Les enceintes surround

Elles sont apparues avec l'avènement du DOLBY SURROUND. Puis, pour qu'elles ne servent pas uniquement à la reproduction de bandes sons cinéma, des modes DSP sont venus se greffer dans les amplificateurs pour agrémenter l'écoute de la musique et amortir l'achat d'une nouvelle paire d'enceintes. Troisième temps, les nouveaux formats multicanaux sont apparus donnant de nouvelles contraintes et de nouveaux horizons.

1. Fonction.
2. Présentation.
3. Réglages.
4. Mise en œuvre au cinéma.

1. Fonction.

Elles ont pour fonction de faciliter une perception sonore d'un espace englobant le spectateur. Selon la formule consacrée, cela permet au spectateur d'être plongé au cœur de l'action.

2. Présentation.

2.1. Modèles conventionnels.

Les enceintes surrounds sont alors des modèles colonnes ou bibliothèque avec une seule direction d'émission naturellement orientée vers l'auditeur.

2.2. Modèles bipolaires.

Les enceintes possèdent alors 2 façades opposées qui diffusent de la musique vers l'avant de la pièce et vers l'arrière de la pièce. Il y a création d'un champs sonore vaguement localisable, qui a tendance à privilégier les ambiances sonores aux détriments des effets directifs. Cette solution est comparable à deux enceintes que l'on aura mises dos à dos.

2.3. Modèles dipolaires.

Identique aux enceintes bipolaires de par la présence de 2 façades, une mise en phase spécifique des haut-parleurs contribue à l'élaboration d'un champs encore plus diffus. L'idée d'avoir crée ce type d'enceinte revient à l'équipe de LUCAS quand elle a défini le cahier des charges THX pour les installations domestiques. D'abord, les 5 enceintes doivent être discrètes d'où une réponse en fréquence limitée à 80 hertz, ce qui permet des coffrets de dimensions réduites. Les signaux de fréquences inférieures sont alors redirigé sur le caisson de grave. Cela étant dit, ce cahier des charges remonte à l'époque du DOLBY SURROUND dont la bande passante n'était que de 100 à 7000 hertz pour le canal monophonique surround. Puis pour essayer de calquer le cinéma avec ses vingtaines d'enceintes surrounds, ils inventèrent une double enceinte en une seule. La volonté de créer des champs non directifs dans le surround était louable à l'époque car les ingénieurs du son ne mixaient que des ambiances dans le canal surround à cause de la limitation de la bande passante. Aujourd'hui, ce choix de privilégier ce type d'enceintes dans les packs THX mérite d'être remis en cause. Mais à mon avis, pour ne pas s'attirer les foudres de sa clientèle, M. LUCAS n'en fait rien.

2.4. Homogénéité du système d'enceintes.

Avec une utilisation des surrounds de plus en plus fréquente dans les bandes sonores cinématographiques, l'homogénéité des timbres est primordiale : en effet avec la qualité technique des formats numériques, les ingénieurs du son n'hésitent plus à mixer des voix humaines sur les canaux surrounds ; que ce soit dans L'associé du diable ou Cœur de dragon, le personnage principal parle tour à tour dans chacune des cinq canaux principaux. Dès lors, une grande attention est requise pour choisir des enceintes surrounds qui possèdent si possible les même tweeters et les mêmes médiums que les 3 enceintes avants. Cette contrainte est absolue si on veut profiter des concerts en DTS où certains instrumentistes peuvent être restituer par une seule enceinte surround. Néanmoins, pour un usage exclusivement cinéma, la réponse dans le grave peut être écourtée car les voies surrounds sont rarement chargées en signaux inférieurs à 100 hertz. Pour s'en assurer, on peut brancher les enceintes principales sur les amplificateurs des voies surrounds configurer en large et couper toutes les autres sources sonores.

