plus haute fr?quence). Souvenez-vous de E=1/2*m*V??

On trouve une formule lors de la conception des enceintes acoustiques :

Par=K*Sd*X*fr*2 avec Par = puissance acoustique en watt
K = constante d?termin?e par le montage choisi (clos, bass reflex..)
Sd= surface ?missive de la membrane en m?
X= amplitude de la membrane en m
Fr= fr?quence du son en hertz

Avec la correspondance en dB SPL donn? par la relation suivante : dB SPL= 112+10*log(par)

Pour ceux dont la physique est un mauvais souvenir voil? ce que cela veut dire : Imaginons que vous voulez un niveau sonore de 105 dB ? une fr?quence de 40 Hz, vous pourriez d?terminer si votre haut-parleur sachant son diam?tre (celui de la membrane), va avoir une excursion qui est compatible avec sa conception. Exemple soit un haut-parleur de 380mm mont? dans un caisson clos de telle mani?re que la r?ponse en fr?quence soit la plus lin?aire possible (Qtc=0.707). La surface du haut-parleur est de 0.089m?. 105 dB SPL ?quivaut ? 0.12W acoustique, il faudra donc que l'excursion soit de 3 millim?tres. Si maintenant on veut une restitution au m?me niveau sonore, mais ? une fr?quence 2 fois plus faible (20 Hz) l'excursion devra ?tre 4 fois plus importante !

Si on veut un son de 3 dB de plus, il faudra 2 fois plus de puissance et une excursion qui sera alors 2 fois plus grande. On retrouve issu le fait que toutes les sources de sons graves sont naturellement de grandes tailles (contrebasse, basson, usine qui s'?croule?).

 

2/ Les imp?ratifs que doivent tenir les haut-parleurs

Le risque encouru ? ?tre trop gourmand en basses est de d?truire le haut-parleur.

Les diff?rentes mani?res de d?truire des enceintes.
Soit un son basse fr?quence est restitu? trop fort et la capacit? maximale en excursion de la membrane est d?pass?e. Si le haut-parleur est d'origine du monde de la sonorisation, sa conception fait que la bobine mobile sort de l'entrefer du circuit magn?tique, la force de motorisation d?cro?t, est le mouvement est limit?. Si le haut-parleur est d'origine haute-fid?lit?, il y a de grandes malchances que la bobine s'?crase sur le fond du haut-parleur, celui ci n'ayant pas ?t? positionn? assez recul? pour une utilisation brutale du haut-parleur. Soit on fourni trop de puissance ? des fr?quences ?lev?es, et c'est la bobine mobile, constitu? d'un enroulement d'un fil de cuivre qui va fondre (la temp?rature avant fusion de la bobine est d'environ 220?C).

Le role de l'amplification.
Pour ces probl?mes de tenue ? la puissance ?lectrique, il faut conna?tre la conversion de la puissance ?lectrique en d?cibels. Connaissant la puissance que d?livre votre amplificateur, la formule dB=10*log(P) vous donne l'augmentation de niveau sonore apport? par celui-ci. Ainsi, vous avez une enceinte qui a un rendement de 90 dB/1W/1m, un amplificateur qui lui envoie 20 watts (donc 13 dB), le niveau sonore ? 1m?tre sera de 103 dB.
Ainsi, une enceinte dont le rendement est de 3 dB inf?rieur ? une autre, n?cessite 2 fois plus de puissance ?lectrique pour restituer le m?me niveau sonore.
Donc, choisir un ampli de 300W plut?t qu'un autre de 225W sur le seul crit?re de la puissance est ridicule, la diff?rence de pression sonore n'?tant de 1.3 dB seulement.

Watt 1 2 3 4 5 6 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 200
dB SPL 0,0 3,0 4,8 6,0 7,0 7,8 9,0 9,5 10,0 13,0 14,8 16,0 17,0 17,8 18,5 19,0 19,5 20,0 23,0

A cela, il faut ajouter qu'un haut-parleur utilis? ? haute puissance voit son rendement chuter ? cause de l'?l?vation de la temp?rature de la bobine (appel? "power compression"). Dans un cin?ma, le rendement des enceintes peut ?tre de 114 dB/1W/1m. Avec un seul watt, cela va plus fort que chez nous quand nous poussons notre installation dans ses derniers retranchements. Lorsqu'il envoie 1000W dans celle-ci on s'attendrait ? un niveau de 114+30=144dB, mais l'?chauffement fait qu'on ne r?colte "que" 141 dB.

