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La
restitution des très basses fréquences
C'est l'obsession d'un grand nombre d'amateur
du home theater. Plusieurs aspects seront traités :
1/ la
correspondance physique de ces sons,
2/ les impératifs que
doivent tenir les haut-parleurs,
3/ la mise en application,
4/ les problèmes dus
au local,
5/ les éléments constitutifs
d'un caisson de grave actif et les traitements électroniques visant
à l'optimiser,
6/ la restitution
dans une salle THX bien particulière,
7/ la restitution
à partir de nos sources habituelles.
Cet article utilise quelques
notions de physiques (niveau première) et quelques opérateurs mathématiques
(terminale). Néanmoins, attardez-vous à lire ces passages même sans
les comprendre immédiatement.
1/
La correspondance physique de ces sons
Le son est une variation
de pression du milieu ambiant. De combien ? Quelques millièmes de
bar mais avec variation extrêmement 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 déplacer jusqu'à
nos oreilles et enfin nous serons alors réjouis. Seulement cela
ne se fera pas sans mal : vous êtes vous déjà demandé pourquoi un
haut-parleur d'aigus est plus petit qu'un haut-parleur de basses
? Pour un même niveau sonore, les basses fréquences demandent une
quantité d'air mise en vibration plus grande, l'énergie envoyée
provient alors de "l'inertie" de l'air alors qu'en haute fréquence
cette énergie provient de la vitesse du phénomène (plus haute fréquence).
Souvenez-vous de E=1/2*m*V²…
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 déterminée par le montage
choisi (clos, bass reflex..) |
|
|
Sd= surface émissive de la membrane en
m² |
|
|
X= amplitude de la membrane en m |
|
|
Fr= fréquence du son en hertz |
Avec la correspondance en dB SPL donné par la
relation suivante : dB SPL= 112+10*log(par)
Pour ceux dont la physique
est un mauvais souvenir voilà ce que cela veut dire : Imaginons
que vous voulez un niveau sonore de 105 dB à une fréquence de 40
Hz, vous pourriez déterminer si votre haut-parleur sachant son diamètre
(celui de la membrane), va avoir une excursion qui est compatible
avec sa conception. Exemple soit un haut-parleur de 380mm monté
dans un caisson clos de telle manière que la réponse en fréquence
soit la plus linéaire possible (Qtc=0.707). La surface du haut-parleur
est de 0.089m². 105 dB SPL équivaut à 0.12W acoustique, il faudra
donc que l'excursion soit de 3 millimètres. Si maintenant on veut
une restitution au même niveau sonore, mais à une fréquence 2
fois plus faible (20 Hz) l'excursion devra être 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'écroule…).
2/
Les impératifs que doivent tenir les haut-parleurs
Le risque encouru à être trop gourmand
en basses est de détruire le haut-parleur.
Les différentes manières de
détruire des enceintes.
Soit un son basse fréquence est restitué trop fort et la capacité
maximale en excursion de la membrane est dépassée. 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 magnétique, la force
de motorisation décroît, est le mouvement est limité. Si le haut-parleur
est d'origine haute-fidélité, il y a de grandes malchances que la
bobine s'écrase sur le fond du haut-parleur, celui ci n'ayant pas
été positionné assez reculé pour une utilisation brutale du haut-parleur.
Soit on fourni trop de puissance à des fréquences élevées, et c'est
la bobine mobile, constitué d'un enroulement d'un fil de cuivre
qui va fondre (la température avant fusion de la bobine est d'environ
220°C).
Le role de l'amplification.
Pour ces problèmes de tenue à la puissance électrique, il faut connaître
la conversion de la puissance électrique en décibels. Connaissant
la puissance que délivre votre amplificateur, la formule dB=10*log(P)
vous donne l'augmentation de niveau sonore apporté 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 à 1mètre sera de 103 dB.
Ainsi, une enceinte dont le rendement est de 3 dB inférieur
à une autre, nécessite 2 fois plus de puissance électrique
pour restituer le même niveau sonore.
