Tube Trap DIY

» 22 Mai 2017 15:38

Hello,

Je pose un jalon ici pour initier la réflexion sur la conception d'une famille de Tube Traps DIY HCFR, sur le modèle de qui est proposé par exemple par les sociétés ASC aux Etats-Unis ou alors HOFA en Allemagne.

Un exemple de réalisation tiré du site d'ASC, qui a breveté et industrialisé la technologie dans les années 80 :

Il y a déjà eu quelques posts dédiés sur ce forum, mais anciens, et qui n'aboutissent pas sur un produit "fini" au sens DIY, c'est-à-dire facilement réplicable par un forumeur moyen tel que bibi. Par exemple celui-ci de 2004 : post167888991.html?hilit=tube%20trap#p167888991

Il y a beaucoup de lecture en anglais cependant, voici une sélection :
http://teresaudio.com/haven/traps/traps.html
https://www.audio-forums.com/threads/ba ... ch.102878/
https://www.audioasylum.com/messages/tweaks/174817/
https://www.audioasylum.com/messages/tw ... tion-notes

A quoi ça sert : absorption des fréquences graves <400 hz , afin d'améliorer l'acoustique de la pièce d'écoute. A peu près tout le monde est concerné dans une pièce à vivre ou une chambre... Vous allez me dire : on peut maintenant par traitement numérique "égaliser" la réponse. Je vous réponds : oui, on peut. Mais l'égalisation :
- ne permet pas de traiter les modes propres de la pièce sur une zone d'écoute étendue - typiquement la largeur d'un canapé...
- ne permet pas de traiter correctement les phénomènes transitoires : maîtrise du front d'onde et des réflexions sur les impulsions (attaques d'instrument..).
- ne permettra jamais de réduire le temps de réverbération EDT ou RT60.

Pourquoi des tube traps plutôt que des panneaux ?
- encombrement au sol plus réduit (diamètre entre 30 et 50 cm)
- facile à déplacer, empiler, déménager (je suis locataire et en appart...)
- a priori très efficace et sur une large bande
- potentiellement pas cher en DIY

Coupure basse du bass-trap en fonction du diamètre (source ASC), la hauteur importe peu :
- 23 cm / 110 Hz
- 33cm / 70 Hz
- 41cm / 55 Hz
- 52 cm / 30 Hz

Premières idées, pour en discuter :
- conception "eco friendly" : laine de chanvre moyenne densité 40kg/m3 au lieu de la laine de verre ou de roche, pas de colle
- structure interne en grillage agrafé sur des disques internes de renfort et deux disques externes aux extrémités, en contreplaqué ou MDF
- réflexion des hautes fréquences via une pièce de vinyle tendue et agrafée sur la moitié du tube trap
- habillage tissu TBD (toile de jute ?)
- matériaux trouvables facilement près de chez soi ou disponibles en ligne

Objectif de coût de revient : 30-50 euros maxi pour un tube diamètre 50cm / hauteur 120cm (prix public chez ASC : plus de 800 $)

La première étape consistera à faire un ou deux prototypes, qui seront caractérisés par la mesure et l'écoute :
- réduction de l'EDT (Early Decay Time) dans le grave
- réduction des room modes longitudinaux et latéraux, amplitude et coefficient de surtension
- amélioration de la réponse impulsionnelle
- impact sur : intelligibilité du message, image stéréo, sur divers morceaux test

A suivre...

» 24 Mai 2017 13:21

Il est toujours passionnant de faire soi-même. Nous sommes tous passés par là un jour ou l'autre.

En 2004, j'ai construit plusieurs prototypes de différents diamètres avec diverses surfaces absorbantes et réfléchissantes. Le but était d'atténuer les résonances stationnaires qui prédominent dans les angles d'une pièce. L'aventure a demandé 3 semaines de travail à plein temps.
La principale difficulté est de trouver la "bonne" laine, c'est à dire celle dont la résistivité à l'écoulement donnera un résultat acceptable.
J'ai essayé trois laines de roche et de verre de 5000, 10.000 et 15.000 Pa.s/m² en 2 épaisseurs 30 et 50mm, enroulées sur un grillage.