Un danger m?connu.
Quand on regarde des montages typiques de nos enceintes domestiques, on peut trouver assez facilement les trois caract?ristiques suivantes ; fr?quence ? -3 dB, rendement en dB/W/1m et la puissance maximum admissible. Si on calcule l'amplitude de l'excursion de la membrane ? la fr?quence ? -3 dB lorsque l'on applique toute la puissance admissible, on se rend compte qu'elle serait gigantesque?Pourquoi cette aberration ? Parce que pour 99% de la population, l'argument vendeur est la puissance admissible. Grande prudence donc, on peut d?truire une enceinte de 100 watts admissible avec un amplificateur de moins de 100 watts si le son pr?sente de trop basses fr?quences.

Un petit coup de gueule.
Je voudrais m'insurger contre tous les vendeurs stupides et autres na?fs, qui apr?s vous avoir fait une d?monstration ? niveau sonore ?lev? vous font remarquer que le bouton de volume n'?tait qu'? la moiti?. Si certains d'entre vous se sont laiss? berner, permettez-moi de vous d?cevoir. En effet que ce passe-t-il si vous commutez du lecteur cassette au r?cepteur radio ? Il y a de grande chance que l'?mission de FM soit restitu?e ? un niveau sonore bien plus ?lev? vous obligeant ? baisser le volume. Pourquoi ? Un amplificateur apporte un gain constant r?gl? par le bouton de volume. Si la radio sort une tension ?lectrique moyenne de 2 volts, un magn?tocassette sort souvent une tension de l'ordre de 1 volt.

En lisant la notice d'un amplificateur, vous pourriez relever la sensibilit? d'entr?e (souvent de l'ordre de 0.7 volt). Cela veut dire que si le signal a une valeur ?gale ? celle-ci, pour obtenir la puissance nominale, le bouton de volume devra ?tre r?gler ? la position 0 dB. Si maintenant vous injectez un signal dont la tension est deux fois plus grande, le m?me niveau sonore est atteint lorsque le bouton est sur -3dB. Le probl?me est que la position est rarement bien mise en ?vidence sur un appareil.

D'autre part, les boutons de volume sont souvent des potentiom?tres qui sont ? ?chelles logarithmiques ou lin?aires, mais peu importe. Souvent la premi?re moiti? de la course repr?sente 80 dB de dynamique alors que la deuxi?me 20 dB seulement. On peut s'en rendre compte lorsque l'on monte progressivement le volume, l'augmentation est de plus en plus lente.

Certains amplificateurs de 100 watts par exemple sont capables de souvent bien plus. Pourquoi ? La puissance en Watt RMS (la seule significative) est donn?e pour un niveau de distorsion bien d?termin?, en g?n?ral 0.5% de Distorsion Harmonique Totale. Si vous les utilisez tous, tout va bien, mais vous pouvez encore pousser le volume, le son devient agressif car l'augmentation de niveau s'accompagne d'une distorsion qui devient d?mesur?. Ces watts suppl?mentaires sont extr?mement dangereux m?me pour une enceinte encaissant 200 watts. Ceci ?tant li? au fait (en autre) qu'un amplificateur est capable par construction d'une tension maximum qu'il lui est impossible de d?passer.

 

3/ Mise en application.

Diverses solutions.
Nous avons donc vu qu'un cahier des charges constitu? de la fr?quence ? -3 dB et du niveau sonore maximum, d?terminent le volume d'air qui devra ?tre mis en mouvement. Ceci ouvre plusieurs voies d'investigations pour l'augmenter :

  • la plus grande taille de membrane possible (380, 460, 550, 760, et m?me plus d'un m?tre?)
  • la plus grande excursion possible (plus de 50 mm pour les caissons VELODYNE et SUNFIRE)
  • l'amplification m?canique de l'onde par le biais de pavillon (effet de porte voix)
  • un principe de charge astucieux (le bass reflex, charge sym?trique, ligne acoustique?)
  • et quand il n'y a rien d'autre ? faire, la multiplication des caissons, ce qui est peut ?tre la meilleure solution.

Vu que l'objectif premier de cet article n'est pas de construire votre propre caisson de graves, les deux derniers points seulement seront abord?s.

