L'enceinte centrale

1. PHYSIOLOGIE

Notre oreille aidée par les lois acoustiques de compositions du son dispose de 3 manières de percevoir la direction des sons.

1.1. L'intensité sonore

Imaginons une chaîne hi-fi en stéréo dont les enceintes et l'auditeur sont chacun placés à un sommets d'un triangle équilatéral. On écoute alors un enregistrement d'un signal monophonique : on le percevra alors virtuellement au milieu des 2 enceintes. Si on touche au réglage de la balance, une des deux enceintes émettra un son plus fort, attirant vers elle la position virtuelle du signal.

1.2. Le délai

Reprenons notre chaîne hi-fi à laquelle nous débranchons une enceinte, le son est alors diffusé que par une seule source. Fermez les yeux, concentrez vous et pointez du doigt la source apparente. Pour cela, l'oreille s'est appuyée sur le fait que le même son met un temps différent pour atteindre vos 2 oreilles, d'après ce décalage, elle reconstitue un angle approché.

En fait c'est bien plus complexe, car une source située à 45 degrés face à vous, ne donne pas le même décalage suivant le fait qu'elle soit à 1 mètre ou à 1 kilomètre. C'est donc une action simultanée du phénomène de volume (à courte distance) et de délai (longue distance) qui permet la localisation.

Une autre application du délai a été trouvée dans les décodeurs DOLBY PROLOGIC. Si deux sons identiques arrivent en même temps à l'oreille, la localisation est défaillante, le son est alors omniprésent. Mais si l'un des deux arrivent 20 ou 30 millisecondes après l'autre, il est complètement couvert par l'autre (effet Hass). On applique donc un retard surdimensionné pour les voies arrières pour augmenter la pertinence des effets surrounds.

L'expérience qui peut être conduit est la suivante : une chaîne hi-fi en stéréo dont les enceintes et l'auditeur sont chacun placés à un des sommets restitue un signal monophonique : on le percevra alors virtuellement au milieu des 2 enceintes. On recule une des enceintes de 20 centimètres. Le son de l'enceinte la plus proche arrivant en premier, la position virtuelle du signal sera vers celle-ci.

C'est d'ailleurs à cause de cette notion de délai, que lorsqu'une enceinte est branchée en opposition de phase, la localisation de la source est complètement impossible, le délai étant alors différant pour chaque fréquence.

1.3. Le timbre

ous avez remarqué que les deux phénomènes ne permettent qu'un calage angulaire, et que nous ne pouvons pas savoir si la source est à n degrés face à nous ou derrière nous. C'est à ce niveau qu'intervient le timbre du son qui atteint l'intérieur de notre oreille. En fait, le pavillon de notre oreille modifie les sons d'une manière différente suivant qu'ils arrivent de devant ou de derrière.

Il y a plusieurs conséquence à ceci. Lorsque l'on écoute au casque, le son est injecté directement dans le conduit auditif, il est alors courant de ressentir la position virtuelle de la source au milieu du crâne ou devant le front…D'autre part ce phénomène est exploité dans les cartes sons à effets 3D à partir de 2 haut-parleurs ; l'ordinateur applique une égalisation particulière des fréquences pour simuler la partie arrière de notre pavillon.

2. la naissance de la stéréo

Grâce à tout ceci, la stéréo à une énormément de succès auprès des audiophiles, car elle permet la présence virtuelle d'un orchestre qui s'étale de gauche à droite (délai et intensité), qui s'étend de leurs pieds au fond de la salle de concert (effet de timbre). Sur des messages simples, on a même une impression de différenciation de la hauteur de la source émissive. Un exemple assez facile à réaliser, est de reproduire une voix chantée avec peu d'accompagnement, alors que les enceintes sont situées posées sur le sol. On a alors l'impression que la voix est placée à la même hauteur que l'auditeur, 30 ou 40 centimétre au dessus des enceintes. Si vous n'avez jamais eu ce type de sensation, vous passez à coté de beaucoup de choses. Si malgré vos tentatives, vous n'arrivez pas à ce résultat, il est probable que votre système ne soit pas assez fidèle pour restituer les timbres originaux. Allez dans un magasin de hi-fi digne de ce nom, expliquez alors ce que vous voulez ressentir, et le vendeur se ferra une joie de vous faire une démonstration.