3. Réglages.

3.1. Position.

Il est naturellement conseillé de disposer ces 5 enceintes sur un cercle qui a pour centre l'auditeur. Mais de part mes propres observations, le calage angulaire dans ce cercle doit être précis. Si pour le triangle avant, auditeur, avant gauche, avant droite, il est admis qu'il faille former un triangle équilatéral ayant un coté de 3 mètres environs, (habitude pris par une bonne partie des audiophiles et pris en compte par les ingénieurs du son), ce n'est pas le cas du triangle arrière. En effet l'oreille a une perception de la direction des sons qui est fort précise sur l'hémisphère avant du crâne, mais limité dans l'hémisphère arrière : Pour conserver une séparation stéréophonique des surrounds, il faut que l'angle au sommet du triangle arrière soit supérieur à 80 degrés environ.

Sur la scène de Das Boot où les boulons cèdent, successivement il y en a un qui casse à l'arrière gauche puis un autre à l'arrière droit. Avec un angle de 60 degrés, je n'arrive plus à percevoir le déplacement, alors qu'avec 90 degrés, il devient flagrant. Si votre pièce est toute en longueur, ne fixer pas tout de suite vos enceintes sur le mur arrière ! Essayer de les avancer sur les murs latéraux pour obtenir un angle compris entre 90 et 120 degrés.

3.2. Délai.

Ce réglage permet de compenser l'écart de position des enceintes du cercle principal. Si elles sont situées à l'intérieur du cercle, il convient d'impliquer un retard pour que le signal arrive à l'auditeur en même temps que celui des autres enceintes. Sachant que la vitesse du son est égale à 330 mètres par seconde, on peut calculer le délai nécessaire avec la formule suivante : Délai en millisecondes = Distance en mètre / 0.330 .

Pour le cas du DOLBY SURROUND, une autre application du délai a été trouvée. Si deux sons identiques arrivent en même temps à l'oreille, depuis l'avant et l'arrière, 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 séparation des effets surrounds. Cette technique n'est plus utilisée en DOLBY DIGITAL qui a une séparation des canaux intrinsèques.

3.3. Niveau.

Dans un premier temps, on recherche un niveau égal sur chacun des 5 canaux à l'aide du générateur de bruit du décodeur. A ce propos, on trouve des sonomètres de qualité suffisante à partir de 200 francs dans des magasins tel que Conrad électroniques (www.conrad.fr référence 0100 609-14). Une fois ce réglage effectué, qui est nécessaire dès que l'enceinte a un rendement différent, un amplificateur différent ou une position qui n'est pas sur le cercle, il convient d'ajuster le niveau en fonction des bandes sons. En effet il est courant que le niveau moyen des canaux surrounds sur le DVD soit mixer approximativement 3 décibels moins fort que les 3 canaux avants.

4. Mise en œuvre au cinéma.

4.1. La multiplication des enceintes.

Au cinéma, s'il n'y avait que deux enceintes surrounds, les spectateurs qui seraient assis juste à coté n'entendraient qu'elles. Pour éviter cet inconvénient, et ce dès l'apparition du DOLBY SURROUND, il a été installé une multitude d'enceintes qui restituent chacune une partie de l'énergie sonore. Le spectateur au milieu de la salle reçoit l'ensemble des signaux qui se concentre pour former le niveau sonore requis. Quant aux spectateurs décentrés, ils ne reçoivent qu'une partie de l'énergie, mais comme ils sont plus proches des enceintes le niveau perçu reste sensiblement égale. Par contre, le canal surround opposé est complètement atténué.

4.2. Les formats 5.1.

Considérons que le passionné de Home-cinéma se sera toujours placé au milieu de la salle (en largeur et en longueur). En 5.1, la multitude d'enceintes ne s'apparente plus qu'à deux enceintes situées derrière lui avec un angle au sommet de 90 degrés, ce qui n'est pas différent de chez lui.