Le grillage était en maille carrée de 30x 30 en fil de 1,5mm rilsanisé, acheté en grande surface.
Le cylindre grillagé était formé à chaque extrémité par un disque en contre-plaqué de 15mm, les disques étant reliés entre eux par un axe en bois de 30mm de diamètre. Le grillage était agrafé sur les disques. Les protos ont été construits pour 3 diamètres: 20, 32 et 40cm x 1,20m (largeur de la laine).

J'ai essayé plusieurs combines pour faire tenir la laine: enroulée sur le grillage et maintenue avec du ruban adhésif pour les premiers essais, puis prisonnière d'un second grillage plus fin.
Coté tenue mécanique, les laines de 5 et 10kPa étaient trop molles pour obtenir un relief régulier et la 15kPa vendue en panneaux semi-rigides cassait quand j'ai voulu l'enrouler.

Premiers essais: j'ai placé un caisson de graves dans une pièce à un endroit qui excitait bien les résonances. J'ai mesuré les niveaux entre 30 et 250 Hz avec le micro placé à différentes distances d'un angle. La pression monte rapidement quand on rapproche le micro de l'angle. Ensuite, j'ai introduit le proto dans l'angle à environ 10 - 20 cm des murs.
J'ai remarqué que l'efficacité augmente avec le diamètre bien sûr mais aussi avec la résistivité de la laine (meilleur à 15kPa qu'à 5).
J'ai essayé des tas de positions, posés au sol, surélevés, empilés, côte cote...
Meilleur résultat, avec un seul cylindre à 125Hz, et 15kPa, j'ai noté une absorption de 0,3 - 0,45 et 0,5 pour les 3 diamètres.

Mais avec une laine aussi raide, mon cylindre mal ficelé, ressemblait à une patate. J'ai donc opté pour des cylindres industriels préformés. Je ne me rappelle plus du prix mais je me souviens que ces cylindres étaient chers. Pour la membrane, j'ai pris de l'ABS thermoformé de 1,2mm d'épaisseur, récupéré dans des chutes de présentoirs publicitaires.
Bref, avec une résistivité de 30kPa, un diamètre de 40cm et une épaisseur de 40mm, j'ai atteint un coeff de 0,58 à 125Hz.

En alignant tous les protos le long d'un mur (une dizaine) j'ai observé que:
Face absorbante tournée vers la source, ils fonctionnent comme un mur de laine de verre.
Face réfléchissante vers la source, le comportement est celui d'une série de petits polycylindres avec des lobes de phases.

J'ai fabriqué d'autres protos de 28 et 40cm, mieux construits, couverts d'une chaussette en tissu transonore cousue, donc plus présentables (voir photo), et Akustar a essayé de les commercialiser. Nous les avons beaucoup prêtés mais nous n'en avons jamais vendu. L'expérience c'est terminée là.

.

» 24 Mai 2017 17:40

Jean-Pierre Lafont a écrit:Il est toujours passionnant de faire soi-même. Nous sommes tous passés par là un jour ou l'autre.

Bravo et merci mille fois pour ton témoignage, il me motive et est très utile ! Dommage que tes prototypes n'aient pas débouché sur un produit commercialisé, en tout cas chapeau bas pour la finition et le boulot :ohmg:

En 2004, j'ai construit plusieurs prototypes de différents diamètres avec diverses surfaces absorbantes et réfléchissantes. Le but était d'atténuer les résonances stationnaires qui prédominent dans les angles d'une pièce. L'aventure a demandé 3 semaines de travail à plein temps.
La principale difficulté est de trouver la "bonne" laine, c'est à dire celle dont la résistivité à l'écoulement donnera un résultat acceptable.
J'ai essayé trois laines de roche et de verre de 5000, 10.000 et 15.000 Pa.s/m² en 2 épaisseurs 30 et 50mm, enroulées sur un grillage.

Le grillage était en maille carrée de 30x 30 en fil de 1,5mm rilsanisé, acheté en grande surface.
Le cylindre grillagé était formé à chaque extrémité par un disque en contre-plaqué de 15mm, les disques étant reliés entre eux par un axe en bois de 30mm de diamètre. Le grillage était agrafé sur les disques. Les protos ont été construits pour 3 diamètres: 20, 32 et 40cm x 1,20m (largeur de la laine).