3. La nécessité d'une enceinte centrale

Mais pourquoi une enceinte centrale est-elle apparue si on peut avoir l'impression qu'un son provient du milieu avec deux enceintes seulement ? Il faut chercher la réponse dans les cinémas des années 70. En effet la taille des écrans augmentant, une simple stéréophonie ne suffisait plus, car 90% des spectateurs ne sont pas situé sur la médiatrice basé sur les 2 principales. L'enceinte centrale est donc apparue à l'attention des spectateurs situés en dehors de l'axe pour recadrer les dialogues au centre de l'écran. Dès lors, l'action n'est plus tassée vers le coté ou l'on se trouve. Dans le cas des plus grands cinémas, il y a parfois 5 enceintes distinctes derrière l'écran ; gauche, centre gauche, centre, centre droite et droite. A cela rajoutez le surround gauche, le surround droite et le LFE et vous avez une application du 7.1 (en DTS et en SDDS uniquement). Néanmoins cette configuration est rare, le 7.1 étant plutôt utilisé en général pour gauche, centre, droite, surround gauche latérale, surround gauche, surround droite latérale, surround droite et le LFE.

4. Conclusions

4.1. Pourquoi pas se passer d'une centrale ?

Si vous êtes placé sur la médiatrice constituée par les 2 principales, vous n'avez pas besoin d'enceinte centrale ! Dès que vous êtes seul à regarder votre système, il n'est pas bien difficile de se mettre dans cette situation. Vous pouvez donc vous dispenser de cette boîte disgracieuse que vous ne saviez placer au-dessus ou dessous de votre écran, ou tout simplement vous pouvez économiser son achat.

4.2. Les critères de choix d'une centrale

Si vous ne pouvez pas être en face de votre installation, ou que vous vouliez offrir un spectacle correct à toute personne situé dans votre pièce, une enceinte centrale vous y aidera. Mais ne criez pas victoire pour autant. L'équilibre générale d'une installation n'est optimum que dans une zone très petite, 1 ou 2 mètres carrés dans un séjour, une dizaine de sièges dans un cinéma de 400 places, (Surtout pour l'équilibre gauche droit des voix surrounds).

Il y a malgré tout quelques arguments en faveur de celle-ci. Le canal central restitue 80% des informations d'un film classique, et cela mérite une enceinte dédiée (si vous ne devez regarder un film avec une seule enceinte, laquelle choisir ?). Certes c'est vrai dans le sens où sans celle-ci, le message de la centrale est réparti équitablement sur les deux principales impliquant une augmentation de leur niveau (+2dB environ). Il est vrai aussi que la présence d'une enceinte centrale évite que les signaux des canaux gauche et droite intermodulent avec les voix enregistrées, donnant ainsi une restitution plus claire.

En contrepartie, la présence d'une centrale implique plusieurs choses :

• Tout d'abord un timbre identique pour qu'une source virtuelle qui passe d'une enceinte à l'autre ne paraissent changer d'identité. Cette remarque s'applique également aux enceintes surrounds.
• Ensuite un réglage de délai adéquat, pour que les sons arrivent simultanément à l'auditeur. On évitera de surestimer ce délai qui provoquerait un effet Hass indésirable.
• Une hauteur de positionnement qui diffère peu des 2 principales pour éviter des mouvements virtuels de la source non voulus (pour éviter les questions du type: le comédien change-t-il de taille en se déplaçant de gauche à droite ?). En pratique, l'écart entre les 3 tweeters de doit pas être plus grand que 0.1 fois la distance entre les 2 principales. Quant à la hauteur en absolue, dans les cinémas, l'axe des tweeters est entre la moitié et les deux tiers de l'écran (en partant du bas).
• Une configuration des haut-parleurs identiques aux principales, c'est à dire en ligne verticale. C'est rarement le cas car cette enceinte doit être disposé le plus près de l'écran vu qu'elle est sensée être au centre de l'écran. Dans les gammes THX on remarque souvent que le tweeter et les 2 médiums forment une ligne verticale, et que les deux woofers sont par contre en ligne verticale : c'est en fait un compromis en esthétique et impératif de diffusion sonore homogène.
• Un défaut appelé annulation en peigne qui n'est malheureusement pas contournable.

A cela qu'une solution : un écran transsonore et trois enceintes identiques. Ce sera donc comme au cinéma, est ce que cela vous étonne ?

5. Appel à témoignages

Nombre de personnes profitent seul de leur installation, et ces vidéophiles sont d'ailleurs systématiquement face à l'écran. Et quand des novices les accompagnent dans leur projection, ils ne se rendent pas compte de l'inconvénient. Vous qui avez un ensemble Dolby Digital ou Dolby Surround complet, mettez la centrale en OFF ou PHANTOM, et dites-moi si votre restitution est vraiment amoindrie ?

Jacques
jacques@homecine.com