chambre de compressionPour couvrir les zones du médium à l’aigu, il faut choisir entre un moteur à chambre de compression à pavillon ou un haut parleur à cône / tweeter, tentons d’y voir plus clair avec l’aide de THXRD.

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Pour le médium et même pour le bas médium, on entend dire depuis des années que, même à faible niveau, rien ne vaut une compression 2 pouces avec un grand pavillon. On voit des systèmes à pavillons inversés avec des bouches de plus de 1 mètre.

Ce serait, selon certains audiophiles, «la solution» pour obtenir le meilleur medium qu’il soit.

Il se dit aussi que la sonorité de la compression a quelques chose de plus, un peu comme la magie des tubes pour les amplis,  qu’en est t’il ?

 

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Il n’y a pas de « différence » intrinsèque dans l’onde sonore reproduite par une compression par rapport à un HP classique, pas plus qu’avec un système électrostatique ou isodynamique ou même un HP à plasma !!

C’est une idée audiophile !!

Le son d’un moteur de compression n’a strictement aucune raison d’être « meilleur » que celui d’un HP normal.

Ce sera même très difficile pour le moteur de compression dans des fréquences inférieures à 1200Hz à cause de la réactance générant du « honk ». Il s’agit d’un son nasal lié aux retour d’énergie vers la gorge du pavillon générant des pics dans la réponse en fréquence.

Si la trompe du pavillon est bien filtrée, pas trop longue et qu’elle n’est pas coupée trop basse (pas moins de 600 Hz, avec une loi d’expansion assez rapide), le honk sera quasi inexistant.

Au delà de 1200Hz, la compression est imbattable, rendement, directivité, réponse impulsionnelle, distorsion…

 

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Le moteur de compression a des caractéristiques très différentes d’un Haut Parleur normal, quelles sont ces différences fondamentales avec son cousin ?

 

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En regardant les paramètres Thieles & Small, on s’aperçoit assez rapidement des différences, avec des Bl de 15 à 20 une membrane de compression a un mms de 3 à 4 grammes !! (Voir ici les paramètres Thieles & Small d’un moteur de compression)

Ca peut être encore plus léger en fonction des matériaux employés, la membrane Be (Berilyum) d’une compression peut peser 1,5 à 3 grammes…

Comparativement aux meilleurs HP en 10/12 pouces dont les membranes pèsent 25 à 45 grammes, la compression a un net avantage car elle utilise une membrane en métal.

La vitesse de transmission des ondes sonores dans le métal est infiniment plus élevée que dans le papier, pour donner un ordre d’idée, avec le papier d’une membrane classique, la vitesse de transmission des ondes sonores se situe entre 1,8 et 3 Kms/s

Avec des matériaux composites (carbone époxy) 2 à 4 Kms/s

Avec le Titane 5.8 km/s

Avec l’aluminium 6 km/s

Le Be (Berilyum) est à 13 km/s. C’est le matériaux qui offre simultanément la plus haute vitesse de transmission de tout les matériaux et qui en plus, affiche un poids 3 fois moins élevés que le Titane. Le Berilyum est le matériau le plus rigide après le diamant, qui lui est inexploitable pour ce type d’application.

Certains défauts fondamentaux des HP à membranes papier n’existent pas sur les moteurs à compressions et évidemment la réponse impulsionnelle s’en ressent.

Aucune membrane papier ne peut avoir le rapport « poids/ puissance/ rigidité /vélocité d’une membrane de compression, surtout si on prend du Béryllium en exemple (ce sera dans un rapport de 1 à 10 voir plus.)

Le moteur de compression offre une réponse impulsionnelle incomparable, cette réponse est liée à « l’amortissement » de la masse mobile et à sa Bande Passante.

Il est simple de comprendre qu’amortir 2 ou 3 grammes de membrane est plus facile que de le faire sur la masse d’un HP classique dont la membrane pèse 40 grammes. Cette réalité sera d’autant plus vraie en montant dans les hautes fréquences.

 

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Oui, une meilleure réponse impulsionnelle que le HP classique, donc plus de rendement, de précision et de dynamique !

Mais cette différence qualitative à bas niveau SPL n’est pas suffisante pour que les studios fassent le choix de ces grosses compressions en Nearfield et Midfield, on retrouve les compressions uniquement sur les écoutes de distance, pourquoi ?

 

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C’est une simple question de directivité. De près, une trompe qui est obligatoirement directive sera inadaptée car elle ne se recoupera pas ou très difficilement avec le HP inférieur, ce qui donnera une écoute déséquilibrée en niveau et en proportion de champ « diffus / direct « .

C’est d’ailleurs exactement ce qui existe chez l’audiophile équipé de système à pavillon et qui écoute à 2,50m !!