Donc, choisir un ampli de 300W plutôt qu'un autre de 225W sur le
seul critère de la puissance est ridicule, la différence de pression
sonore n'étant 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 utilisé à haute puissance voit
son rendement chuter à cause de l'élévation de la température de
la bobine (appelé "power compression"). Dans un cinéma, le rendement
des enceintes peut être 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 à un niveau de 114+30=144dB, mais l'échauffement
fait qu'on ne récolte "que" 141 dB.
Un danger méconnu.
Quand on regarde des montages typiques de nos enceintes domestiques,
on peut trouver assez facilement les trois caractéristiques suivantes
; fréquence à -3 dB, rendement en dB/W/1m et la puissance maximum
admissible. Si on calcule l'amplitude de l'excursion de la membrane
à la fréquence à -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
détruire une enceinte de 100 watts admissible avec un amplificateur
de moins de 100 watts si le son présente de trop basses fréquences.
Un petit
coup de gueule.
Je voudrais m'insurger contre tous les vendeurs stupides et autres
naïfs, qui après vous avoir fait une démonstration à niveau sonore
élevé vous font remarquer que le bouton de volume n'était qu'à la
moitié. Si certains d'entre vous se sont laissé berner, permettez-moi
de vous décevoir. En effet que ce passe-t-il si vous commutez du
lecteur cassette au récepteur radio ? Il y a de grande chance que
l'émission de FM soit restituée à un niveau sonore bien plus élevé
vous obligeant à baisser le volume. Pourquoi ? Un amplificateur
apporte un gain constant réglé par le bouton de volume. Si la radio
sort une tension électrique moyenne de 2 volts, un magnétocassette
sort souvent une tension de l'ordre de 1 volt.
En lisant
la notice d'un amplificateur, vous pourriez relever la sensibilité
d'entrée (souvent de l'ordre de 0.7 volt). Cela veut dire que si
le signal a une valeur égale à celle-ci, pour obtenir la puissance
nominale, le bouton de volume devra être régler à la position 0
dB. Si maintenant vous injectez un signal dont la tension est deux
fois plus grande, le même niveau sonore est atteint lorsque le bouton
est sur -3dB. Le problème est que la position est rarement bien
mise en évidence sur un appareil.
D'autre
part, les boutons de volume sont souvent des potentiomètres qui
sont à échelles logarithmiques ou linéaires, mais peu importe. Souvent
la première moitié de la course représente 80 dB de dynamique alors
que la deuxième 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 donnée pour un niveau de distorsion bien déterminé, en général
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 démesuré. Ces watts supplémentaires sont
extrêmement dangereux même pour une enceinte encaissant 200 watts.
Ceci étant lié au fait (en autre) qu'un amplificateur est capable
par construction d'une tension maximum qu'il lui est impossible
de dépasser.
3/
Mise en application.
Diverses solutions.
Nous avons donc vu qu'un cahier des charges constitué de la fréquence
à -3 dB et du niveau sonore maximum, déterminent le volume d'air
qui devra être mis en mouvement. Ceci ouvre plusieurs voies d'investigations
pour l'augmenter :
- la plus grande taille de membrane possible
(380, 460, 550, 760, et même plus d'un mètre…)
- la plus grande excursion possible (plus de
50 mm pour les caissons VELODYNE et SUNFIRE)
- l'amplification mécanique de l'onde par le
biais de pavillon (effet de porte voix)
- un principe de charge astucieux (le bass
reflex, charge symétrique, ligne acoustique…)
- et quand il n'y a
rien d'autre à faire, la multiplication des caissons, ce qui est
peut être 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 abordés.
Le principe de charge le plus répandu, le
bass reflex.
Le haut-parleur qui émet une onde vers l'extérieur, en envoie une
vers l'intérieur. Dans une charge close, tout l'air est mis en vibration
par le haut-parleur seul, et l'énergie de l'onde arrière est absorbée
dans le matériau absorbant. Dans une charge bass-reflex, l'évent
va apporter de grande modification Cette énergie, celle venant de
l'arrière, va être mise à profit par l'air contenu dans l'évent
qui, à sa fréquence de résonance, va souffler une deuxième onde.