Le principe de charge le plus r?pandu, le bass reflex.
Le haut-parleur qui ?met une onde vers l'ext?rieur, en envoie une vers l'int?rieur. Dans une charge close, tout l'air est mis en vibration par le haut-parleur seul, et l'?nergie de l'onde arri?re est absorb?e dans le mat?riau absorbant. Dans une charge bass-reflex, l'?vent va apporter de grande modification Cette ?nergie, celle venant de l'arri?re, va ?tre mise ? profit par l'air contenu dans l'?vent qui, ? sa fr?quence de r?sonance, va souffler une deuxi?me onde. Dans un syst?me constitu? d'une masse et d'un ressort, lorsque l'on apporte une force ? la masse, elle se met ? osciller ? une fr?quence li?e ? la masse et ? la raideur du ressort. Dans une enceinte bass-reflex, la force c'est le haut-parleur, la masse l'air emprisonn? dans l'?vent, et le ressort est l'air enferm? dans l'enceinte.

Lorsque que l'on est ? proximit? de cette fr?quence, l'air de l'?vent va se mettre ? vibrer, et du m?me coup, l'excursion de la membrane va diminuer vu que c'est l'?vent qui absorbe toute l'?nergie. Ainsi, avec un m?me haut-parleur, une enceinte bass-reflex peut restituer un son plus grave et plus fort qu'une enceinte close. Mais en contrepartie, l'enceinte aura une r?ponse transitoire d?grad?e vis ? vis de son homologue close, car le fait qu'elle soit ouverte donne une moins bonne r?ponse impulsionnelle, et le fait qu'il y ait deux sources ?missives non en phase implique une autre perte de qualit?. Aussi en vertu de la mode qui s?vit aujourd'hui, les enceintes bass-reflex sont courantes, car plus petites, et plus de graves, ce malgr? la perte de qualit?. Une preuve par le march? ? Les seuls caissons de graves en charge close sont des hauts de gammes.

La multiplication des transducteurs.
Il y a trois mani?res de multiplier les transducteurs. Soit on les monte l'un derri?re l'autre (push-pull) dans le m?me caisson ou soit on les monte en parall?le dans le m?me caisson ou dans plusieurs caissons s?par?s.

Dans le premier cas, les deux haut-parleurs s'aident mutuellement ? mettre en mouvement la m?me masse d'air, ce qui ne permettra pas d'am?lioration quantitative, cela permet juste au caisson d'?tre deux fois plus petit.

Deuxi?me et troisi?me cas, on pourra au choix soit gagner 3 dB de pression acoustique, soit descendre plus bas en fr?quence ? m?me niveau sonore (la nouvelle fr?quence ? -3 dB est ?gale ? 0.707 fois l'ancienne). L'avantage de la troisi?me possibilit? laisse libre court ? un positionnement judicieux des deux caissons pour minimiser les probl?mes dus au local.

 

4/ Les probl?mes dus au local

Pour parler de cela, il faut encore d?crire d'autres ph?nom?nes acoustiques. Plus la fr?quence d'un son est ?lev?e et plus le son est directif, c'est ? dire qu'il se propage droit devant lui. Pour le constater, c'est tr?s simple, allez derri?re vos enceintes, vous n'entendrez plus les fr?quence aigu?s. Pour information, cette directivit? est aussi fonction de la taille de la source. Une onde sonore peut ?tre r?fl?chie comme un rayon lumineux : mettez-vous sur le cot? de votre enceinte principale et mettez votre main devant le haut-parleur d'aigus, orient? vers vous comme pour le regarder. Vous entendrez alors l'extr?me aigu qui est naturellement att?nu? hors de l'axe.

D'autre part, les sons sont des ondes tout comme les vagues sur un plan d'eau : lancez un caillou dans une nappe d'eau, de beaux ronds appara?tront. Contrairement ? ce que l'on pourrait croire au premier abord, l'eau ne se d?place pas. C'est comme un pli de moquette que l'on pousse vers le bord de la pi?ce, le carr? de moquette globalement ne se d?place pas. Bref, ces beaux ronds dans l'eau, qu'est ce qu'ils font quand il arrive sur le bord ? Ils font demi-tour bien ?videmment, et cela cr?e ? partir de ce moment une figure qui a tout d'un gribouillage. Le son se comporte de m?me mani?re. Ecouter donc vos enceintes dans votre salle de bain, vous aller bien grimacer.