La règle est simple: Pavillon = « grande écoute » =  distance d’écoute importante.

Il faut retenir que la cohérence de directivité des composants entre eux est l’élément essentiel dans la construction d’un système cohérent, bien plus que la linéarité de la courbe de réponse ou même la distorsion.

A 3 ou 4 mètres, un tweeter ou un médium à dôme ou encore un HP à cône de petite taille est bien plus indiqué qu’une compression pour ces simples raisons de directivité et de fusion avec la voie destinée au grave, qui lui, rappelons-le… n’est pas directif…

La fusion entre voies est primordiale, elle s’effectue essentiellement sur ces critères de directivité.

 

HFST

Le choix de la compression ne s’effectue donc qu’essentiellement en fonction de la distance d’écoute ?

 

THXRD

Oui, c’est complètement primordial dans le cahier des charges du choix des composants d’une enceinte.

On pourrait faire cet ordre d’importance, à condition que le sujet de l’étude acoustique de la pièce soit réglé.

  1.  cohérence de directivité des composants entre eux pour une bonne fusion dans la zone d’écoute
  2.  linéarité de l’ensemble des voies (réponse plate)
  3. distorsion
  4. réponse impulsionnelle

 

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Avec un pavillon adapté a une écoute plus rapproché, quelle serait la distance la plus courte envisageable pour une 2 pouces et sa fréquence de coupure la plus basse ?

 

THXRD

Le choix des directivités s’effectue en fonction de beaucoup de critères dont les principaux sont :

  1. Distance des auditeurs / angle  de couverture, donc largeur de la zone de présence d’auditeurs.
  2. Acoustique du lieu (RT) / type de messages sonore / intelligibilité recherchée (alcoons / ect).

 

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Certains « audiophiles » font tourner des 2 pouces coupées à 300 Hz avec un pavillon de 1m X 1m avec 0,3 Watts, avec écoute à 3 mètres, on a même vu des cas extrêmes avec des descentes à 100Hz !!!

 

THXRD

Aucun moteur en usage qualitatif ne peut raisonnablement fonctionner avec une fréquence de coupure de moins de 300 Hz.

Aucun moteur normal ne peut descendre à ces fréquences proprement, ce n’est pas conçu pour ça !

Les moteurs de compressions sont conçus pour être utilisés à partir de 600/700Hz, en usage concert, ça démarre même à 1200Hz.

Seul les membranes phénoliques utilisées en 1950 (…) sur des pavillons géants en sont capables, mais au prix d’une réponse tronquée à 5/6 kHz, et d’une distorsion énorme dans le bas du spectre.

Dans la plage fréquentielle de 200 / 600 Hz, une solution pavillon + HP 8″, 10″ ou 12″ aura des performances infiniment supérieures à la compression phénoliques du passé, même à faible niveau SPL!

Comprenez aussi que, entre 200 et 400 Hz, un bon HP est capable de tenir 1 000 Watts avec une distorsion 10 fois plus basse qu’une compression (qui elle, ne peut prendre que 150 Watts…), aussi moderne soit elle, avec suspension en mylar et autre…

La réponse impulsionnelle sur la bande 200 / 600Hz sera parfaitement reproduite par un 10/12″ et même 15″, contrairement à une grosse compression avec pavillon…

80% des audiophiles pensent encore que le moteur de compression est le meilleur partout, parce que c’est la mode du Haut Rendement, cette notion à 40 ans de retard sur le monde technique actuel.

Je le répète, la compression, ça fonctionne au delà de 600Hz, pas en dessous…

Cette époque où l’on tentait de couvrir un large spectre avec une compression se situait entre 1927 et 1950, depuis ça a un peu évolué!

Dans le monde professionnel, en studio ou en concert, personne n’a jamais utilisé de compression en dessous de 550/600 Hz. En dessous de ces fréquences, les membranes ou membranes + pavillon sont nettement plus performantes.

 

HFST

Quid de la directivité avec taille de pavillon géant de 1 X1 mètre, permettant, selon ces audiophiles de descendre en fréquence, comment ce passe la fusion avec les autres voies ?

 

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Utiliser un pavillon très grand, donc très profond avec une compression de 2 pouces, conduit à une directivité insensée dans le medium /  aigu qui partira de 100° à 300 Hz (le pavillon ne guide plus rien a ces fréquences) pour finir à 10° à 8 kHz et même à 5° à 15 kHz !!

C’est assez facile à comprendre, même entendu à 3 mètres, la proportion de champ direct/diffus sera folle, 80 % de champ direct à partir de 7/8 kHz et 85 % de champs diffus en dessous de 7/800 Hz !!

Le tout dans une zone d’écoute a 3 m, raccordé avec un grave qui lui, à 300 Hz est à 140°, c’est du grand n’importe quoi…

 

HFST

Ah, les croyances audiophiles…

Donc, avant de faire le choix d’une chambre de compression, il faut bien comprendre les spécificités et surtout l’interaction du pavillon!

