De nombreuses questions se posent quant à l'adéquation entre la puissance des amplificateurs et celle des enceintes. Il est souvent demandé s'il est impératif que la puissance délivrée par l'amplificateur et celle admissible par les enceintes soient identiques, ou si un amplificateur trop puissant peut endommager des enceintes incapables d'accepter cette puissance. Cet article vise à apporter des éléments de réponse et des solutions pour éviter tout problème, notamment dans le contexte du home-cinéma.
Comprendre la puissance d'un amplificateur
La puissance d'un amplificateur Hi-Fi ou home-cinéma est exprimée en Watts. Contrairement à une idée reçue, la puissance indiquée n'est pas celle délivrée en permanence, comme c'est le cas pour une ampoule, mais la puissance maximale que l'amplificateur peut fournir. En effet, la puissance délivrée varie en fonction de l'intensité du signal audio entrant et du gain qui lui est appliqué (position du potentiomètre de volume).
Qu'est-ce que la puissance admissible des enceintes ?
La puissance admissible des enceintes correspond à la quantité de courant que peut accepter la bobine du haut-parleur de grave, car c'est le haut-parleur le plus sollicité. On considère généralement que le haut-parleur de grave reçoit environ sept fois plus de puissance qu'un tweeter, en raison du déficit de sensibilité de l'oreille humaine aux basses fréquences. Les propriétés mécaniques de la bobine, telles que le matériau utilisé (cuivre, aluminium ou argent), son diamètre et sa longueur, déterminent sa tenue en puissance. Si cette puissance admissible est dépassée, la bobine risque de fondre ou de brûler.
Amplificateur de 50 W et enceintes de 100 W : danger ?
Un amplificateur de 50 W peut potentiellement être dangereux pour des enceintes de 100 W s'il est utilisé au maximum de ses capacités et que les enceintes sont difficiles à alimenter (larges haut-parleurs, grand volume de charge, faible impédance nominale). L'ennemi des enceintes n'est pas tant la puissance que la distorsion générée par une alimentation insuffisante. Un amplificateur de 50 W faiblement alimenté peut générer, dans des conditions extrêmes, des signaux carrés ou fournir du courant continu à des enceintes acceptant 100 W, ce qui peut détériorer et faire fondre les bobines.
Amplificateur de 100 W et enceintes de 50 W : danger ?
Un amplificateur de 100 W peut être dangereux pour des enceintes de 50 W s'il est utilisé au maximum de ses possibilités. En revanche, s'il est utilisé à la moitié de sa puissance environ, il alimentera sereinement les enceintes et offrira une meilleure expérience musicale.
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La réalité des puissances annoncées par les constructeurs
En ce qui concerne le home-cinéma, les puissances exprimées sont souvent mesurées à 1 kHz et non sur toute la plage de fréquences (20 Hz à 20 kHz), et avec une distorsion élevée (1% à 10% parfois). L'idéal serait de connaître la puissance délivrée simultanément à tous les canaux, de 20 Hz à 20 kHz, avec une faible distorsion (0,08% par exemple), comme pour les amplis Hi-Fi. Cependant, en Hi-Fi, les deux canaux sont utilisés en permanence, ce qui est rarement le cas en home-cinéma, d'autant plus que les canaux surround ne sont pas destinés à reproduire de très basses fréquences. Par conséquent, les fabricants ne communiquent pas sur cette puissance multicanal simultanée, qui pourrait inquiéter leur clientèle.
Prenons l'exemple de l'ampli home-cinéma Yamaha RX-V4A. Yamaha annonce 115 W pour 1 canal alimenté, à 1 kHz et 0,9 % de distorsion, mais 80 W pour 2 canaux alimentés de 20 Hz à 20 kHz avec 0,06 % de distorsion. Autrement dit, l'alimentation de l'amplificateur peut délivrer 160 W de 20 Hz à 20 kHz et 0,09 % de distorsion. Ce qui, divisé par 5 canaux, donne 32 W par canal, tous en action. Bien que 5×32 W puisse sembler faible, c'est souvent suffisant, surtout si un caisson de basses amplifié est utilisé pour reproduire les basses fréquences. Dans ce cas, les 32 W seront développés dans les registres médium et aigu, ce qui équivaut à un niveau sonore de 104 dB à 1 m de chaque enceinte avec des enceintes de sensibilité moyenne (89 dB pour 1 W injecté). Si aucun caisson n'est utilisé, ces 32 W seront développés pour les basses fréquences, et environ 7 fois moins de puissance sera consacrée aux fréquences médium et aiguës, soit environ 4 W, ce qui correspond à un niveau sonore de 95 dB à 1 m des enceintes.
Home-cinéma : une utilisation plus exigeante
L'écoute d'un film sollicite davantage les amplificateurs et les enceintes que l'écoute de musique. Les écarts dynamiques sont plus marqués avec la piste audio d'un film qu'avec la plupart des musiques. De plus, le niveau de basses fréquences peut être massif, alors que ce registre est souvent atténué sur les CD-Audio. Enfin, on écoute souvent un film avec un volume sonore élevé, voire très élevé.
Bien régler son amplificateur home-cinéma
Bien que la plupart des amplificateurs home-cinéma soient livrés avec un microphone et intègrent un système d'auto-calibration, il est important de vérifier les mesures réalisées et les corrections appliquées par le logiciel embarqué, notamment en ce qui concerne la fréquence de coupure et l'égalisation éventuelle. Ce point est essentiel en l'absence de caisson de basses, car les basses fréquences des canaux surround, central et LFE (.1) seront mixées vers les enceintes principales.