D'autre part, ? la fr?quence d'un son est li? ? une longueur d'onde. Cela correspond ? la distance qu'il y a entre chaque anneau (de la flaque d'eau). La longueur d'onde est ?gale ? la vitesse du son divis? par la fr?quence. Dans l'air ? 20?C, elle est de 330 m?tres par seconde. Pour un son de 33 Hz, la longueur d'onde est donc de 10 m?tres. Si un son de 33 Hz arrive devant un obstacle de 1 m?tre de large, il le contourne sans probl?me gr?ce ? sa longueur d'onde bien sup?rieure.

Ces rebonds et ces grandes longueurs d'ondes sont particuli?rement probl?matique pour l'amateur de home cin?ma, car nos salons ont pour dimensions 5, 7 ou 9 m?tres ce qui correspond bien aux longueurs d'ondes de notre caisson de grave. L'onde sonore qui rebondit peut fort bien s'annuler avec le son qui continue d'?tre ?mis. L'exemple le plus frappant est de brancher un G?n?rateur de Basses Fr?quences en mode sinuso?dal. Suivant l'endroit de la pi?ce, les diff?rences de niveaux peuvent atteindre 25 dB ! Si vous n'avez pas de GBF, vous pouvez g?n?rer un tel signal avec votre PC ? l'aide d'un logiciel tel que "soundforge" ou "goldwave". Il faut vraiment faire l'exp?rience.

Ces r?flexions sont ennuyeuses pour l'?coute au niveau de la r?ponse en fr?quence, mais aussi pour l'image st?r?ophonique. Pour effectuer des mesures rigoureuses, il convient de se placer en chambre sourde, ce qui n?cessite des murs de 3 m?tres d'?paisseur enti?rement en laine de verre (chambre sourde CABASSE). Chez nous, nous ne pourrons pas insonoriser de la sorte. Nous utiliserons donc un bruit filtr? en tiers d'octave rendant le probl?me secondaire (deux sons al?atoires ont moins de chance de s'annuler qu'un signal pur). Vous pouvez t?l?charger un tel fichier ? la fin de ce chapitre. Il est au format WAV et ?chantillonn? en 16 bits 44.1 kHz. Il comporte les plages 16, 20, 25, 31, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160 Hz. Il vaut donnera une id?e du rendu de vos r?glages, combin? ? la r?ponse de votre caisson et de votre pi?ce.

Maintenant vous pouvez faire des exp?riences. En injectant un sinus glissant en fr?quence, vous allez faire vibrez un ? un tous les objets de votre pi?ce, et appliquer soit des rigidicateurs pour augmenter la fr?quence de r?sonance, soit alourdir l'objet pour diminuer la fr?quence de r?sonance, soit appliquer une p?te amortissante (type p?te ? modeler, goudron de toiture) pour att?nuer les vibrations.

Pour ce qui est des basses fr?quences, il y a quasiment aucune chance que vous trouviez une position pour le caisson qui ne donne aucune att?nuation de plages de fr?quence entre 16 et 300 Hz. Mais plut?t que de le placer n'importe ou il y a quand m?me quelques conseils. La fr?quence des LFE peut monter jusqu'? 200 Hz, hors ? cette fr?quence, l'oreille per?oit la direction de la source ; il faut donc positionner le caisson entre les enceintes avant. Je ne crois pas que les amplis qui redirige les fr?quences inf?rieures ? 80 Hz des enceintes vers le caisson, redire le LFE sup?rieur ? 80 Hz vers les principales.

D'autre part, plus le caisson sera pr?s du mur, plus vous augmenterait la premi?re fr?quence d'annulation : en effet, le caisson est ? un m?tre du mur, le son qui ? une longueur d'onde de 4 m?tres (82 Hz), reviendra en opposition de phase. Le meilleur positionnement est donc dans le mur, et c'est ce qui est fait dans les cin?mas et les studios d'enregistrements o? les enceintes sont encastr?es. D'autre part, le son se propageant dans un espace deux fois moins volumineux, le rendement de l'enceinte sera augmenter de 3 dB, dans le grave seulement vu que les aigu?s ne font pas demi-tour.

Une fois le mur arri?re virtuellement supprim?, se sont les 2 murs lat?raux qui vont devenir pr?pond?rant. On n'en finit pas? C'est la que vous pouvez utiliser votre deuxi?me caisson, et m?me le troisi?me et le quatri?me. En les mettant en ligne dans le mur vous cr?ez une ligne infinie de propagation, et les murs lat?raux sont oubli?s. OUF !

