La théorie des câbles

 


Remarque :


Je re-édite cette page à la demande de certains internautes, mais sachez que je ne lancerai plus dans la polémique que sa première parution a provoquée et je ne répondrai plus aux mails concernant ce sujet. Si vous avez des doutes, faites des recherches avec Google pour trouver des personnes ayant expérimentés ce qui suit ou faite l’expérience vous-même.


Oubliez toutes les théories abracadabrantes 


Je soupçonne que de nombreuses théories fumeuses ont été inventées et diffusées par certains fabricants ou certains vendeurs de matériel plus ou moins ésotérique pour pouvoir vous proposent des câbles qui ont une seule propriété miraculeuse, celle de vous vider votre compte en banque.

Toutes les théories sur les propriétés d'un cuivre spécial qui améliore  le son (grâce à une structure plus dense ou plus régulière, moins d'espace entre les atomes de cuivre, molécules ou cristaux plus ordonnées, critaux de cuivre plus grand etc.. ), sont purement et simplement du pipo !


Même s'il existe diferentes qualités de cuivre (par exeple pour la plomberie et l'électricité), l'influence des câbles sur la qualité du son reste microscopique, et ne vient certainement pas de la nature du métal conducteur.



Fuiez celui qui vous parle d'augmenter la vitesse des électrons par quelque moyen que ce soit, à moins qu'il ne vende des accélérateurs de particules. 

Le cuivre normal (si on peut dire) est obtenu par électrolyse et est pur à plus de 99 %, de plus tout le cuivre produit pour les câbles électriques depuis les années 50 (1950 bien sur) est désoxygéné ! 

Il est vrai que l'effet de peau (un déplacement des électrons réduit dans le cœur du câble) apparaît progressivement avec la fréquence et est réellement gênant au dessus de plusieurs centaines de kiloherz, mais là on est un peu loin de la HI-FI non ?

L'impédance nominale du câble à effectivement une influence sur les fréquences les plus élevées, cela est particulièrement vrai pour la vidéo qui comporte des fréquences très élevées. Mais pour l’audio, la dégradations produite par une adaptation d’impédance même très mauvaise restera très faible.

Eventuellement la nouvelle théorie des micro-décharges d'interface (MDI) entre conducteur et isolant est plus ou moins crédible. Et si elle est vraie elle ne peut pas expliquer autre chose qu'un bruit de fond comparable au bruit thermique. Et à ce jour seul le bruit thermique est mesurable !

Le prix exorbitant des câbles miraculeux est toujours justifié par des explications pseudo scientifiques plus que douteuses, Il n'y a pourtant aucun mystère dans ce domaine. Même si toutes les subtilités de la reproduction sonore audiophile ne s'expliquent pas facilement, il y a toujours une explication rationnelle et vérifiable à la clef de chaque mystère (quelquefois l'appât du gain de certains vendeurs).

Pour bien mettre les choses au point, il n'est pas possible d'améliorer un système avec des câbles aux propriétés mystérieuses, par contre avec des câbles correctement adaptés on peut en tirer le maximum, un point c'est tout !



Un mot sur les tests comparatifs


Fin 2000 un test comparatif a été réalisé à Berlin avec 300 étudiants amateurs de Hi Fi dont un grand nombre venait du conservatoire de musique. Lors du test en aveugle les réponses se sont réparties de façon aléatoire et aucune différence réelle n'a été mise en évidence lors de la comparaison de câble de HP ou de modulation. Par contre, dans le test où l'on montrait les câbles que l'on branchait sur des prises factices qui ne servaient pas à la reproduction musicale, un pourcentage important d'auditeurs a entendu des différences ! Il faut croire que certains n'entendent que ce qu'ils voient, d'autre n'entendent que ce qui a coûté cher.

Par contre l’oxydation des contacts peut vous jouer un méchant tour, vous venez d’acheter le fameux câble de modulation spécial CD qui coûte une fortune. Vous branchez la petite merveille et surprise les aigus sont légèrement plus détaillés, c’est un miracle ! En fait, comme vous n’avez pas touché depuis des années a ses prises les contacts se sont légèrement oxydé et lorsque vous avez débranché l’ancien puis branché votre truc miraculeux vous avez sans le savoir nettoyé les contacts. Hélas vous auriez pu obtenir le même résultat en rebranchant l’ancien câble ! ! ! Ce n’est pas une blague, j’ai un copain qui regrette encore d’avoir balancé son argent par la fenêtre.