Dans un système constitué d'une masse et d'un ressort, lorsque l'on
apporte une force à la masse, elle se met à osciller à une fréquence
liée à la masse et à la raideur du ressort. Dans une enceinte bass-reflex,
la force c'est le haut-parleur, la masse l'air emprisonné dans l'évent,
et le ressort est l'air enfermé dans l'enceinte.

Lorsque
que l'on est à proximité de cette fréquence, l'air de l'évent va
se mettre à vibrer, et du même coup, l'excursion de la membrane
va diminuer vu que c'est l'évent qui absorbe toute l'énergie. Ainsi,
avec un même 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 réponse transitoire dégradée vis à vis de son
homologue close, car le fait qu'elle soit ouverte donne une moins
bonne réponse impulsionnelle, et le fait qu'il y ait deux sources
émissives non en phase implique une autre perte de qualité. Aussi
en vertu de la mode qui sévit aujourd'hui, les enceintes bass-reflex
sont courantes, car plus petites, et plus de graves, ce malgré la
perte de qualité. Une preuve par le marché ? Les seuls caissons
de graves en charge close sont des hauts de gammes.
La multiplication des transducteurs.
Il y a trois manières de multiplier les transducteurs. Soit on les
monte l'un derrière l'autre (push-pull) dans le même caisson ou
soit on les monte en parallèle dans le même caisson ou dans plusieurs
caissons séparés.
Dans le premier cas, les deux haut-parleurs
s'aident mutuellement à mettre en mouvement la même masse d'air,
ce qui ne permettra pas d'amélioration quantitative, cela permet
juste au caisson d'être deux fois plus petit.
Deuxième et troisième cas, on pourra
au choix soit gagner 3 dB de pression acoustique, soit descendre
plus bas en fréquence à même niveau sonore (la nouvelle fréquence
à -3 dB est égale à 0.707 fois l'ancienne). L'avantage de la troisième
possibilité laisse libre court à un positionnement judicieux des
deux caissons pour minimiser les problèmes dus au local.
4/
Les problèmes dus au local
Pour parler
de cela, il faut encore décrire d'autres phénomènes acoustiques.
Plus la fréquence d'un son est élevée et plus le son est directif,
c'est à dire qu'il se propage droit devant lui. Pour le constater,
c'est très simple, allez derrière vos enceintes, vous n'entendrez
plus les fréquence aiguës. Pour information, cette directivité est
aussi fonction de la taille de la source. Une onde sonore peut être
réfléchie comme un rayon lumineux : mettez-vous sur le coté de votre
enceinte principale et mettez votre main devant le haut-parleur
d'aigus, orienté vers vous comme pour le regarder. Vous entendrez
alors l'extrême aigu qui est naturellement atténué 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 apparaîtront.
Contrairement à ce que l'on pourrait croire au premier abord, l'eau
ne se déplace pas. C'est comme un pli de moquette que l'on pousse
vers le bord de la pièce, le carré de moquette globalement ne se
déplace 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 évidemment,
et cela crée à partir de ce moment une figure qui a tout d'un gribouillage.
Le son se comporte de même manière. Ecouter donc vos enceintes dans
votre salle de bain, vous aller bien grimacer.
D'autre
part, à la fréquence d'un son est lié à une longueur d'onde. Cela
correspond à la distance qu'il y a entre chaque anneau (de la flaque
d'eau). La longueur d'onde est égale à la vitesse du son divisé
par la fréquence. Dans l'air à 20°C, elle est de 330 mètres par
seconde. Pour un son de 33 Hz, la longueur d'onde est donc de 10
mètres. Si un son de 33 Hz arrive devant un obstacle de 1 mètre
de large, il le contourne sans problème grâce à sa longueur d'onde
bien supérieure.
Ces rebonds
et ces grandes longueurs d'ondes sont particulièrement problématique
pour l'amateur de home cinéma, car nos salons ont pour dimensions
5, 7 ou 9 mètres 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'être émis. L'exemple le plus
frappant est de brancher un Générateur de Basses Fréquences en mode
sinusoïdal. Suivant l'endroit de la pièce, les différences de niveaux
peuvent atteindre 25 dB ! Si vous n'avez pas de GBF, vous pouvez
générer un tel signal avec votre PC à l'aide d'un logiciel tel que
"soundforge" ou "goldwave". Il faut vraiment faire l'expérience.