 

THXRD

Le choix d’une chambre de compression ne peut avoir lieu que si la distance d’écoute n’est pas trop proche afin que la fusion des voies s’effectue dans la zone d’écoute, il faut raccorder un pavillon directif à un HP de medium / grave très peu directif.

En cas d’écoute rapprochée, le tweeter à dôme est la solution.

Par contre, dès que la distance d’écoute augmente, les avantages de la compression sont évidents, la gestion de la directivité de la trompe permet de régler la couverture de la zone d’écoute.

Un seul point d’émission suffit pour atteindre, à longue distance, des niveaux SPL qu’aucun autre composant électroacoustique ne peut reproduire avec autant de propreté.

Une compression 2 pouces sur un pavillon 70×35° pourra dans cet angle solide, fournir entre 115 et 116 dB à 1 mètre, avec 1 Watt, dans une plage fréquentielle de 650 à 5/6 kHz (et même au dessus, suivant la loi d’expansion de la trompe).

  • Une compression est capable de tenir 150/160 Watts AEs soit un SPL final de l’ordre de 138/140 dB/1W/1M .. Avec un seul point de source !
  • En « peak », elle sera capable de 6 dB de plus… dans le medium aigu, c’est un paramètre important car la musique est surtout constituée de pics à grande dynamique, contrairement au grave.

Maintenant, regardons le HP traditionnel, au mieux un 12 pouces.

  • Dans la  même plage fréquentielle des 600 / 1000 Hz, il pourra fournir au mieux un petit 102 dB à 1W/1M, dans un angle variant de 100° circulaire, puis environ à 12/15° vers 6/7 kHz et avec une forte chute au delà de 3 kHz…

Soit quand même entre 10 et 14 dB d’écart en faveur de la compression 2 pouces !!

Au mieux, 1 HP de 12 pouces, avec 1 000 Watts, pourra sortir 128/129 dB en 600 et 2/3 kHz dans le même angle solide en rayonnement direct.

Au delà de 2/3 kHz, le HP à cône sera tellement directif qu’il ne sera plus exploitable.

Quelques HP de 8/10/12 pouces annoncent sur papier, plus de 102 dB de rendement, mais il s’agit de pic de distorsions et de non linéarité mesurés dans la zone 1,5/3 kHz ce n’est donc pas une efficacité réelle.

Dans la pratique, un HP à membrane de 8/10/12 pouces ne dépassera pas 100/102 dB w/m sans générer pic de distorsion au delà de 700Hz.

Il y a aussi la possibilité de charger le HP par un pavillon et d’obtenir une sensibilité élevée (ce que font beaucoup  de système de sono pour limiter les coûts et les risques de casse des compressions), mais, même avec les meilleurs HP, ça ne monte pas très haut en fréquence, au mieux environ 3,5 kHz avec un 6 pouces).

L’usage du pavillon sur un HP à membrane est donc intéressant pour la zone 200 à 1 kHz avec un pavillon énorme.

Le HP à membrane, au-delà de 3kHz n’a que peu d’intérêt à cause de son rendement faible et de sa directivité.

L’avantage de l’usage d’un moteur de compression tient sur son efficacité, sur sa largeur de plage fréquentielle, mais surtout sur le fait qu’il faut utiliser un pavillon. Le simple fait de gérer la directivité grâce au pavillon sur le spectre sonore, est un élément complètement vital.

C’est le premier point de choix en sonorisation. Là ou ça se complique, c’est quand on veut descendre en dessous de 600 Hz voir 7/800 avec les moteurs de compression.

Pour un usage a fort SPL, comme par exemple, en sono, on coupe vers 900/ 1200  et on utilise des HP à membranes en pavillon ou en array en dessous.

Tout les systèmes « grandes écoutes » en studio, sont montés avec des compressions et pavillons pour couvrir les plages fréquentielles à partir de 650/700 Hz jusque tout en haut du spectre.

 

HFST

Pour conclure, le choix d’un moteur de compression est le meilleur si :

  • La distance de la zone d’écoute est supérieure à 3 mètres (1 pouce) ou 4 mètres (2 pouces)
  • La plage fréquentielle à couvrir n’est pas inférieure à 1kHz (1 pouce) ou à 600Hz (2 pouces)
  • Le choix du pavillon est déterminant pour une parfaite fusion avec la ou les voies inférieures

 

Merci à THXRD pour l’aide indispensable portée à cet article.

Dans le dossier technique, découvrez le détail du fonctionnement d’un moteur de compression.

Posted by Jean-Marc Siou

One Thought on “Moteur à chambre de compression à pavillon ou haut parleur à cône

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