Le terme "enceinte" possède plusieurs significations selon le contexte. Il peut désigner une fortification, un état de grossesse, ou encore un dispositif électroacoustique. Cet article se propose d'explorer ces différentes acceptions, en mettant l'accent sur l'enceinte acoustique, composant essentiel des systèmes de sonorisation.
ENCEINTE (Grosse)
Dans le langage courant, "enceinte" est un adjectif féminin qui signifie "être dans l'état de grossesse".
ENCEINTE (Fortification)
Historiquement, une enceinte désigne une construction entourant une ville ou un lieu pour assurer sa défense. Il s'agit d'un mur d'enceinte, d'une fortification.
L'enceinte acoustique : Définition et rôle
Une enceinte acoustique, ou enceinte sono, est un élément clé d'un système audio. Elle assure la diffusion sonore, que ce soit sur scène, en studio, ou à domicile. Elle est conçue pour optimiser le rayonnement sonore d'un ou plusieurs haut-parleurs. Derrière une grille ou un tissu protecteur se trouvent des composants avancés qui permettent de transformer un signal électrique en ondes sonores audibles. Le son est amplifié par un amplificateur, qui peut être intégré à l'enceinte (enceinte active) ou externe (enceinte passive).
Le plus souvent, une enceinte standard est équipée d'un woofer pour reproduire les médiums et les graves, et d'un tweeter pour les aigus. Certains modèles peuvent comporter plusieurs woofers pour une meilleure restitution des basses fréquences. Dans une installation sono de grande envergure, les enceintes large bande sont principalement utilisées pour les médiums et les aigus, tandis que les graves sont pris en charge par des caissons de basses dédiés.
Lire aussi: Amplificateurs multiples sur une seule paire d'enceintes
Différents types d'enceintes
Le marché propose une grande variété d'enceintes, chacune étant conçue pour une application spécifique :
- Enceintes sono: Conçues pour une utilisation sur scène, elles se retrouvent souvent dans des packs sono ou sont utilisées avec des caissons de basses.
- Enceintes Bluetooth: Pensées pour l'écoute musicale, elles offrent une connectivité sans fil pratique.
- Enceintes sono portables: Équipées d'une batterie rechargeable, elles sont idéales pour une utilisation en extérieur ou dans des lieux sans alimentation électrique fixe. Elles sont généralement plus puissantes et encombrantes que les enceintes Bluetooth standard.
- Moniteurs de studio: Conçus pour un usage professionnel en studio d'enregistrement ou en cabine DJ, ils offrent un son neutre et précis, essentiel pour le mixage audio.
- Retours de scène: Ces enceintes sont utilisées pour permettre aux musiciens et aux DJs de s'entendre jouer sur scène. Leur conception inclinée permet de les positionner au sol et de diriger le son vers les artistes.
Enceintes actives vs. passives
Une distinction importante doit être faite entre les enceintes actives et les enceintes passives.
- Enceintes actives: Elles intègrent un amplificateur, ce qui simplifie l'installation et évite l'achat d'un ampli externe. Elles sont souvent privilégiées par les débutants.
- Enceintes passives: Elles nécessitent un amplificateur externe pour fonctionner. Elles sont généralement plus légères et moins chères que les enceintes actives. Le choix d'une enceinte passive implique de s'assurer de la compatibilité avec l'amplificateur utilisé.
Caissons de basses
Les caissons de basses sont des enceintes spécialisées dans la reproduction des basses fréquences. Ils sont utilisés pour compléter une ou plusieurs enceintes standard. Un système sono peut être composé d'un caisson de basses et d'une paire d'enceintes satellites (large bande), ou de deux caissons de basses et deux enceintes satellites pour une puissance accrue et une image stéréo équilibrée. Comme les enceintes, les caissons de basses existent en versions active et passive.
Choisir la bonne taille de woofer
Le diamètre du woofer influence la capacité de l'enceinte à reproduire les basses fréquences. Le choix de la taille du woofer dépend de l'application et de la taille de l'espace à sonoriser.
- Studios de taille moyenne: Un woofer de 5 pouces peut suffire.
- Scène: On utilise souvent des modèles plus grands, de 8, 10, 12 ou 15 pouces.
- Discours dans une salle de taille moyenne: Un modèle de 10 pouces est un bon choix.
- Musique: Une enceinte de 12 pouces peut convenir.
- Musique électronique avec des basses profondes: Un modèle de 15 pouces est préférable.