Bref le plus simple et d'avoir une pi?ce dont les proportions sont premi?res entre elle, voir avec des murs non parall?les? Allez j'arr?te la.

Télecharger le fichier .wav pour règler votre caisson : testbass.wav
Attention, ce fichier pèse 11Mo !

5/ Les ?l?ments constitutifs d'un caisson de grave actif.

Bien sur, il y a le haut-parleur qui se distingue par le volume d'air qu'il peut d?placer, son rendement, sa fr?quence de r?sonance, le poids de sa membrane, et une vingtaine d'autres param?tres ?lectrom?caniques.

En second lieu, il y a le type de charge ; bass-reflex, clos et asservie. Nous l'avons d?j? vu, pour un m?me haut-parleur, le bass-reflex donne plus de grave que le clos, mais il est plus lourd et roulant, ce d?faut est appel? tra?nage. Un caisson asservi est caract?ris? par un capteur fix? sur la membrane (en g?n?ral un acc?l?rom?tre), qui d?tecte sa position, compare ? celle qu'elle devrait avoir (en fonction du signal d'entr?e), et ajuste en cons?quence la puissance ? fournir. Le r?sultat est une r?ponse en fr?quence lin?aire mais dont le grave peut ?tre l?g?rement modifi? ? cause de temps de r?action du m?canisme. Bien sur, un caisson asservi n'a pas d'?vent car on ne pourrait pas tenir compte de l'air s'?chappant de l'?vent.

Ensuite il y a l'amplification. La configuration active permet de choisir un amplificateur sp?cifique au registre grave. Dans un amplificateur haute-fid?lit?, la pr?sence de hautes fr?quences (20 kHz et plus) peuvent le perturber et le faire osciller. Pour ?viter ce ph?nom?ne, on rajoute une bobine en sortie qui bride la r?ponse en fr?quence. Cette bobine, ainsi que les composants du filtre passif n'ont plus lieu d'?tre ici vu que le signal ?lectrique est filtr? avant amplification. Par cons?quent, il n'y plus rien entre la bobine mobile du haut-parleur et la sortie des transistors de puissance. Le r?sultat est un meilleur coefficient d'amortissement (Damping Factor en anglais). Qu'est ce que le coefficient d'amortissement ?

Si vous tapotez la membrane d'un gros haut-parleur alors que l'amplificateur est ?teint, elle va se d?placer en r?sonnant. Si vous recommencez en l'ayant cette fois mis sous tension, elle ne se d?placera qu'avec difficult?, le son ?tant alors beaucoup plus amorti. Pourquoi ? L'imp?dance de l'amplificateur (on pourra rapprocher l'imp?dance ? la notion de r?sistance) est de l'ordre de 0.06 ohms, celle du haut-parleur de 6 ohms. Le rapport des deux nous donne ici un coefficient d'amortissement de 100 (valeur moyenne g?n?ralement constat?e). Cela veut dire que quand l'amplificateur envoie un courant 1% de l'?nergie est dissip? ? l'int?rieur des transistors, 99% servent ? d?placer la membrane. Donc le haut-parleur bouge. D?s que le haut-parleur est au sommet de son excursion, imaginez que l'on coupe l'arriv? du signal (on ?teint par exemple le pr?ampli), la membrane va donc vouloir revenir ? sa position de repos de part l'influence de sa suspension, ce d?placement engendrera un courant induit qui va rentrer dans l'amplificateur. Plus la r?sistance de l'ampli est faible, et plus le haut-parleur sera en situation de court circuit, emp?chant l'apparition de ce courant, et par la m?me le d?placement.

Donc plus la r?sistance du reste du syst?me, vu depuis le haut-parleur, est faible, plus le grave sera ferme et pr?cis, le haut-parleur n'?tant plus libre de vibrer naturellement. Les journalistes de revues haute-fid?lit? caract?risent ces amplificateurs par l'?l?gante phrase "il tient le registre grave avec une main de fer? ". N'essayez tout de m?me pas de comparer deux appareils en branchant un multim?tre aux borniers d'enceintes, la mesure n'?tant pas aussi simple?