Il faut ainsi vérifier que la fréquence de coupure basse des enceintes n'est pas inférieure à celle communiquée par le fabricant. Par exemple, une enceinte reproduisant les fréquences de 80 Hz à 20 kHz ne doit sous aucun prétexte recevoir les fréquences sous 80 Hz, car la bobine du haut-parleur de grave peut chauffer et fondre. Ceci est particulièrement vrai pour les enceintes compactes ou satellites équipées de petits haut-parleurs (8 ou 10 cm) et de très petites bobines.
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Si l'amplificateur, après auto-calibration, a fixé la fréquence de coupure à 60 Hz, il faudra la corriger manuellement. Il faut également faire attention à l'égalisation éventuelle des basses fréquences par l'ampli home-cinéma. Une augmentation de 2 dB à 50 Hz équivaut à un doublement de la puissance délivrée.
Les avantages du caisson de basses
Outre le fait qu'il dispose d'un haut-parleur et d'un amplificateur conçus pour la reproduction des basses fréquences (grosse bobine, forte puissance de l'ampli), le caisson de basses permet, avec un amplificateur home-cinéma, de protéger les autres enceintes d'un éventuel afflux trop massif de courant en provenance de l'ampli. Pour cela, il est nécessaire de déclarer les enceintes comme PETITES ou SMALL dans le menu de l'ampli home-cinéma. Dès lors, le risque de "griller" les enceintes est minime.
Enceintes 6 ohms avec un ampli 3 ohms : risques ?
La question de savoir si l'on peut installer des enceintes 6 ohms avec un ampli 3 ohms est fréquente. En général, il n'y a pas de crainte pour l'ampli, mais il peut être nécessaire de pousser le volume pour obtenir un niveau sonore convenable. Il n'y a pas de risque pour les enceintes, car elles ne sont pas faites pour tirer des watts avec un ampli 3 ohms. Cependant, il existe un risque d'effets de clipping si l'on pousse l'ampli au maximum.
Il est important de noter que les enceintes 3 ohms sont rares. En hi-fi, on trouve généralement des enceintes de 8 ohms, et en sono et voiture, de 4 ohms. Les spécifications de l'ampli peuvent ne pas correspondre aux spécifications standard des enceintes et des amplis HC en général, ce qui rend l'adaptation du nouveau matériel un peu aléatoire.
Il est probable que l'ampli soit en réalité plutôt 4 ou 6 ohms, et dans ce cas, cela ne poserait en théorie pas de problème avec des enceintes de 6 ohms. Il faut également regarder les watts RMS.
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Impédance : une notion clé
L'impédance est une valeur de résistance électrique. Plus elle est haute, plus l'élément en question va opposer de résistance au passage du courant. Pour une enceinte, on parle d'impédance. Plus l'impédance est faible, plus on se rapproche d'une absence de résistance, ce que les amplis n'apprécient pas. Les amplis hi-fi sont conçus pour accepter des enceintes de 4 ohms minimum. En dessous, il est possible de déclencher des sécurités anti-surintensité.
Tant que l'on reste au-dessus du minimum annoncé par le fabricant, il n'y a pas de soucis. Par contre, plus l'impédance est haute, plus on perd de puissance. Un ampli de 250W sous 4 ohms fait en théorie 225W sous 8 ohms.
L'impédance varie en fonction de la fréquence. Une enceinte annotée 8 ohms peut très bien, lorsqu'on lui envoie du 40 Hz, montrer une impédance de 30 ohms et seulement de 4 ohms à 60Hz par exemple.
En résumé, il faut s'assurer que l'ampli accepte une charge de 3 ohms minimum et lui connecter des enceintes d'au moins 3 ohms.
Ampli et enceintes : qui fait quoi ?
L'ampli est un générateur de courant, l'enceinte une charge présentant une impédance. L'ampli n'a pas d'impédance à proprement parler, il sert uniquement à générer du courant. Le générateur de courant n'accepte pas les court-circuits (impédance trop basse). L'enceinte présente une impédance à ce générateur de courant. On dit que l'ampli "pilote" les enceintes.
Seules les enceintes ont une impédance. Plus elle est faible, plus cela demande de travail à l'ampli qui les alimente. L'ampli ne retient rien, il ne fait que fournir. Cependant, si les enceintes sont trop peu résistives, l'ampli peut être susceptible d'en fournir trop et de claquer (d'où les sécurités intégrées contre les surintensités).
Dans le cas d'un ampli 3 ohms, on peut mettre n'importe quelle enceinte, sans risques, qui présente une impédance supérieure ou égale à 3 ohms. Car les concepteurs ont fait en sorte que dès 3 ohms, l'ampli ne devrait pas trop travailler par rapport à ses capacités.
Un ampli peut fournir telle ou telle puissance pour une impédance donnée. Par exemple, 250W sous 8 ohms et 2100W sous 4 ohms. Il est préférable de se rapprocher d'un ampli qui arrive à doubler sa puissance quand l'impédance de la charge qu'il pilote est divisée par deux, c'est signe d'une bonne alimentation.
La norme dans le monde du vrai matériel (matos domestique hors cochonneries grand public et matos pro) est d'avoir du matériel qui accepte minimum 4 ohms.
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