J'ai essayé plusieurs combines pour faire tenir la laine: enroulée sur le grillage et maintenue avec du ruban adhésif pour les premiers essais, puis prisonnière d'un second grillage plus fin.
Coté tenue mécanique, les laines de 5 et 10kPa étaient trop molles pour obtenir un relief régulier et la 15kPa vendue en panneaux semi-rigides cassait quand j'ai voulu l'enrouler.

Concernant les caractéristiques techniques, il semble d'après les témoignages vus sur le web (dont un gars qui a visité l'usine ASC) il semble qu'elles doivent effectivement être proches de ce que tu as mis en oeuvre :
- fibre de verre ou de roche
- densité de l'ordre de 30kg/m3, donc résistivité de l'ordre de 10 à 15 kRayl/m
- épaisseur 30-50mm, donc résistance acoustique de la paroi du tube de 300 à 700 Rayl
- diamètre entre 25 et 50 cm en fonction de la coupure basse souhaitée

Dans mon premier post j'avançais l'idée de la laine de chanvre avancée dans mon premier post : après vérification, c'est impossible, la résistivité est beaucoup trop faible, 8 fois moindre que celle de la laine de verre, donc pour avoir l'effet "tube" il en faudrait un diamètre pratiquement 3 fois plus grand.

Premiers essais: j'ai placé un caisson de graves dans une pièce à un endroit qui excitait bien les résonances. J'ai mesuré les niveaux entre 30 et 250 Hz avec le micro placé à différentes distances d'un angle. La pression monte rapidement quand on rapproche le micro de l'angle. Ensuite, j'ai introduit le proto dans l'angle à environ 10 - 20 cm des murs.
J'ai remarqué que l'efficacité augmente avec le diamètre bien sûr mais aussi avec la résistivité de la laine (meilleur à 15kPa qu'à 5).
J'ai essayé des tas de positions, posés au sol, surélevés, empilés, côte cote...
Meilleur résultat, avec un seul cylindre à 125Hz, et 15kPa, j'ai noté une absorption de 0,3 - 0,45 et 0,5 pour les 3 diamètres.

As-tu également fait des mesures dans le domaine temporel ou d'EDT/RT60 ? C'est a priori l'intérêt du tube trap, temps de réponse très faible , positionnement derrière les enceintes, "cassage" du front d'onde incidente etc.. En régime établi "sinus" dans une pièce réverbérante, je ne pense pas qu'on doive s'attendre à des résultats spectaculaires en "dB". Au-delà des mesures, que donnaient les écoutes ?

Mais avec une laine aussi raide, mon cylindre mal ficelé, ressemblait à une patate. J'ai donc opté pour des cylindres industriels préformés. Je ne me rappelle plus du prix mais je me souviens que ces cylindres étaient chers. Pour la membrane, j'ai pris de l'ABS thermoformé de 1,2mm d'épaisseur, récupéré dans des chutes de présentoirs publicitaires.

C'est bien ma crainte de ne pas pouvoir former la laine de verre panneau... Par hasard, tu te souviens du nom du fournisseur de cylindres ?
Concernant la membrane, 1,2mm ça me parait beaucoup, en appliquant les formules empiriques du brevet ASC de 1985 je tombe sur une coupure basse à 190 Hz, une bonne partie du bas medium n'est pas avalée par le tube.

Je continue mes réflexions sur la conception, j'utilise comme bloc-notes ce fichier Excel.

Là je bute pour calculer proprement la fréquence de résonance du tube en fonction du diamètre et des caractéristiques de la laine, ACS ne le donne pas (à raison...) dans son brevet.

» 24 Mai 2017 19:38

alec_eiffel a écrit:As-tu également fait des mesures dans le domaine temporel ou d'EDT/RT60 ? C'est a priori l'intérêt du tube trap, temps de réponse très faible , positionnement derrière les enceintes, "cassage" du front d'onde incidente etc.. En régime établi "sinus" dans une pièce réverbérante, je ne pense pas qu'on doive s'attendre à des résultats spectaculaires en "dB". Au-delà des mesures, que donnaient les écoutes ?

A l'époque je n'ai pas "percuté" sur l'EDT et la réverb car j'étais fixé sur les modes.
Cela dit, si on compare la surface de travail d'un tubetrap sous toutes les incidences et la surface développée d'une pièce, la rapport est très faible. Dans une pièce de 25m² au sol et un coefficient moyen de 0,3 (RT=0,35), l'apport d'un tube de 50cm x 120cm qui aurait un coeff idéal de 1 (soit 1,88 sabine par unité) à la fréquence considérée va réduire le RT de 21ms. Il faudra en mettre 1 dans chaque angle pour gagner 70ms. On retrouve à peu près les mêmes figures avec des corners traps traditionnels, plus faciles à construire (mais moins fun et pas orientables).