Tout ceci est bien th?orique, et surtout utopique car la majorit? des caissons de graves ont un amplificateur made in Taiwan qui ne vaut pas plus de 100 francs, ce n'est pas moi qui le dit mais le cr?ateur d'une marque d'enceintes fran?aises en pleine expansion. C'est pour cela que leurs caissons sont passifs et sont reli?s ? de vrais amplificateurs, g?n?reux au niveau de la r?serve de courant, et ceci n'a rien ? voir avec des watts?

Enfin il y a la section pr?amplificateur qui apporte beaucoup de chose en mati?re de traitement de signal. En effet le signal provient du d?codeur avec une amplitude de l'ordre de 2 volts, et une plage de fr?quence de l'ordre de 20 Hz ? 200 Hz (dans le cas du DOLBY DIGITAL). Le signal peut voir sa phase modifi?e pour que l'onde sonore qui sorte du caisson le fasse en m?me temps que celle des autres enceintes, ce qui revient plus au moins ? un retard temporel (mais qui varie en fonction de la fr?quence).

Le signal peut ?tre filtr? par un passe bas qui coupe les hautes fr?quences (pour une utilisation en haute-fid?lit?, il faut accorder le caisson ? la fr?quence de coupure des enceintes). Ce filtre ne sert ? rien si vous envoyez que le canal LFE dans le caisson (mis ? part enlever des parasites hautes fr?quences). Par contre si vous avez param?tr? votre amplificateur pour des enceintes en "small ", il convient de r?gler le filtre du caisson ? la plus haute valeur pour que son action ne viennent pas se combiner avec celle du processeur.

Le signal peut ?tre filtr? par un passe haut qui coupe les basses fr?quences. Vous allez hurler, "comment on enl?ve une partie des basses ". Effectivement, et cela pour plusieurs raisons. D'abord il faut savoir que les infrasons sont par d?finition inaudibles. Quand vous regardez les excursions gigantesques d'un son ? 10 Hz, cela ne sert ? rien de d?truire son haut-parleur pour rien. Ensuite, pour une charge Bass-reflex, ses augmentations de l'excursion sont particuli?rement dangereuses pour tous les sons dont la fr?quence est inf?rieure ? celle d'accord de l'?vent, m?me si elles font parties du domaine audible (sup?rieur ? 16 Hz). Troisi?mement, si votre pi?ce est de dimension r?duite, l'apparition d'ondes stationnaires peuvent brouiller la coh?rence du message sonore, et il est alors plus sage de r?duite la bande passante du caisson.

De plus de nombreux constructeurs utilisent ce filtre qui, correctement r?alis?, peut jouer le r?le d'une plage d'un ?galiseur. Ils arrivent ? augmenter la r?ponse en fr?quence du caisson d'une demi-octave environ. Si bien que la puissance apparente de la part de l'amplificateur est r?duite puisqu'une grosse partie n'est pas utilis? pour donner un niveau sonore ?lev?, mais pour corriger une inaptitude du caisson ? descendre bas en fr?quence.

Pour revenir ? la notion de watts qui impressionne par le chiffre mais pas par l'effet, l'?tude de caisson asservie ou ?galis? est parlant. Prenez le caisson Sunfire true sub : 2700 watts, 18 Hz ?-3dB, 110 dB de pression acoustique, et 28 cm de cot?. Prenez un caisson JBL 4645C, 35 Hz ? -3dB, 1m de haut, et seulement 10 watts n?cessaires pour avoir le m?me niveau sonore. Prenez un caisson JBL 4645C ?galis?, 20 Hz ? -3dB, 1m de haut, et seulement 70 watts n?cessaires pour avoir le m?me niveau sonore. La miniaturisation a un co?t ! Ne vous laissez pas abuser. Les artifices des corrections ?lectroniques rendent non significative la puissance annonc?e.

6/ La restitution dans une salle THX.

Le complexe cin?matographique KINEPOLIS ? LOMME (situ? ? 15 kilom?tres de LILLE) poss?de 23 salles, toutes agr?es THX. Voici la description des salles 17 et 14. Elles sont les plus grandes du site avec 700 places assises chacune mais surtout dot? d'un ?cran de 24 m?tres de base pour plus de 10 m?tres de hauteur (format 2.35/1). Ses dimensions sont de 25*11*40 m?tres environs. Elles sont ?quip?es des d?codeurs Dolby, DTS, et SDDS. La projection se fait en 35 mm ou en 70 mm. Ce site est le seul en France ou THX, SDDS et 70mm sont r?unis. De plus ce site a moins de 3 ans et il a donc une finition excellente.