4.3. Les formats 6.1.

Une prolifique idée de M. LUCAS fut d'innover un nouveau format sonore pour sa Menace Fantôme. Il s'agit de l'ajout d'un canal surround central. Cela fait donc 3 à l'avant, 3 à l'arrière plus les LFE. Dans la course à la technologie, tout le monde s'est empresser de nommer ce DOLBY DIGITAL EX comme étant un format 6.1. Petit rectification, le canal surround central n'est pas indépendant comme le sont les 6 autres canaux. Il s'agit d'un bête matriçage de ce canal sur les deux canaux surrounds existants par le même procédé que ne l'était le canal surround monophonique du DOLBY SURROUND sur les deux canaux avant droite et gauche. Rappelons au passage que le DOLBY SURROUND est un format 2.0 qui après dématriçage est un 4.0. Ce DOLBY DIGITAL EX est un format 5.1 qui après dématriçage est un 6.1. La nuance se résume dans la séparation des canaux ; un canal matricé offre une diaphonie de 30 décibels environ, alors qu'un canal naturellement indépendant offre 80 décibels environ. A noter que pour ne pas rester en reste, DTS a sorti immédiatement le DTS ES qui a les même particularités. Toujours est-il que pour notre passionné idéalement placé, ce surround central n'a pas plus d'intérêt que l'enceinte centrale avant. Alors seriez-vous prêt à vous décentrer pour vous apercevoir que le DOLBY DIGITAL EX a raison d'être ?

4.4. Les formats 7.1.

Nous terminerons avec les formats 7.1 qui représente le nec plus ultra des formats sonores. Il s'agit du DTS qui en est potentiellement capable mais surtout du SDDS (SONY DYNAMIC DIGITAL SOUND). Ce format est compressé à l'aide du procédé ATRAC démocratisé sur le minidisc. 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. Néanmoins cette configuration est rare, le 7.1 étant plutôt utilisé dans le cas qui nous intéresse, pour gauche, centre, droite, surround gauche latérale, surround gauche, surround droite latérale, surround droite et le LFE. L'avantage du 7.1 vis à vis du 6.1 est que les enceintes supplémentaires ne s'intercalent pas dans un triangle de 90 degrés mais dans un de 135 degrés formé par exemple par l'enceinte avant gauche et l'enceinte surround arrière gauche. Elles facilitent donc bien plus l'effet stéréophonique d'un passage latéral.

Reste que les films enregistrés en SDDS 7.1 sont rares, et les salles capables de le restituer également. Dans un complexe comme le KINEPOLIS à Lomme, il n'y a que 4 salles qui en sont équipé ; la 14, 17, 6 et 9. Les informations du SDDS étant enregistrées optiquement sur la pellicule, plus celle-ci est veille, plus il y a de chance qu'il ait des drops et que le projectionniste préférera utiliser le DTS qui lui, est enregistré sur des compacts disques séparés. Encore que dans ce complexe, il y a des problèmes d'électricité statique qui rendent la lecture de ceux-ci difficile. Cette remarque s'applique également au DOLBY DIGITAL.

4.2. Avenir de ces formats dans nos Home-cinéma.

Les formats 6.1 matricé sur ceux en 5.1 sont déjà en cours de démocratisation. Pour l'instant DOLBY dispose d'une courte avance en proposant deux DVD en zone 1 ( the Hauntise et Austin Powers 2 ). Les amplificateurs étant capables de gérer le potentiel de ces bandes sons ne ce compte à la veille de l'an 2000 sur les doigts d'une seule main.

Quant à l'évolutivité 7.1 de certains amplificateurs, DENON notamment, elle n'est pour l'instant qu'un plus marketing, SONY n'ayant jamais formulé le souhait de commercialisé son SDDS. Si le MPEG MULTICANAUX était capable de gérer au maximum 7.1 canaux, il n'est plus d'actualité qu'il soit employé après son retard qui a fait qu'il fut abandonné au profit du DOLBY DIGITAL pour le DVD en zone 2.

Jacques
jacques@homecine.com