Ces réflexions
sont ennuyeuses pour l'écoute au niveau de la réponse en fréquence,
mais aussi pour l'image stéréophonique. Pour effectuer des mesures
rigoureuses, il convient de se placer en chambre sourde, ce qui
nécessite des murs de 3 mètres d'épaisseur entièrement en laine
de verre (chambre sourde CABASSE). Chez nous, nous ne pourrons pas
insonoriser de la sorte. Nous utiliserons donc un bruit filtré en
tiers d'octave rendant le problème secondaire (deux sons aléatoires
ont moins de chance de s'annuler qu'un signal pur). Vous pouvez
télécharger un tel fichier à la fin de ce chapitre. Il est au format
WAV et échantillonné 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 idée du rendu de vos réglages, combiné à la réponse de votre
caisson et de votre pièce.
Maintenant
vous pouvez faire des expériences. En injectant un sinus glissant
en fréquence, vous allez faire vibrez un à un tous les objets de
votre pièce, et appliquer soit des rigidicateurs pour augmenter
la fréquence de résonance, soit alourdir l'objet pour diminuer la
fréquence de résonance, soit appliquer une pâte amortissante (type
pâte à modeler, goudron de toiture) pour atténuer les vibrations.
Pour ce
qui est des basses fréquences, il y a quasiment aucune chance que
vous trouviez une position pour le caisson qui ne donne aucune atténuation
de plages de fréquence entre 16 et 300 Hz. Mais plutôt que de le
placer n'importe ou il y a quand même quelques conseils. La fréquence
des LFE peut monter jusqu'à 200 Hz, hors à cette fréquence, l'oreille
perçoit 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 fréquences inférieures à 80 Hz des enceintes vers
le caisson, redire le LFE supérieur à 80 Hz vers les principales.
D'autre
part, plus le caisson sera prés du mur, plus vous augmenterait la
première fréquence d'annulation : en effet, le caisson est à un
mètre du mur, le son qui à une longueur d'onde de 4 mètres (82 Hz),
reviendra en opposition de phase. Le meilleur positionnement est
donc dans le mur, et c'est ce qui est fait dans les cinémas et les
studios d'enregistrements où les enceintes sont encastrées. 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 aiguës ne font pas demi-tour.
Une fois
le mur arrière virtuellement supprimé, se sont les 2 murs latéraux
qui vont devenir prépondérant. On n'en finit pas… C'est la que vous
pouvez utiliser votre deuxième caisson, et même le troisième et
le quatrième. En les mettant en ligne dans le mur vous créez une
ligne infinie de propagation, et les murs latéraux sont oubliés.
OUF !
Bref le
plus simple et d'avoir une pièce dont les proportions sont premières
entre elle, voir avec des murs non parallèles… Allez j'arrête la.
Télecharger
le fichier .wav pour règler votre caisson : testbass.wav
Attention, ce fichier pèse 11Mo !
5/
Les éléments 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 déplacer, son rendement, sa fréquence de résonance, le poids
de sa membrane, et une vingtaine d'autres paramètres électromécaniques.
En second
lieu, il y a le type de charge ; bass-reflex, clos et asservie.
Nous l'avons déjà vu, pour un même haut-parleur, le bass-reflex
donne plus de grave que le clos, mais il est plus lourd et roulant,
ce défaut est appelé traînage. Un caisson asservi est caractérisé
par un capteur fixé sur la membrane (en général un accéléromètre),
qui détecte sa position, compare à celle qu'elle devrait avoir (en
fonction du signal d'entrée), et ajuste en conséquence la puissance
à fournir. Le résultat est une réponse en fréquence linéaire mais
dont le grave peut être légèrement modifié à cause de temps de réaction
du mécanisme. Bien sur, un caisson asservi n'a pas d'évent car on
ne pourrait pas tenir compte de l'air s'échappant de l'évent.