Les vraies caractéristiques techniques d'un câble:

 

Georg Simon Ohm 


Physicien allemand (1789 - 1854). Il a découvert en 1827 les lois fondamentales des courants électriques et introduit les notions de quantité d'électricité et de tension induite.

 

Il aurait déjà de son temps pu vous expliquer presque tout ce qui vas suivre....

 

  

La résistance série du câble: 

 
Elle dépend surtout du diamètre du câble et de sa longueur et du matériau. Il est vrai que l'argent est un meilleur conducteur que le cuivre, mais il suffi d'augmenter de 10% le diamètre du câble de cuivre pour compenser cette différence, ce qui est beaucoup moins cher! Pour un calcul rapide de la résistance d'un câble en cuivre de 100 m utilisez la formule R = 1.73 / S avec R en Ohms et S la section du câble en mm2. 
 

La résistance de fuite du câble: 

 
Elle est due au fait que même le meilleur des isolants n'est pas parfait, mais comparée a l'impédance des enceintes (4 ou 8 Ohms) ou celles des entrées des appareils audio (10 K ou 47 K) cette résistance de plusieurs giga-ohms ne perturbe pas le circuit électrique de façon mesurable. (1000 0000 0000 = 1 giga).
  

La capacité du câble: 

 
Tout câble présente en plus de sa résistance une capacité et inductance propre. La capacité des câbles ordinaires est minuscule (de l’ordre de 100 pF/m). Elle dépend surtout du type d'isolant du câble et de l'écart entre les conducteurs. Dans certains cas, elle peut poser un problème pour les câbles blindés qui relient les appareils entre eux. La capacité totale est simplement la capacité au mètre multipliée par la longueur.
 

L'inductance du câble: 

 
Particulièrement l'auto-inductance qui le transforme en transformateur ! Elle dépend de la longueur du câble, de l'écart entre les conducteurs et de leur disposition les uns par rapport aux autres. En effet le courrant qui "monte" vers l'enceinte sur un fil induit un courrant dans l'autre fil parallèle et réciproquement. Voilà comment pour un câble de grande longueur (plusieurs mètres) peut apparaître une sorte de voile dans l'aigu. La méthode la plus simple pour réduire son effet est d'écarter les deux fils de quelques millimètres ou de construire un câble à quatre conducteurs. Pour les liaisons audio entre les autres appareils l'inductance ne pose normalement aucun problème.

 

L'effet de peau: 

 
Aux fréquences les plus élevées il est possible de montrer que le courant a tendance a circuler plus facilement a la périphérie du câble qu'au centre (les électrons se repoussent en quelque sorte), on peu exprimer ce phénomène comme une augmentation de la résistance apparente en fonction de la fréquence et du diamètre du câble. La résistance est calculée par la formule Rac = Rcc x 0.8 x (racine carré de S) avec Rcc en Ohms comme valeur de résistance au courant continu S la section du câble en mm2. 
 
 

Dans la pratique

 

Le câble de HP

 
Je choisi un cas de figure très défavorable, nous avons une enceinte de 4 Ohms avec 10 m de câble de 5 mm2 (soit 20 m aller-retour) la résistance du câble est de 0,065 ohms et produit une atténuation 1.6% soit 0,14 DB au courant continu (et au basses fréquences), 
 
A 20 kHz l'effet de peau produit une augmentation de 143% de la résistance sa valeur apparente est de 0.093 Ohms et produit une perte totale de 0.05 DB de plus. C'est à mon humble avis inaudible pour des oreilles humaines, mais il n'est pas exclu que M. Spok puisse faire la différence (Star Trek pour les incultes). En choisissant un câble de 4 x2,5 mm2 (voir page Câble de HP) la perte à 20 kHz sera réduite à 0,025 DB.
 
La capacité du câble sera d'environ 1nF pourrait produire une atténuation des hautes fréquences. Mais il y a de forte chance que votre ampli ai une impédance de sortie inférieure à 0,1hm ce qui repousse la fréquence limite au delà de 1.5 MHz sans problème.
 