- Grandes salles ou recherche de basses profondes: Il est recommandé de compléter les enceintes large bande avec un caisson de basses.
- DJs amateurs de kickrolls: Un modèle de 18 pouces peut être envisagé.
Si vous hésitez à utiliser un caisson de basses, commencez par un ensemble d'enceintes large bande et ajoutez un caisson de basses ultérieurement si nécessaire.
Lire aussi: DIU cuivre et conception
Puissance et pression acoustique (SPL)
Bien qu'une enceinte de 200 watts puisse produire un volume plus élevé qu'une enceinte de 100 watts, le volume sonore n'est pas deux fois plus important. La puissance d'une enceinte est un facteur à considérer, mais elle n'est pas le seul. Le nombre de watts est lié au niveau de la pression acoustique maximale (SPL), qui indique le niveau sonore maximal que l'enceinte peut produire. Plus la puissance est élevée, plus la pression acoustique maximale est importante. Pour comparer deux enceintes, il est utile de comparer leur niveau de décibels (dB).
La puissance en watts est moins importante pour l'achat d'une enceinte active que pour une enceinte passive. Dans le cas d'une enceinte passive, la puissance doit être adaptée à celle de l'amplificateur.
Systèmes 100 volts
Les enceintes 100 volts fonctionnent différemment des enceintes standard. Elles sont utilisées avec un système 100 volts, qui fournit 100 ou 70 volts au lieu de watts. Les systèmes 100 volts offrent une puissance plus importante et permettent d'utiliser de nombreuses enceintes et de longs câbles sans compromettre la qualité audio.
Connectique
Les enceintes et les caissons de basses passifs sont souvent équipés de connecteurs d'enceinte verrouillables (fiches SpeakOn de Neutrik), de connecteurs jack 6,35 mm ou de connecteurs serre-fils. Les enceintes et les caissons de basses actifs offrent une plus grande variété d'entrées et de sorties, notamment des connecteurs XLR, des connecteurs combo XLR/jack 6,35 mm et des connecteurs XLR out/link/thru pour chaîner le son mono vers une autre enceinte.
L'importance de l'enceinte dans un système audio
Les enceintes sont un élément essentiel d'un système audio. Elles permettent de diffuser le son, à l'instar d'un téléviseur pour l'image. Dans un système 2.1, les enceintes diffusent les sons aigus et moyens en stéréo, tandis que le caisson de basses prend en charge les basses. Dans une installation 5.1, cinq enceintes sont disposées dans la pièce pour reproduire un son en 3D.
Lire aussi: Joie et paternité pour Gérard Darmon
Il existe une grande variété d'équipements sonores, allant des petites enceintes standard aux gros systèmes de sonorisation.
Le baffle : Optimisation du rendement sonore
La membrane d'un haut-parleur vibre l'air devant et derrière elle. La vibration arrière est déphasée de 180°, ce qui peut entraîner une annulation des ondes sonores. Pour éviter cela, il est nécessaire d'absorber les vibrations arrières ou de les déphaser de 180° afin qu'elles n'affectent pas les ondes émises par l'avant du haut-parleur.
Avant d'acheter des enceintes acoustiques, il est important de déterminer le lieu d'écoute et l'utilisation prévue : sonorisation de fêtes ou haute-fidélité.
L'enceinte close
Le volume d'air contenu dans une enceinte close agit comme un ressort. La réponse dans le grave est optimale lorsque le paramètre QTC=0.707. Pour les valeurs de QTC<0.707, la courbe de réponse commence à chuter plus haut en fréquence. Une enceinte close de très grand volume est appelée enceinte infinie, car l'air qu'elle contient n'a plus d'effet de ressort.
L'enceinte Bass-Reflex
Les enceintes Bass-Reflex sont facilement identifiables grâce à leur évent. Elles sont basées sur le principe du résonateur de Helmholtz, constitué d'un volume et d'un évent. Le but d'une enceinte Bass-Reflex est de récupérer les ondes sonores émises à l'intérieur du caisson et de les restituer en phase avec le son émis à l'avant de l'enceinte.
Le mouvement vers l'avant de la membrane d'un haut-parleur crée une pression de l'air, accompagnée d'une dépression équivalente à l'arrière de la membrane. Le Bass-Reflex permet de faire sortir les sons enfermés à l'intérieur du caisson et de les restituer dans la pièce en phase avec le son émis.