Ensuite
il y a l'amplification. La configuration active permet de choisir
un amplificateur spécifique au registre grave. Dans un amplificateur
haute-fidélité, la présence de hautes fréquences (20 kHz et plus)
peuvent le perturber et le faire osciller. Pour éviter ce phénomène,
on rajoute une bobine en sortie qui bride la réponse en fréquence.
Cette bobine, ainsi que les composants du filtre passif n'ont plus
lieu d'être ici vu que le signal électrique est filtré avant amplification.
Par conséquent, il n'y plus rien entre la bobine mobile du haut-parleur
et la sortie des transistors de puissance. Le résultat 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 éteint, elle va se déplacer en résonnant. Si vous recommencez
en l'ayant cette fois mis sous tension, elle ne se déplacera qu'avec
difficulté, le son étant alors beaucoup plus amorti. Pourquoi ?
L'impédance de l'amplificateur (on pourra rapprocher l'impédance
à la notion de résistance) 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 généralement constatée).
Cela veut dire que quand l'amplificateur envoie un courant 1% de
l'énergie est dissipé à l'intérieur des transistors, 99% servent
à déplacer la membrane. Donc le haut-parleur bouge. Dès que le haut-parleur
est au sommet de son excursion, imaginez que l'on coupe l'arrivé
du signal (on éteint par exemple le préampli), la membrane va donc
vouloir revenir à sa position de repos de part l'influence de sa
suspension, ce déplacement engendrera un courant induit qui va rentrer
dans l'amplificateur. Plus la résistance de l'ampli est faible,
et plus le haut-parleur sera en situation de court circuit, empêchant
l'apparition de ce courant, et par la même le déplacement.
Donc plus
la résistance du reste du système, vu depuis le haut-parleur, est
faible, plus le grave sera ferme et précis, le haut-parleur n'étant
plus libre de vibrer naturellement. Les journalistes de revues haute-fidélité
caractérisent ces amplificateurs par l'élégante phrase "il tient
le registre grave avec une main de fer… ". N'essayez tout de même
pas de comparer deux appareils en branchant un multimètre aux borniers
d'enceintes, la mesure n'étant pas aussi simple…
Tout ceci
est bien théorique, et surtout utopique car la majorité 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 créateur d'une
marque d'enceintes françaises en pleine expansion. C'est pour cela
que leurs caissons sont passifs et sont reliés à de vrais amplificateurs,
généreux au niveau de la réserve de courant, et ceci n'a rien à
voir avec des watts…
Enfin il
y a la section préamplificateur qui apporte beaucoup de chose en
matière de traitement de signal. En effet le signal provient du
décodeur avec une amplitude de l'ordre de 2 volts, et une plage
de fréquence de l'ordre de 20 Hz à 200 Hz (dans le cas du DOLBY
DIGITAL). Le signal peut voir sa phase modifiée pour que l'onde
sonore qui sorte du caisson le fasse en même temps que celle des
autres enceintes, ce qui revient plus au moins à un retard temporel
(mais qui varie en fonction de la fréquence).
Le signal
peut être filtré par un passe bas qui coupe les hautes fréquences
(pour une utilisation en haute-fidélité, il faut accorder le caisson
à la fréquence de coupure des enceintes). Ce filtre ne sert à rien
si vous envoyez que le canal LFE dans le caisson (mis à part enlever
des parasites hautes fréquences). Par contre si vous avez paramètré
votre amplificateur pour des enceintes en "small ", il convient
de régler le filtre du caisson à la plus haute valeur pour que son
action ne viennent pas se combiner avec celle du processeur.
Le signal
peut être filtré par un passe haut qui coupe les basses fréquences.
Vous allez hurler, "comment on enlève une partie des basses ". Effectivement,
et cela pour plusieurs raisons. D'abord il faut savoir que les infrasons
sont par définition inaudibles. Quand vous regardez les excursions
gigantesques d'un son à 10 Hz, cela ne sert à rien de détruire son
haut-parleur pour rien. Ensuite, pour une charge Bass-reflex, ses
augmentations de l'excursion sont particulièrement dangereuses pour
tous les sons dont la fréquence est inférieure à celle d'accord
de l'évent, même si elles font parties du domaine audible (supérieur
à 16 Hz). Troisièmement, si votre pièce est de dimension réduite,
l'apparition d'ondes stationnaires peuvent brouiller la cohérence
du message sonore, et il est alors plus sage de réduite la bande
passante du caisson.