La réduction du couplage inductif des câbles aller et retour apporte une petite amélioration, et celle si est réellement perceptible si le reste de l'équipement est suffisamment performant. (voire page câbles maison)
 
Alors n'oubliez pas que chaque fois que vous réduisez la longueur du câble ces "défauts" minuscules, (inaudibles si les câbles sont correctement dimensionnés) seront encore réduits ! 
 

Les câbles audio analogiques

 
Toutes les liaisons analogiques se font en adaptation de tension, ceci implique en une impédance de sortie faible (moins de 100 Ohms) et une impédance d'entrée plusieurs centaines de fois plus élevée (plus de 10 KOhms).
 
Les courbes suivantes correspondent à 5 mètres de câble blindé de qualité tout à fait standard. Elles montrent que plus l'impédance de sortie (R sortie) et plus l'impédance d'entrée de l'étage suivant (R entrée) sont faibles, moins l'influence du câble se fera ressentir. (Notez que la courbe verte du tableau amplitude à été remontée de 10 dB pour être plus lisible). Les non-linéarités des courbes proviennebt uniquement de l'adaptation des impédances entre la source, le recepteur et celle propre au câble. (Comme je l'ai déjà expliqué, chaque câble a une inductance et une capacité qui dépend de sa longeur et de la géometrie de la section du câble).
 

variation de l'amplitude rotation de phase .
comportement du cable en basse fréquence
Courbe rouge noire verte
R sortie 22 Ohms 100 Ohms 1100 Ohms
R entrée 10 kOhms 47 kOhms 47 kOhms
C entrée 330 pF 330 pF 330 pF
R câble 200 mOhms 200 mOhms 200 mOhms
C câble 440 pF 440 pF 440 pF
L câble 100 microH 100 microH 100 microH

  

Si l'étage de sortie a une impédance de 50 à 100 Ohms l'influence du câble, quelle que soit sa qualité à toute les chances d'être microscopique (mais pas nulle, lisez tout de même la page consacrée aux câbles blindés). Dans ces conditions de la courbe rouge (sortie avec 22 Ohms) nous pouvons utiliser un câble blindé d'une dizaine de mètres et plus sans craindre des pertes de signal sonore, c'est une bonne solution pour connecter des enceintes amplifiées relativement éloignées du préamplificateur

 
 

Câbles vidéo analogiques

 
En vidéo les liaisons se font en adaptation d'impédance, il est donc recommandé d'utiliser du câble 50 Ohms parce que l'impédance nominale du câble est importante (mais pas aussi critique qu'en HF),. L'adaptation d'impédance de la sortie et de l'entrée vidéo garantit une très grande immunité aux parasites même sur des distances d’une dizaine de mètres. En théorie cette technique devrait produire une atténuation qui ne dépend que de la longueur du câble et reste égale pour toutes les fréquences. Dans la bande de fréquence utile en vidéo elle est très faible, pour de très longe distance on pourrait même envisager du câble pour antenne satellite avec une perte de 2 ou 3 DB pour 100 m, il suffit alors d’amplifier le signal pour retrouver le niveau original.
 
Il existe des câbles contenant plusieurs câbles blindés individuellement et regroupées sous un second blindage commun qui sera simplement relié à la masse des appareils, c'est parfait pour une excellente liaison RVB ou YUC, le seul paramètre a connaître c'est l'impédance nominale du câble.
 

Câbles audio numériques:

 
Les liaisons numériques sont aussi réalisées avec adaptation d'impédance (50 ou 75 Ohms), si vous utilisez des câbles ayant une impédance nominale correspondante il n’y aura jamais de problèmes. Pourtant certains recommandent du câble d'antenne, ce qui est certainement bon mais très difficile à relier à des prises Chinch (ou RCA) standard. Sachez aussi qu'un appareil respectant les normes doit obligatoirement avoir un transfo d'isolation en sortie, et la masse de la prise est reliée au châssis de l'appareil par une résistance de très faible valeur, donc les câbles spéciaux utilisant des transformateurs d'isolation sont tout à fait superflus. Voila pourquoi un câble numérique coaxial à plus de 2000 F est au moins 100 fois trop cher ! 

 
 

Je rappelle que je ne répondrai plus
aux mails traitant de ce sujet, 
pour moi il n’y à rien a ajouter.


Lisez aussi la page:

Câbles - maison

 

 

         


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