À la fréquence d'accord de l'évent dans le volume de l'enceinte, le déplacement de la membrane est presque nul. Le rayonnement sonore se fait intégralement par l'évent. Le dimensionnement du volume de l'enceinte et de l'accord de l'évent se fait en fonction des caractéristiques du haut-parleur. Tous les haut-parleurs ne sont pas adaptés au montage en bass-reflex. Un haut-parleur ayant un QT (ou QTS) compris entre 0.25 et 0.50 fonctionne en bass-reflex, mais le volume doit être calculé avec soin.
L'accord de l'évent est crucial pour le rendu sonore final. Un accord trop haut se traduit par un son "boum boum" désagréable, tandis qu'un accord trop bas augmente le déplacement de la membrane et le risque de détérioration du haut-parleur.
L'enceinte avec radiateur passif
C'est une variante du bass-reflex qui utilise une membrane sans moteur (aimant et bobine) à la place de l'évent. Le terme exact est "radiateur passif". L'évent d'un bass-reflex assure un accord à une fréquence précise. Vu de l'extérieur, une enceinte avec radiateur passif aura deux membranes, tandis qu'une enceinte bass-reflex n'en aura qu'une plus un évent. Certains acheteurs non techniciens considèrent que plus il y a de haut-parleurs, mieux c'est. Il est possible de réaliser un accord très bas en fréquence dans un petit volume avec un radiateur passif, ce qui n'est pas réalisable avec un évent, ou alors pour un niveau sonore trop faible.
L'enceinte ouverte (baffle plan)
C'est une enceinte ouverte sans fond ou simplement une plaque plus ou moins grande, qui sépare l'onde arrière du haut-parleur de l'onde avant, et limite ainsi le court-circuit acoustique. Soit L la largeur de la plaque, et C la vitesse du son, le court-circuit acoustique se produit à la fréquence F=C/2/L. En dessous de la fréquence du court-circuit acoustique, la réponse chute à raison de 12 dB/octave jusqu’à la fréquence de résonance (FR ou FS) du haut-parleur. En dessous de la fréquence de résonance du haut-parleur, la réponse chute à raison de 18 dB/octave. La réponse dans le grave est limitée. Cette réponse dans le grave n'est obtenue que si le haut-parleur a des caractéristiques adaptées à cette charge. Pour les enceintes ouvertes sans fond, il faut veiller à ce que les côtés ne dépassent pas 1/4 de la largeur pour ne pas avoir un accident dans la courbe de réponse. La bande-passante peut être améliorée dans le grave par l'ajout d'un filtre passe-bas du deuxième ordre dont la fréquence de coupure est à peine supérieure à la fréquence de résonance du haut-parleur. Cependant, l'enceinte subit une perte de rendement relativement importante qui nécessite donc un amplificateur puissant ou l'utilisation d'un haut-parleur à très haut rendement. La réponse impulsionelle est encore meilleure qu'en baffle clos.
L'enceinte à pavillon
Quand les hommes préhistoriques voulaient que leur voix porte loin, ils mettaient leur main en entonnoir devant leur bouche. Le principal intérêt des pavillons est le très bon couplage avec l'air ambiant. C'est pourquoi ils étaient utilisés au tout début de la reproduction sonore avec les phonographes, quand les amplis n'existaient pas. Plus tard les premiers amplis étaient de très faible puissance. L'époque du cinéma parlant fut la grande époque des pavillons, pour sonoriser des salles de 1000 ou 1500 places avec des amplis de 10 ou 20 W seulement. Souvent les moteurs d'aigus (tweeters) sont surmontés d'un pavillon qui aide à la diffusion des hautes fréquences (qui sont par nature plus directionnelles) Le principal avantage reste l'augmentation du rendement. Ils reprennent un principe connu de tous, celui du porte voix. Sans entrer dans le détail, ce principe permet de faire déplacer à une membrane de haut-parleur une quantité d'air supérieure à sa surface. La quantité d'air déplacée sera égale à la surface de la bouche du pavillon, d'où un meilleur rendement (pression acoustique supérieure). Outre les tweeters, ce principe est utilisé pour les enceintes. Généralement il s'agit d'enceintes utilisant un unique haut-parleur (large bande). On voit aussi des utilisations en sonorisation dans les enceintes dédiées aux basses. Ces enceintes récupèrent l'onde arrière du haut-parleur et la fait passer dans un pavillon. La bande passante est ainsi élargie. Ce type de charge est particulièrement adapté aux large bande dont le seul défaut est de manquer de graves.