De plus
de nombreux constructeurs utilisent ce filtre qui, correctement
réalisé, peut jouer le rôle d'une plage d'un égaliseur. Ils arrivent
à augmenter la réponse en fréquence du caisson d'une demi-octave
environ. Si bien que la puissance apparente de la part de l'amplificateur
est réduite puisqu'une grosse partie n'est pas utilisé pour donner
un niveau sonore élevé, mais pour corriger une inaptitude du caisson
à descendre bas en fréquence.
Pour revenir
à la notion de watts qui impressionne par le chiffre mais pas par
l'effet, l'étude de caisson asservie ou égalisé est parlant. Prenez
le caisson Sunfire true sub : 2700 watts, 18 Hz à-3dB, 110 dB de
pression acoustique, et 28 cm de coté. Prenez un caisson JBL 4645C,
35 Hz à -3dB, 1m de haut, et seulement 10 watts nécessaires pour
avoir le même niveau sonore. Prenez un caisson JBL 4645C égalisé,
20 Hz à -3dB, 1m de haut, et seulement 70 watts nécessaires pour
avoir le même niveau sonore. La miniaturisation a un coût ! Ne vous
laissez pas abuser. Les artifices des corrections électroniques
rendent non significative la puissance annoncée.
6/
La restitution dans une salle THX.
Le complexe cinématographique KINEPOLIS à LOMME
(situé à 15 kilomètres de LILLE) possède 23 salles, toutes agrées
THX. Voici la description des salles 17 et 14. Elles sont les plus
grandes du site avec 700 places assises chacune mais surtout doté
d'un écran de 24 mètres de base pour plus de 10 mètres de hauteur
(format 2.35/1). Ses dimensions sont de 25*11*40 mètres environs.
Elles sont équipées des décodeurs 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 réunis. 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 équipé d'un haut-parleur 2442 de 46 cm de diamètre.
Son excursion est de 22 mm dans le domaine linéaire et de 50 mm
avant destruction. Ces caissons sont alimentés par des amplificateurs
C-audio bridgés en monophonique délivrant 700W chacun. Le câblage
est fait avec un vulgaire conducteur électrique mais de section
respectable néanmoins (3mm² environ). Le caisson, ayant une coupure
naturelle à 35 hertz, est prévu pour être électroniquement corrigée
par un filtre actif passe haut. Il coupe les fréquences infra sonores
(inférieur à 20 Hz) et donne un gain de 8 dB à la fréquence d'accord
de l'évent, ce qui porte la fréquence à -3 dB à 22 Hz (voir le data-sheet
sur http://www.jblpro.com " product guide " " cinema " " 4000 LF
series " " 4645C ").
Les huit caissons sont
situés derrière l'écran transsonore en deux ligne de quatre au milieu
des trois enceintes principales. Ils sont posés sur des petits réhausseurs
de vingt centimètres de hauteur (sans doute pour que les spectateurs
ne s'amusent avec la membrane qui dépasserait alors de l'écran),
le haut-parleur étant en bas, l'évent en haut, ceci afin de faire
rebondir l'onde du haut-parleur le plus tôt possible sur le sol
pour éviter des phénomènes d'annulation, et augmenter la puissance
acoustique en limitant l'espace dans lequel rayonne le transducteur.
Ils ont un recul de 20 centimètres vis à vis de la toile ce qui
suffit à ne pas faire vibrer celle ci. Les 4 murs en béton coulés
sont recouverts de panneaux de laines de roches fermes de 50 millimètres
d'épaisseur. Une toile est tendue pour assurer la finition à environ
1 centimètre de la laine de verre. Juste derrière l'écran, à 10
centimètres, un mur artificiel a été fabriqué avec des panneaux
de placo-platre de 20 millimètres d'épaisseur, 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 rôle acoustique
certain en empêchant les ondes sonores de partir vers l'arrière.
