ENCEINTE HIFI, COMMENT CHOISIR ?

Ce choix dépend d’abord des caractéristiques de la pièce, de sa taille en m3, de la qualité de son acoustique et de son RT (Temps de Réverbération) mais aussi du niveau sonore, le SPL d’écoute choisi.

 

Règle 1 – La directivité :

La qualité du son perçu, c’est avant tout une réponse en fréquence homogène DANS LA ZONE D’ECOUTE.
Une écoute dite Hifi, c’est une réponse en fréquence linéaire qui tient dans moins de 2 dB dans le spectre sensible à l’oreille humaine, de 80Hz à 6kHz, c’est la réponse en fréquence ou les accidents sont INTERDITS.

Cette réponse en fréquence en zone d’écoute est composée :

– Du champ direct, c’est le son qui sort des enceintes
Et
– Du champ réverbéré, c’est le son des réflexions de la pièce, (murs, sol, plafonds)

Les 2 courbes de réponse doivent être proches, sans accident brutal majeur de 80Hz à 6kHz, sinon, une partie des fréquences masquerons l’autre partie et les sensations des auditeurs décrivant des enceintes comme étant articulées, chaleureuse, rapide, avec un grave qui tape et l’aigu qui file etc.… ne serons plus, pour cause d’accident de réponse, c’est aussi simple que cela, il n’y a pas d’autres causes !

Dans une petite pièce, l’acoustique est souvent mauvaise car le champ direct des enceintes est gravement perturbé par les réflexions multiples du champ diffus, dues à la proximité des parois.
Pour améliorer cela, un traitement acoustique de la pièce peut réduire sensiblement ce problème.
http://hifi-stereo.fr/mise-en-oeuvre-de-la-baisse-du-rt60-en-hifi/

Pour remédier à un champ diffus de mauvaise qualité, il faut rapprocher le point d’écoute des enceintes afin de diminuer le masquage du champ direct par le champ diffus.

Dans ces conditions, il faut des enceintes dont l’homogénéité de directivité soit parfaite afin que la fusion des voies s’effectue à 100% à une distance courte, mais aussi pour que la réponse en fréquences reçue par les murs soit homogène.

Ce point est primordial, imaginons une enceinte dont le médium serait directif, les son graves et aigus réfléchiraient sur les murs avant le médium, la réponse en fréquence des murs serait radicalement modifiée avec un impact catastrophique sur la réponse en fréquence du champ diffus, donc sur la réponse en fréquence finale au point d’écoute, qui ne pourrait plus respecter une tenue de réponse dans 2dB, aussi fameuse en soit la source…

C’est la base du choix d’une enceinte et du système lui-même, bien au-delà de sa tenue en puissance et de sa distorsion.
C’est ce que l’on appelle « la réponse en puissance de l’enceinte » qui est un cumul de ses courbes de réponse dans l’axe et dans les angles jusque 40°.)

Pour reproduire les fréquences graves, il faut que le haut-parleur soit capable de déplacer de l’air, plus la quantité de grave à reproduire est importante, plus le haut-parleur doit être gros et si cela ne suffit pas, il faudra en multiplier la quantité pour atteindre le niveau de grave requis.

Ainsi dans une pièce de 15m2, lorsque 2 HP de 13 cm suffisent à couvrir le niveau grave (soit une surface de membrane totale d’environ 26cm) sur un concert comme au Stade de France, le grave sera couvert par une surface totale de membrane (Sd) de 50 m2 !!!
Une salle de cinéma type Imax sera à environ 9m2 de Sd…

Il est difficile pour un seul Haut-Parleur de reproduire l’ensemble des fréquences sonores, comme tente de le faire par exemple le HP large bande, car au fur et à mesure de la montée en fréquence, la membrane se déforme en fonction de la vitesse de la bobine, entrainant sa diffraction, avec pour effet de ne plus avoir que la partie centrale du HP, celle qui est en contact avec le collage de la bobine, à pouvoir suivre les fréquences élevées…
6000 Hz, c’est 6000 vibrations de membrane par seconde…

Cet effet sur un Haut-Parleur de 46 cm est différent, comparativement à un HP de 5 centimètres, c’est proportionnel…
Voici une idée approximative du début de fractionnement en fonction du diamètre des HP :
46cm = 300Hz
38cm = 600Hz
30cm = 900Hz
26cm = 1,2 kHz
21cm = 1,5 kHz
18cm = 2 kHz
13cm = 3 kHz
9cm = 5 kHz
6cm = 12 kHz
3cm = 20 kHz

Comme un 13cm suffit à couvrir le grave dans une petite pièce et que sa montée en fréquence pousse jusqu’environ 3kHz, il suffit de le raccorder avec un 3cm, c’est donc une enceinte 2 voies.
2 voies n’a pour inconvénient qu’un seul raccord entre voies, c’est aussi un avantage, car un autre problème majeur se pose, celui du raccord entre ces 2 HP.

