Les types de Haut-Parleur

La construction d'un HP idéal c'est un peu comme la quadrature du cercle, il faut déplacer avec précision une membrane de grande surface pour les sons graves, petites pour les sons aigus, mais toujours infiniment rigide et ultra légère…

Voici les techniques les plus couramment mises en œuvre pour tenter d'aboutir à un résultat convainquant pour nos oreilles.

Le haut-parleur électrodynamique

Le HP le plus répandu et le plus ancien, mais il ne cesse d'évoluer surtout grâce à l'utilisation de nouveau matériaux. C'est toujours une membrane rigide et aussi légère que possible qui est mise en mouvement par le courant électrique circulant dans une bobine plongée dans un champ magnétique intense.

Tout le monde a déjà constaté que ces HP sont en général spécialisés dans une partie du registre acoustique, dans l'aigu on privilégie la légèreté de la membrane et la forme permettant l'angle de diffusion le plus large, dans le grave c'est la surface et l'amplitude du mouvement (il faut déplacer beaucoup d'air !), les HP médium ou grave-médium sont un savant compromis de toutes ces caractéristiques. Ces HP ont absolument besoin d'une enceinte (ou d'un baffle) pour fonctionner correctement. (pour les tweeters le volume est si petit qu’il est intégré dans l’aiment du HP)

Le haut-parleur électrostatique

Cette technique aussi très ancienne consiste à placer une fine membrane très légère entre deux électrodes perforées et à moduler avec le signal sonore un puissant champ électrostatique créé entre la membrane et les électrodes pour produire le son. Un des plus fervents défenseurs du procédé est la marque Quad qui a essayé de contourner le principal défaut du HP électrostatique, à savoir sa directivité très marquée à cause de sa très grande surface de membrane. Celui-ci est constitué d'électrodes concentriques qui font bouger les différentes sections de la fine membrane de façon à simuler une source sonore ponctuelle située derrière le HP.

Cette technologie a produit des enceintes très haut de gammes, malheureusement difficile à utiliser dans le cadre du home cinéma à cause de leur rayonnement dipolaire, d'un rendement modeste et de leur taille souvent imposante.

Le haut-parleur ionique

La plus originales des techniques, ici c'est une bulle d'air ionisée (plasma) chauffée par un courant électrique HF qui produit le son. Pour moduler le diamètre de la bulle de on fait varier sa température en modulant la puissance du courant HF, L'inertie presque nulle du système permet de reproduire sans difficulté des fréquences de plusieurs centaines de kHz ! Mais le faible volume de la bulle de plasma limite la bande passante a l'autre extrémité entre 3 et 5 kHz, malgré tout c'est un tweeter presque idéal (mais hors de prix). La société allemande Magnat produit toujours un modèle reconnaissable à sa sphère grillagée qui protège la bulle de plasma.

Le haut-parleur piézoélectrique

Tout le monde connaît les tweeters piézoélectriques en forme de pavillon avec leur très haut rendement, un prix très faible et une qualité plutôt médiocre. Mais il existe chez Audax un modèle très haut de gamme avec une membrane elliptique qui pulse comme une bulle ! Cela a été rendu possible grâce a des polymères qui se comportent comme un cristal piézoélectrique. A ma connaissance ce haut-parleur est le seul à utiliser cette technologie dans le domaine de la très haute-fidélité

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Le haut-parleur a ruban

Ici c'est un mince ruban métallisé qui est plongé dans l’entrefer d'un aimant très puissant, il fait à la fois office de moteur et de membrane pour le HP, celte technique permet de réaliser des tweeters extrêmement performant. Mais rien n'empêche (hormis le prix) de réaliser de grandes surfaces selon cette technique afin de reproduire des sont graves. Magnéplan est un des grands spécialistes de cette technique et réalise des enceintes multivoies sur ce principe

Le haut-parleur coaxial

Vous avez tous déjà vu des HP d'autoradio avec le tweeter monté au centre, en Hi-Fi cette technique à été poussée à son apogée par la firme Cabasse qui est la seule capable de réaliser un haut-parleur a quatre voies concentriques simulant à la perfection un seule source sonore ponctuelle, ce HP couvre à lui tout seul (si l'on peut dire) la bande sonore de 20 Hz à 22 kHz

Refroidissement au ferrofluid

Le ferrofluid est un mélange de lubrifiant et de poudre magnétique, introduit dans l'entrefer d'un HP il concentre le champ magnétique et transmet les calories de la bobine vers l'aimant du HP.

Voici une photo infrarouge de deux tweeters au départ identique alimentés depuis deux minutes par un signal d'une puissance constante de 20 Watts.

L'entrefer du tweeter de gauche a été nettoyé à l'air comprimé, il suffit de quelque Watts supplémentaires et la bobine dépasse 120°C, c'est la mort du tweeter, à droite le ferrofluid a transmis la chaleur au moteur du tweeter, la tenue en puissance est quasiment doublée.

Les détracteurs de ce procédé affirment que ces tweeters deviennent agressifs aux niveaux élevés parce que la viscosité du ferrofluid diminue avec la température et modifie donc l'amortissement de la résonance inférieure du tweeter. C'est plus ou moins vrai, mais cela dépend de la qualité de fabrication du tweeter, et de toute façon à de tels niveaux sonores la plupart des tweeters sans ferrofluid sont déjà mort ! Dans tous les cas l'amortissement important de la résonance apporte l'avantage d'une courbe d'impédance presque plate, ce qui est idéal pour un filtre passif si sa fréquence de coupure se situe à peine une octave au-dessus de la résonance du tweeter.

Conclusion

Encore une fois il existe de nombreuse approche pour réaliser un même objectif, reproduire de la musique.

Mais dans un système 5.1 ou 6.1 adapté au home-cinéma ou à la reproduction des SACD multicanaux nous avons des contraintes nouvelles par rapport à la reproduction stéréo, et toutes les techniques de reproduction sonore ne s'y adapte pas facilement.