C'est bien ma crainte de ne pas pouvoir former la laine de verre panneau... Par hasard, tu te souviens du nom du fournisseur de cylindres ?

J'ai oublié le nom, mais je sais que ce produit était destiné aux grosses canalisations d'eau chaude. J'avais pris le plus gros diamètre de faible épaisseur.

Concernant la membrane, 1,2mm ça me parait beaucoup, en appliquant les formules empiriques du brevet ASC de 1985 je tombe sur une coupure basse à 190 Hz, une bonne partie du bas medium n'est pas avalée par le tube.

L'absorption du gros modèle affichait un pic à 120Hz, c'est pour ça que j'avais mesuré les performances à cette fréquence. Matériel micro: Earthworks M30, analyseur: Audiomatica Clio, séquence MLS.

» 25 Mai 2017 11:43

Merci beaucoup Jean-Pierre !
Je continue mes cogitations, je pense partir sur une approche expérimentale en testant à l'écoute et à la mesure plusieurs diamètres mais surtout plusieurs épaisseurs, densités et résistivité de laine de verre.
A suivre...

» 27 Mai 2017 21:19

Bonjour, beau projet en perspective.

C'est bien ma crainte de ne pas pouvoir former la laine de verre panneau... Par hasard, tu te souviens du nom du fournisseur de cylindres ?

J'ai oublié le nom, mais je sais que ce produit était destiné aux grosses canalisations d'eau chaude. J'avais pris le plus gros diamètre de faible épaisseur.

Quelque chose comme chez Rockwool gamme prorox 960 par exemple?
Mais ce sont des produits pro, je n'ai pas trop cherché question appro mais cela risque d’être difficile pour le DIYer.

Edit : Une idée des tarifs ici (à voir aussi gamme IPS620 chez knauf)

» 29 Mai 2017 12:27

Eric.D a écrit:Quelque chose comme chez Rockwool gamme prorox 960 par exemple?
Mais ce sont des produits pro, je n'ai pas trop cherché question appro mais cela risque d’être difficile pour le DIYer.

Edit : Une idée des tarifs ici (à voir aussi gamme IPS620 chez knauf)

Merci beaucoup pour ces brochures que je n'avais pas trouvées !
NB: on sait qu'on est accro au DIY quand on est tout émoustillé de regarder un catalogue d'isolant industriel... Oups !
Pour la gamme Rockwool PS960, il y a un très grand choix de dimensions qui conviendrait à l'application tube trap, malheureusement la résistance au flux d'air semble a priori trop importante, supérieure à 80 kRayl/m là où il faudrait 20 ou 30 maxi d'après ce que j'ai compris. Mais ça vaut peut-être le coup d'essayer. Le prix au mètre est de 20-30 euros HT en fonction du diamètre, on doit pouvoir arriver à un coût inférieur à 50 euros tout fini.
J'avais bien repéré la gamme IPS620 de Knauf, mais ils ne précisent pas les caractéristiques acoustiques et de toute façon le diamètre maximum (22cm) est trop petit pour un tube trap.
A suivre, et merci encore Eric.D !

» 30 Juin 2017 8:48

Un petit update.

J'avance bien sur la compréhension de la partie théorique, en particulier grâce à la série d'articles de Viggo Tarnow sur la modélisation de la propagation du son dans la laine de verre. Le premier est ici. Ca me prend du temps car la physique n'est pas simple dans la laine de verre, il faut y aller pas à pas et ne pas se mélanger les pinceaux entre compressibilité, résistivité et impédance acoustique de la laine, toutes valeurs complexes dans ce milieu poreux. Je vous ferai un long topo plus tard, mais j'ai au moins une conclusion intermédiaire : la densité de la laine ne doit pas dépasser 15 kg/m3, sinon l'impédance acoustique à 100 Hz et en dessous devient trop importante et l'essentiel de l'onde incidente grave est réfléchie, et pas piégée dans le tube. Il me reste à bien comprendre le couplage entre la "barrière" en laine de verre formée par le tube et le "ressort" d'air piégé à l'intérieur pour en tirer les règles de dimensionnement. Par ailleurs s'il semble qu'aux fréquences considérées on reste en fonctionnement isotherme dans la paroi du tube, on est adiabatique à l'intérieur, ce qui limite l'efficacité : l'augmentation de pression se traduit par une augmentation de température de l'air sans que cette chaleur puisse être évacuée/dissipée. Il faudrait trouver un matériau genre mousse ou laine légère qui ne modifie pas trop les caractéristiques de propagation par rapport à l'air, mais avec des fibres suffisamment proches et "surfaciques" pour réguler la température du milieu. SI quelqu'un a des idées !