Hors de question de laisser passer l’ensemble de la réponse en fréquence dans les 2 HP car le 13cm sera en diffraction au-dessus de 3 kHz et le tweeter de 1cm risque la casse et laissera apparaître une forte distorsion à cause de sa bobine très légère, destinée aux hautes vitesses de déplacement pour les hautes fréquences, elle ne supportera pas les tensions élevées…

Il faut donc injecter les bonnes tensions et les bonnes fréquences dans chaque HP, pour cela on utilise un filtrage entre les 2 Haut-Parleurs.
http://www.homecinema-fr.com/forum/enceintes-haute-fidelite/filtrages-enceintes-passif-ou-actif-des-differences-t30085872.html

La couverture fréquentielle doit être respectée à la fréquence de coupure de ces 2 voies, il en résulte un chevauchement d’ondes sonores avec le risque de voir le 13cm avancer pendant que le tweeter, avec la même fréquence injectée… recule…

Le filtre de fréquence génère des rotations de phases avec des inversions parfois totales à 180°.
En totale opposition de phase à certaines fréquences, le son des HP s’annule, l’un avance, l’autre recul !
Il en résulte des trous importants dans la réponse en fréquence globale au raccord entre ces 2 HP.

Ces rotations de phases incluent également des modifications dans la directivité des voies et nous connaissons à présent l’importance de la directivité !
Ces phénomènes créés des trous dans la réponse en fréquence de plusieurs dB sur le champ direct et le champ diffus, et nous fait quitter l’objectif Hifi que nous avions, c’est irrémédiable !

Les filtres en fréquences sont conçus à bases de condensateurs et de selfs, ainsi que de résistances.

Leurs calculs précis est complexe car ils doivent inclures la gestion naturelle des pentes de réponse en fréquence des HP à filtrer, associée à une réponse temporelle pour limiter les accidents de phase.

La valeur des composants est primordiale et si les composants, souvent chimiques sur les enceintes bas de gamme, n’assurent pas un filtrage précis, le résultat du raccord entre les 2 voies sera une catastrophe.

Le filtrage doit donc être évité dans une enceinte, c’est tellement vrai qu’une enceinte à base d’un seul HP large bande sans filtrage, fonctionne mieux qu’une 3 voies mal conçue !

Conclusion : il faut choisir le nombre de voies, uniquement en fonction du niveau de grave nécessaire !

Règle 2, la cible SPL :

N’embarquer qu’un seul filtrage sur un système 2 voies permet aujourd’hui de monter très haut en niveau sonore, tout en respectant l’ensemble de la réponse en fréquence, de l’extrême grave à l’extrême aigu !!!

Le passage à 3 voies ne doit s’effectuer que si un système 2 voies n’est plus apte à couvrir le spectre total au niveau SPL requis.

Pour conserver ces 2 voies uniques, il faut donc trouver des HP larges bandes en fréquences.

L’astuce pour prolonger la réponse en fréquence dans le grave consiste à concentrer l’énergie de l’onde arrière du haut parleur en pression dans sa caisse dans un système de résonateur :
– Soit part un système d’évent, ce que l’on appel une charge en Bass Reflex avec une fréquence d’accord type.
– Soit par un haut parleur passif, aussi appelé radiateur passif, animé par les variations de pression de l’onde arrière dans la caisse.

Dans les enceintes 2 voies classiques, la fréquence de coupure est au environs de 2kHz, la qualité du HP de grave / médium est primordiale et si 1 seul HP ne suffit pas, il est possible d’en rajouter un second STRICTEMENT IDENTIQUE pour atteindre la cible SPL souhaitée.

La tendance actuelle consiste à filtrer ce second HP identique aux environs de 300Hz, avec une pente très douce (6dB) pour ne monter que le niveau de grave sur ce HP supplémentaire, et ainsi monter la réponse en fréquence globale de 3 à 4 dB.

Il ne s’agit pas là d’un vrai filtre entre voies car l’un des 2 HP continue à couvrir l’ensemble du spectre, les 2 HP ont exactement la même sommation, sans ce raccord, pas de soucis de phases, ce sont les enceintes dite 2.5 à renforcement de Basses, dont le gain dans le grave est de 3 à 4dB en fonction de la conception de l’enceinte et du couplage des 2 HP.
Une 2 voies ou une 2.5 à renforcement de basses est un excellent choix car ces enceintes n’intègrent qu’un seul filtrage réel avec raccord entre 2 Haut-Parleurs !

Ainsi, le choix d’une 2 voies ne comportant qu’un seul filtrage est le bon dans la majorité des pièces domestique à vivre… même de grande taille.

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