Les murs autour de nos enceintes acoustiques, malédiction ou bénédiction ?.

vendredi 7 octobre 2016
par  Pierre Dobler

Les petites explications techniques qui suivent ne s’adresse pas aux audiophiles qui ont des systèmes fonctionnant en dipôle, ou des systèmes omnidirectionnelles.

(texte révisé septembre 2016)

Préambule.

Sur une installation HIFI parfaite, il suffit que le point d’écoute « Sweet spot » soit au sommet d’un triangle équilatéral ayant comme base l’écartement des deux enceintes, ce qui implique une zone d’écoute restreinte mais qui procure une image stéréo d’une grande précision.

Fig. 1°

La tête de par leur morphologie constitue un obstacle à l’onde sonore produisant une différence de temps d’arrivée des signaux en fonction de son angle d’incidence Hrtf, head-related transfer function.
Le cas extrême d’une source sonore situer latéralement à droite (90°) sera perçue par notre oreille gauche avec une différence de temps de 0,65 ms.
Pour les différences d’intensité avec une longueur d’onde se rapprochant des dimensions de la tête (fréquences supérieur à 250Hz), on remarque une différence maximum d’intensité de 7 dB, dès que la source atteint 60°.
Sur notre système hifi parfait le seuil minimum de discrimination angulaire audible dans l’axe est de 1° à 2°.

Ce petit préambule très succinct sur la perception de notre l’espace sonore à pour but de prendre conscience que nous sommes dotés d’un instrument de mesure très précis, nos oreilles.

Les murs autour de nos enceintes.

En champ libre, le rayonnement des fréquences inférieur à 200 Hz d’une enceinte acoustique sont omnidirectionnel, c’est-à-dire qu’il y a autant de pression acoustique sur 360°, son rayonnement sera hémisphérique de 4pi.

- Lorsque l’on place l’enceinte accrochée en hauteur contre un mur, le rayonnement des ondes sonores ne se produit plus que dans la moitié de l’espace.
Par conséquent le niveau de pression sonore est doublé, ce qui produit un renforcement de +6dB des fréquences basses, nous nous trouvons dans une demi sphère un rayonnement de 2pi.

- Si on place l’enceinte contre deux parois, un mur et le sol, le rayonnement se limite à présent au quart de l’espace.
La pression sonore est quadruplée, on a une accentuation de +12dB, nous somme dans un quart de la sphère, rayonnement de pi.

- Maintenant si l’on place l’enceinte contre trois parois, un coin délimité par le sol et deux murs, le son rayonne dans 1/8 de l’espace, donc de pi/2
Par rapport à la première configuration (rayonnement libre), la pression sonore des fréquences inférieur à 200 Hz est augmentée de +18 dB, et là…c’est le drame.

Fig. 2°

A part les enceintes professionnelles amplifiées sur les quelles ont trouve un réglage pour les trois configurations, contre 1 mur/ 2 murs / 3 murs et les enceintes de Roy Allison *, les quelles étaient également étudiées pour fonctionner contre une mur Allison One, ou dans un angle Allison Three.

Fig. 3° Figure 3

Fig. 4° Figure 4

*
http://www.stereophile.com/interviews/105villchur/index2.html

Le paradoxe « Annulation de l’onde par le mur arrière.

Lorsque la distance séparant l’enceinte du mur arrière est égale au quart de la longueur d’onde d’un son, sa réflexion sur le mur arrière revient en opposition de phase et crée un ou plusieurs creux.
L’annulation se produit à la fréquence dont la longueur d’onde est de quatre fois la distance au mur arrière.

Exemples : si la distance est de 1 m, la première fréquence d’annulation se produit à une fréquence ayant une longueur d’onde de 4 mètres.

L = C / F

L : longueur d’onde en mètre.
C : vitesse du son en mètre / seconde.
F : fréquence en Hz.

Par conséquent : 4 = 344 /F
F = 86 Hz

Pour 0.25 m 1 / 344 = 344 Hz
Pour 0.50 m 2 / 344 = 172 Hz
Pour 1 m 4 / 344 = 86 Hz
Pour 1.5 m 6 / 344 = 57 Hz
Pour 2 m 8 / 344 = 43 Hz

Que faut-il penser de tout cela ?

- Plus la distance au mur est faible, plus l’annulation ce produit à une fréquence élevée.
- Plus la distance au mur est grande, plus l’annulation se produit à une fréquence basse.

La limite entre en vigueur lorsque la distance est si grande que le son réfléchi est atténué en raison de la longueur du trajet du signal.
En résumé, il convient de placer l’enceinte soit très près du mur arrière +/- 20 cm, soit assez loin au-delà de 2,2 mètres, en évitant absolument la région comprise entre 1 m et 2,2 m.
Tout ceci a pour corollaire : plus l’enceinte descend bas dans le grave, plus la limite supérieure de la distance « à éviter » augmente.

D’un point du vu d’acoustique, il se produit un autre effet que l’ont appelle d’un nom savant « le filtrage en peigne » qui se produit lorsque dans le trajet de la source sonore à nos oreilles, le son prend en partie un trajet direct et un trajet indirect via une seul surface réfléchissante.

Fig. 5° Figure 5

Fig. 6° Figure 6

Cette réflexion doit être atténuée de 10 / 15 dB, pour qu’elle ne modifie pas le champ sonore au niveau de la position d’écoute.

Tout cela pour dire que l’acoustique d’une salle d’écoute a autant d’importante que les matériels, que l’on y met dedans.

Pierre Dobler.

http://www.jblpro.com/pub/manuals/pssdm_1.pdf

http://www.jblpro.com/pub/manuals/pssdm_2.pdf


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