Les enceintes sont toutes des JBL " cinema series " ; des 5000 pour les voies LCR, une trentaine de voies surround et 8 caissons 4645 B. Ce caisson bass-reflex de 220 litres est ?quip? d'un haut-parleur 2442 de 46 cm de diam?tre. Son excursion est de 22 mm dans le domaine lin?aire et de 50 mm avant destruction. Ces caissons sont aliment?s par des amplificateurs C-audio bridg?s en monophonique d?livrant 700W chacun. Le c?blage est fait avec un vulgaire conducteur ?lectrique mais de section respectable n?anmoins (3mm? environ). Le caisson, ayant une coupure naturelle ? 35 hertz, est pr?vu pour ?tre ?lectroniquement corrig?e par un filtre actif passe haut. Il coupe les fr?quences infra sonores (inf?rieur ? 20 Hz) et donne un gain de 8 dB ? la fr?quence d'accord de l'?vent, ce qui porte la fr?quence ? -3 dB ? 22 Hz (voir le data-sheet sur http://www.jblpro.com " product guide " " cinema " " 4000 LF series " " 4645C ").

Les huit caissons sont situ?s derri?re l'?cran transsonore en deux ligne de quatre au milieu des trois enceintes principales. Ils sont pos?s sur des petits r?hausseurs de vingt centim?tres de hauteur (sans doute pour que les spectateurs ne s'amusent avec la membrane qui d?passerait alors de l'?cran), le haut-parleur ?tant en bas, l'?vent en haut, ceci afin de faire rebondir l'onde du haut-parleur le plus t?t possible sur le sol pour ?viter des ph?nom?nes d'annulation, et augmenter la puissance acoustique en limitant l'espace dans lequel rayonne le transducteur. Ils ont un recul de 20 centim?tres vis ? vis de la toile ce qui suffit ? ne pas faire vibrer celle ci. Les 4 murs en b?ton coul?s sont recouverts de panneaux de laines de roches fermes de 50 millim?tres d'?paisseur. Une toile est tendue pour assurer la finition ? environ 1 centim?tre de la laine de verre. Juste derri?re l'?cran, ? 10 centim?tres, un mur artificiel a ?t? fabriqu? avec des panneaux de placo-platre de 20 millim?tres d'?paisseur, recouvert lui aussi de panneaux de laine de verres. Il est ouvert juste au niveau des enceintes qui viennent l'affleurer. Celui ci a un r?le acoustique certain en emp?chant les ondes sonores de partir vers l'arri?re. Le sol est recouvert d'une moquette n'appelant pas de remarques particuli?res. Tous ces travaux font que lorsque la salle est vide, la sensation de silence est affligeante, pas la moindre r?verb?ration et encore moins d'?cho ne se fait sentir. Les dimensions de la salle sont telles devant la longueur d'onde du 20 Hz (17 m?tres environ) qu'il n'y a pas de crainte d'interf?rence ? avoir.

Ce que j'en pense : jamais de ma vie je n'ai entendu de plus beau grave. Le plus impressionnant, c'est que l'on peut se payer une baffe sans m?me avoir eu l'impression que le niveau sonore soit ?lev? : Lors de d?monstration chez des revendeurs, souvent on peut avoir une quantit? de basses d?moniaque qui met en vibration toute la pi?ce, le canap? ou le si?ge sur le quel nous sommes assis. Mais dans cette salle, la seule chose qui remue, c'est votre cage thoracique, on ne ressent pas les vibrations par un autre objet qui ne manquerait pas de vous distraire de l'impact ?motionnel qui lui est bien plus impressionnant. Le film qui m'a le plus marqu? f?t sans aucune discussion VOLCANO. En retournant le voir une semaine plus tard, pour me reprendre une dose de grave, j'ai ?t? infiniment d??u, celui ?tant alors projet?, dans le m?me complexe dans une salle de taille deux fois plus petite ?quip?e de quatre caissons seulement. Tout le cot? impressionnant du film s'?tait envol?. Sans doute pour 3 malheureux petits d?cibels, un r?glage peut ?tre diff?rent au niveau des LFE, l'effet vibrant n'apparaissant plus que deux fois dans le film. Ceci me rendant septique quant ? l'homologation THX d'une salle, car il y a du bon THX et du tr?s bon THX?