L'enceinte coaxiale
Le terme "enceinte coaxiale" est incorrect. Il s'agit d'une enceinte qui utilise un haut-parleur coaxial.
Enceintes actives : Filtrage actif vs. passif
Les enceintes actives peuvent être amplifiées ou non. Dans certains contextes, pour gagner en mobilité ou pour économiser un ampli, on utilise des enceintes actives, qui sont alimentées par le secteur (220 V) et qui intègrent l'ampli de puissance. Leur principal usage est pour les ordinateurs, l'écoute en studio, mais il existe aussi des enceintes actives de diffusion. Il existe cependant des systèmes d'enceintes actives sans l'amplification interne (une enceinte active n'est donc pas automatiquement amplifiée).
La caractéristique "active" se situe au niveau du filtrage des fréquences. Alors qu'une enceinte passive reçoit un signal sonore amplifié, son filtre va séparer les fréquences entre les différents HP : c'est un filtrage passif (filtrage après amplification). Pour le filtrage actif, le but est de filtrer avant l'amplification (système actif). Dans la majorité des enceintes actives, on trouve une bi-amplification ou tri-amplification du son (pour une enceinte à deux voies ou trois voies). Mais pour beaucoup d'installations, notamment en sonorisation et concert, on trouve des systèmes actifs, c’est-à-dire qu'un filtre actif sépare les fréquences du signal puis les envoie vers les amplis séparés respectifs (par exemple : fréquences aigus et fréquences basses), et peuvent rejoindre ainsi la même enceinte à l'aide d'une prise par HP.
Moniteurs et retours de scène : Des enceintes spécialisées
Le moniteur est une enceinte très haute fidélité, dont la caractéristique première est une réponse linéaire en fréquence et en intensité. Les enceintes de retours sont des enceintes dédiées à l'écoute des musiciens sur scène. Elles sont généralement conçues avec un pan coupé afin de diriger le son vers les oreilles des musiciens une fois posées au sol. Ces enceintes ont en général une bande passante tronquée dans le grave (< 50Hz) et plate dans l'aigu, ceci afin d'assurer une grande intelligibilité du message, la contrepartie étant un son parfois subjectivement agressif.
Caisson de basses et canal LFE (Low Frequency Effect)
Les caissons de basses sont utilisés pour la prise en charge du canal LFE (Low Frequency Effect) des bandes sonores de film. On lit souvent que la position dans la pièce n'a aucune importance, du fait des grandes longueurs d'ondes considérées. Or, le couplage du caisson suivant son emplacement (contre un mur ou dans un coin) augmente plus ou moins considérablement sa bande passante, parfois au point de créer une bosse ce qui se traduit pas un son lourd et redondant.
Puissance acoustique, pression acoustique et niveau sonore
Pour une source à rayonnement sphérique (dès que l'on se trouve à une distance grande en comparaison de la taille de la source), la puissance acoustique d'un son (W) est divisée par quatre lorsque la distance est multipliée par deux (la puissance de la source est répartie sur une surface quatre fois plus grande) mais sa pression acoustique (Pa) est divisée par deux seulement, ce qui engendre une diminution du niveau sonore (Lp) de 6 dB. Les sons aigus sont plus sensibles aux obstacles sur leur chemin. Ils ont tendance à perdre en intensité plus rapidement que les graves.
Rendement et sensibilité d'une enceinte
L'efficacité, ou rendement, d'une enceinte est lié au rapport entre la puissance acoustique délivrée pour une puissance électrique donnée en entrée. Clairement le rendement s'exprime en % = Puissance acoustique / Puissance électrique ; la sensibilité s'exprime en dBspl/1W/1m (littéralement : dBsound-pressure-level pour 1W en entrée à 1m de distance), ce qui correspond pour une enceinte d'impédance nominale de 8ohms à dBspl/2,83V/1m. Par exemple prenons le cas d'une enceinte de sensibilité 97dBspl/1W/1m, nous lui fournissons un signal de 512W, le niveau spl à 1m est alors de 124dBspl.
Prix des enceintes
Entre robustesse, efficacité, linéarité, netteté du son, bande passante et puissance : les prix peuvent énormément varier : de 150 € l'unité pour l'entrée de gamme à plus de 40 000 € quand on veut plus de qualité.
tags: #qu #est #ce #qu #une #enceinte