Vibrations

 

Les vibrations indésirables

sont les pires ennemies de vos enceintes !

sphere%2025%20px.gif Les résonances de l'air 

Ces résonnances peuvent être freinées en disposant au milieu de l'enceinte, (là ou la vitesse de l'air est maximale), un matériaux capable de ralentir l'air (laine de verre, de roche, ou fibre de naturelle ou synthétique...), ou au niveau des parois (là ou  la pression est la plus forte) avec un matériau plus lourd et poreux (moquette, feutre, bitume....) pour absorber de l'énergie par compression.

Vous pouvez constater ci dessous que l'amortissement de l'enceinte rend la courbe de réponse beaucoup plus linéaire et réduit considérablement la durée des résonances.

 

Enceinte close de 60 Dm3
vide
Enceinte close de 60 Dm3
remplie à 100% d'une ouate synthétique
Amortis1.gif Amortis2.gif


je conseille quel que soit le type de  l'enceinte de commencer par recouvrir toutes les surfaces internes de moquette en dalle (ces dalles ont un dos en matériaux bitumeux très lourd capable de réduire aussi les résonances des parois).


Pour les petits volumes des médium-aigu les proportions du boitier s’approchent souvent d’une forme presque carrée qui est normalement à proscrire, on pourra alors diviser en deux le volume à l'arrière du HP sur une diagonale avec un rectangle de dalle de moquette. Cette technique brise la forme carre et réduit aussi l’influence des ondes stationnaires.


Ensuite il faut remplir  plus ou moins l'enceinte de fibre (de verre, de roche ou synthétique).

Pour une enceinte close


le remplissage optimal est souvent compris entre 50% et 80% du volume de l'enceinte, cela suffit grâce à l'efficacité de la moquette (ou du feutre épais).


Le  remplissage d'une l'enceinte pour reduire les resonances augmente le volume apparent de 5% à 10% pour un remplissage compris entre 50% et 100% (le volume de ouate synthétique non tassée par rapport au volume de l'enceinte) Pour les enceintes closes de petit taille, il est conseillé de corriger le volume réel en le réduisant de 5% à la construction


Pour une enceinte bass-reflex,


le remplissage ne doit jamais dépasser 60% sous peine de perturber le bon fonctionnement du système bass-reflex L'expérience montre que les enceintes bass-reflex de grand volume ont toujours des résonances résiduelles, il est donc fortement conseillé de limiter leur bande passante à l'extrême grave.


Le cas particulier du caisson de grave


(ou Sub en langage home-cinéma), en mesurant sa plus grande dimension interne il est facile de calculer la première résonance  (qui ce situe à 242 Hz pour une longueur de 70 Cm par exemple). Si cette première résonance a une fréquence au moins deux fois plus élevée que la fréquence de coupure du caisson (limité à 100 Hz par exemple), cela signifie que les résonances du caisson apparaissent à des fréquences qui ne seront plus gênantes. Il est donc  possible de supprimer tout matériaux absorbant, mais dans la pratique il est toujours utile d'en prévoir un minimum, l'idéal est d'utiliser uniquement les dalles de moquettes qui amortirons suffisamment les résonances sans gêner les mouvement d'air de grande amplitude nécessaire a un grave ample et précis.



Procédure pour trouver le bon remplissage:


Pour choisir la quantité de matériaux de remplissage il faut comparer deux enceintes identiques. Vous placez les deux enceintes cote à cote au centre de la zone d'écoute à éloignée tout obstacle. La première est vide, l'autre remplie à 100%.


Vous les comparez avec une source mono (la FM avec de la musique et des voix humaine, mais uniquement les émetteurs nationaux réputé pour ne pas remixer tout pour faire "couleur locale"). L'enceinte vide permettra de bien  repérer les résonances dans un premier temps, ensuite vous la remplissez  50% et vous recommencez le test. Après il faut réduire le contenu de l'enceinte pleine à 75% et  recommencer le test. A partir de là vous aurez déjà une idée assez précise du remplissage, entre 100% et 75%, de 75% à 50% ou moins de 50% (ça arrive pour les caissons de grave uniquement). Ensuite c'est une question de goût et de patience


Pour résumer, si vous mettez trop de fibres cela réduit la dynamique des sons graves (sons étouffé), si vous diminuer le remplissage le grave redevient précis mais les résonances résiduelles réapparaissent et le médium perd en clarté (son de boite).



sphere%2025%20px.gif Les résonances des parois

Les membranes des HP de médium et d'aigu doivent produire des mouvements de quelques centièmes de millimètres avec une très grande précision, pour cette raison, toute l'enceinte et surtout la face avant qui sert de support à ces HP ne doit produire aucune vibration parasite. Et de toute évidence, seul le son produit par les vibrations des membranes des HP nous intéresse; pas celui de la boite !

Les vibrations des parois sont pourtant presque impossible à éviter, mais il faut essayer de réduire au maximum leur amplitude et leur durée. Une enceinte bien construite donne en principe un son mat et très bref quand on la frappe avec le dos des phalanges (elle sonne comme si elle était pleine !).