Le sol est recouvert d'une moquette n'appelant pas de remarques
particulières. Tous ces travaux font que lorsque la salle est vide,
la sensation de silence est affligeante, pas la moindre réverbération
et encore moins d'écho ne se fait sentir. Les dimensions de la salle
sont telles devant la longueur d'onde du 20 Hz (17 mètres environ)
qu'il n'y a pas de crainte d'interférence à 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 même avoir eu l'impression
que le niveau sonore soit élevé : Lors de démonstration chez des
revendeurs, souvent on peut avoir une quantité de basses démoniaque
qui met en vibration toute la pièce, le canapé ou le siège 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
émotionnel qui lui est bien plus impressionnant. Le film qui m'a
le plus marqué fût sans aucune discussion VOLCANO. En retournant
le voir une semaine plus tard, pour me reprendre une dose de grave,
j'ai été infiniment déçu, celui étant alors projeté, dans le même
complexe dans une salle de taille deux fois plus petite équipée
de quatre caissons seulement. Tout le coté impressionnant du film
s'était envolé. Sans doute pour 3 malheureux petits décibels, un
réglage peut être différent au niveau des LFE, l'effet vibrant n'apparaissant
plus que deux fois dans le film. Ceci me rendant septique quant
à l'homologation THX d'une salle, car il y a du bon THX et du très
bon THX…
Dès lors, ma quête du
grave ultime n'a jamais cessée. Retrouver ce type de sensations
avec du matériel grand public ne m'est toujours pas arrivé, même
avec certains caissons à 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 coûte 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 à partir de nos sources habituelles.
Nous écoutons essentiellement
des œuvres cinématographiques. Elles ont pour caractéristiques communes
d'être enregistrées dans un format bien particulier ; DOLBY prologic,
DOLBY DIGITAL et DTS. L'énorme différence de ces deux derniers standards
est d'avoir une gestion spéciale du registre grave : le stockage,
le contenu et l'emploi.
Le stockage
Le DOLBY DIGITAL contient 6 canaux : 5 de 20 Hz à 20 kHz et 1 de
20 Hz à 200 Hz, le son ayant été compressé dans un rapport de 12.
Le DTS contient cinq canaux de 20 Hz à 20 kHz mais le canal .1 est
caché dans les deux canaux surround. La coupure se fait en fait
au niveau de la fréquence. Le son supérieur à 80 Hz est celui des
voies surround, celui qui est inférieur à 80 Hz est celui de la
voie de grave. Nous avons ainsi après décodage 3 canaux de 20 Hz
à 20 kHz, 2 de 80 Hz à 20 kHz et 1 de 20 Hz à 80 Hz, le son ayant
été compressé dans un rapport de 4. Les informations du canal .1
sont des sons graves mais plus encore…
Le contenu
Ces informations sont appelées LFE pour Low Frequency Effects, c'est
à dire "effets spéciaux à basses fréquences ". Autrement dit lors
d'une scène 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 à vis du DOLBY
prologic où si on voulait du spectaculaire au niveau du grave, on
se retrouve vite fait avec une écoute du type "loudness " avec des
voies humaines lourdes typique d'émission de radio.
Récapitulatif, si aux sorties de votre décodeur
vous ne branchez que le canal .1, vous n'entendrez (sur un DVD bien
mixé) aucune parole, ni de musique. Cette séparation permet d'augmenter
la dynamique de l'action (si on prend pour niveau de référence celui
de la parole, on peut augmenter quasi indéfiniment 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 totalité du spectre, nous
réorientons alors la partie inférieure de celles ci vers le caisson
de grave en paramètrant l'amplificateur en "small ", "large " suivant
chaque enceinte. A partir de ce moment, augmenter le volume du caisson
de grave ne reviendra plus à la même chose que d'augmenter le volume
des LFE, car vous augmenterez le niveau de graves provenant des
5 autres enceintes filtrées.
Donc, une fois que vous
utilisé cette possibilité, vous devez régler 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 spéciaux, il faut que votre ampli comporte la fonction de
gestion des LFE (indépendante du gain total de chaque voie).
Jacques
jacques@homecine.com
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