D?s lors, ma qu?te du grave ultime n'a jamais cess?e. Retrouver ce type de sensations avec du mat?riel grand public ne m'est toujours pas arriv?, m?me avec certains caissons ? plus de 30000 francs. Le plus grave, c'est que peu de revendeurs comprennent mes attentes, et ce qu'il y a d'encore plus grave, un caisson 4645c co?te environ 7500 francs hors taxes.

4645C
Single 460 mm (18 in) High Power Subwoofer
Approved by Lucasfilm, Ltd. for THX? system installations.
Low Frequency Driver: 2242H Frequency Response: 35 Hz - 500 Hz (-3 dB) 22 Hz - 500 Hz (-3 dB) with electric correction Power Capacity (Continuous Pink Noise): 800 Watts Power Capacity (Continuous Program): 1600 Watts Sensitivity: 99 dB SPL (1W, 1m, 3.3ft.) Crossover Frequency: 80-150 Hz recommended Nominal Impedance: 8 Ohms Dimensions (HxWxD): 1010 x 674 x 450 cm Net Weight: 63 kg

 

7/ La restitution ? partir de nos sources habituelles.

Nous ?coutons essentiellement des ?uvres cin?matographiques. Elles ont pour caract?ristiques communes d'?tre enregistr?es dans un format bien particulier ; DOLBY prologic, DOLBY DIGITAL et DTS. L'?norme diff?rence de ces deux derniers standards est d'avoir une gestion sp?ciale du registre grave : le stockage, le contenu et l'emploi.

Le stockage
Le DOLBY DIGITAL contient 6 canaux : 5 de 20 Hz ? 20 kHz et 1 de 20 Hz ? 200 Hz, le son ayant ?t? compress? dans un rapport de 12. Le DTS contient cinq canaux de 20 Hz ? 20 kHz mais le canal .1 est cach? dans les deux canaux surround. La coupure se fait en fait au niveau de la fr?quence. Le son sup?rieur ? 80 Hz est celui des voies surround, celui qui est inf?rieur ? 80 Hz est celui de la voie de grave. Nous avons ainsi apr?s d?codage 3 canaux de 20 Hz ? 20 kHz, 2 de 80 Hz ? 20 kHz et 1 de 20 Hz ? 80 Hz, le son ayant ?t? compress? dans un rapport de 4. Les informations du canal .1 sont des sons graves mais plus encore?

Le contenu
Ces informations sont appel?es LFE pour Low Frequency Effects, c'est ? dire "effets sp?ciaux ? basses fr?quences ". Autrement dit lors d'une sc?ne type "poursuite de voiture avec un fond musical ", si vous augmenter le niveau du canal LFE, vous augmentez le bruit des accidents et autre explosions mais vous n'augmenterez pas le volume de la partition des contrebasses.

Ceci est un avantage immense vis ? vis du DOLBY prologic o? si on voulait du spectaculaire au niveau du grave, on se retrouve vite fait avec une ?coute du type "loudness " avec des voies humaines lourdes typique d'?mission de radio.

R?capitulatif, si aux sorties de votre d?codeur vous ne branchez que le canal .1, vous n'entendrez (sur un DVD bien mix?) aucune parole, ni de musique. Cette s?paration permet d'augmenter la dynamique de l'action (si on prend pour niveau de r?f?rence celui de la parole, on peut augmenter quasi ind?finiment celui des explosions, dans la limite de votre caisson).

L'emploi
Souvent, nous n'avons pas les moyens financiers ou la place suffisante pour avoir des enceintes restituant la totalit? du spectre, nous r?orientons alors la partie inf?rieure de celles ci vers le caisson de grave en param?trant l'amplificateur en "small ", "large " suivant chaque enceinte. A partir de ce moment, augmenter le volume du caisson de grave ne reviendra plus ? la m?me chose que d'augmenter le volume des LFE, car vous augmenterez le niveau de graves provenant des 5 autres enceintes filtr?es.

Donc, une fois que vous utilis? cette possibilit?, vous devez r?gler avec soin le raccordement en niveau des enceintes avec le caisson pour obtenir un son neutre pour la musique et les paroles. Pour augmenter alors l'impact des effets sp?ciaux, il faut que votre ampli comporte la fonction de gestion des LFE (ind?pendante du gain total de chaque voie).


Jacques
jacques@homecine.com

 

 


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