L'expérience

Ces oscillogrammes ont été mesuré par un accéléromètre fixé sur différents panneaux de 50 Cm x 50 Cm percutés avec la même force par une bille d'acier. Ce graphique explique clairement que la paroi alourdie par le bitume vibre moins longtemps, et que les renforts réduisent l'amplitude des vibrations. Il est donc souvent préférable de rigidifier les parois à l'aide de tasseaux et de les alourdir avec des plaques de bitume, voir de plomb, plutôt que d'en augmenter l'épaisseur.


Paneaux.jpg

1: Contreplaqué de 20 mm d'épaisseur
2: Contreplaqué de 10 mm avec avec deux tasseaux de 30x20 mm
3: Contreplaqué de 10mm recouvert au dos de 1 mm de bitume
4: Novopan de 12 mm d'épaisseur
5: Novopan de 12 mm recouvert au dos de 1 mm de bitume
6: Panneau de ciment de 50 mm d'épaisseur


On constate que le novopan a un comportement plutôt honnête, sa version plus moderne appelée "médium" ou "MDF" a l'avantage d'un grain plus fin et d'une densité encore un peu plus grande. Ce sont des matériaux composites (fibres de bois et colle) presque inertes et tout à fait anisotropes, pour faire mieux il faut utiliser des composites de résine-fibre-ciment très compliqués à mettre au point.

 

Mon conseil

 
Pour des petites enceintes (moins de 30 x 25 x 20 Cm par esemple) une épaisseur de 16 mm de méduim est suffisante à condition de prévoir quelques renforts. Pour les plus grandes enceintes, il faut utiliser du méduim de 21 ou 25 mm, et des renforts répartis tout les 20 Cm au moins.

 
Pour amortir (réduire la durée) des vibrations résiduelles, je recommende d'utiliser de la moquette en dalle qui participera aussi à l'amortissement de l'air. Ces dalles que vous collez sur toutes les surfaces internes (avec une colle type Patex) doivent avoir un dos en matériaux bitumeux  lourd, évitez absolument les dos en mous en latex le son de l'enceinte deviendrai mous lui aussi !



sphere%2025%20px.gif Les ondes de surfaces

Le premier obstacle rencontré par les ondes sonores produitent par un Hp est la face avant de l'enceinte acoustique. La forme de cette surface agit comme un filtre et modifie la courbe de réponse. Pour diminuer l'influence néfaste de la face avant il existe plusieurs méthodes que l'on peu combiner.

Disposition asymétrique des hauts parleurs (facile à réaliser et efficace, utilisez des rapport comme 2/3 de la largeur, et 3/4 ou 4/5 de la hauteur par ex.)


Courbure importante de la face avant (difficile à réaliser, mais la plus efficace quand la forme approche une portion de sphère ou un cylindre alongé)


Bords arrondis de la face avant (relativement facile à réaliser pas très efficace si le rayon est inférieur à 15% de la largeur de l'enceinte)


Absorber l'onde de surface avec un feutre épais (facile à réaliser et très efficace aux fréquences les plus élevées)


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Courbe rouge: le tweeter est monté sur un baffle plan de 25 x 100 Cm, l'axe du HP est à 12.5 Cm des bords gauche droite et haut
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Courbe rouge: le tweeter est monté sur le même baffle, l'axe du HP est à 11Cm du bord gauche, 14 Cm du bord droite et à 17 Cm du haut
Pour les courbes noires le Tweeter est rmonté sur le baffle plan au normes DIN 45575

 
Il faut absolument utiliser un ou plusieurs de ces procédés pour ne pas détériorer la courbe de réponse du tweeter et du HP de grave-médium.




sphere%2025%20px.gif La fixations des haut-parleurs

J'ai failli oublier la fixation des HP. Ce point est beaucoup plus important que vous ne le pensez, il faut toujours avoir a l'esprit que le son est produit par les vibrations de la membrane qui naissent dans le moteur du HP. c'est en fait l'aimant qui est le point de référence, c'est lui qui doit être totalement immobilisé ! Lorsque la membrane d'un HP de grave se déplace d'un millimètre, ce déplacement doit être exécuté avec une précision de l'ordre du micron pour obtenir une précision digne d'une enceinte de qualité.

C'est pourquoi il existe des HP qui sont fixé par l'aimant, c'est rare, et difficile à mettre en oeuvre, mais c'est certainement une solution techniquement intéressante. La méthode classique consiste à fixer solidement le châssis du HP sur une enceinte suffisamment rigide et inerte, ce châssis doit être bien entendu lui aussi très solide et exempt de tendance à entrer en vibration. Pour le tweeter qui dont le déplacement se mesure en dixièmes de millimètres, la qualité de la fixation est évidemment aussi critique. C'est pour cette raison que je conseille de concevoir vos enceintes avec un logement réservé au tweeter, cela le protège des vibrations des autres HP et rigidifie l'enceinte a proximité du tweeter.


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Pour une bonne fixation, il faut absolument utiliser des écrous à crampons et des vis a filetage "métal", parce que les vis à bois ne permettent pas la même qualité de fixation et de serrage, surtout après les démontages et remontages nécessaires  à la mise au point de l'amortissement de l'air. N'oubliez pas non plus l'importance du joint d'étanchéité qui doit suffisamment solide, personnellement je conseille le feutre autocollant ou un jiont en carton pas trop épais ni trop dur. Ne serrez toutefois pas les vis comme un forcené, il ne faut tout de même pas abîmer les filetages.

 



       

         


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