Côté pratique et expérimental, j'ai approvisionné un bass trap HOFA afin de faire des mesures et aussi lui ouvrir le ventre. Au toucher il s'agit bien d'un enroulement de laine de verre ou de roche à l'intérieur d'un grillage. Toujours est-il qu'à l'écoute, et malgré le fait qu'il n'y en ait qu'un dans la pièce (on conseille au minimum deux, un dans chaque angle côté enceintes), l'atténuation de l'effet boum boum de la pièce est évidente. C'est prometteur. NB: le prix de vente du Bass Trap Hofa est de 159€, ce qui est moins cher que les concurrents. Mon objectif pour un tube trap HCFR de performance équivalente ou supérieure est de moins de 50 euros.

A suivre, sans doute en août quand j'aurai plus de temps.

» 30 Juin 2017 22:12

Peut-être, un complément pratique, ici:

http://www.conseils-acoustique.com/inde ... pha-sabine

Je ne suis pas certain d’avoir bien compris le fonctionnement du tube trap. Tu laisses penser que l’onde incidente puisse être piégée dans le plénum d’air du tube en laine minérale ? J’imaginai plutôt un simple effet d’absorption, la géométrie cylindrique étant une forme aisée à caser dans un angle, zone de forte énergie basse fréquence

Bachi

» 03 Juil 2017 19:09

Bachibousouk a écrit:Peut-être, un complément pratique, ici:

http://www.conseils-acoustique.com/inde ... pha-sabine

Je ne suis pas certain d’avoir bien compris le fonctionnement du tube trap. Tu laisses penser que l’onde incidente puisse être piégée dans le plénum d’air du tube en laine minérale ? J’imaginai plutôt un simple effet d’absorption, la géométrie cylindrique étant une forme aisée à caser dans un angle, zone de forte énergie basse fréquence

Bachi

Je ne suis pas certain d'avoir encore tout bien compris. Comme souvent en physique il y a plusieurs manières de modéliser et expliquer.

La modélisation est réellement complexe, et nécessite des simplifications qui seront (ou pas) validées par l'expérience. J'ai encore besoin de quelques heures au calme pour avancer une "théorie" qui permettra de faire des premiers prototypes, et les valider à la mesure.

Si j'échoue je partirai sur une approche purement expérimentale sur la base de ce que j'ai lu ici ou là.

Concernant les explications, le concepteur initial du tube trap et détenteur du brevet de 1984, Art Noxon, a admis n'avoir vraiment su expliquer comment marchait son dispositif qu'en.... 2014 ! Cf. ce post sur lequel je ne suis tombé que récemment et qui est assez intéressant, tout comme l'article original de 1985 . Pour lui un tube trap est un "piège à gradient de pression". J'avais bon sur l'adaptation d'impédance qui permet de "faire travailler" au maximum l'air dans la fibre pour dissiper l'énergie, mais je trouvais une densité 4 fois plus faibles avec mes calculs que les 4 lb/cuft cités dans son post, soit environ 60 kg/m3...

A suivre...

» 20 Fév 2018 2:40

Super sujet que je vais suivre avev attention,vue que je compter en acheter deux de chez HOFA

» 20 Fév 2018 20:05

gabi65 a écrit:Super sujet que je vais suivre avev attention,vue que je compter en acheter deux de chez HOFA

Merci de ton intérêt, pas trop le temps pour l'instant, tu prends peu de risque à acheter un Hofa, ça marche et pas trop cher.
Je m'y remettrai cet été au plus tôt...

» 21 Fév 2018 2:22

ok je sais pas si j aurais la patience d attendre jusqu’à cette été.

» 21 Fév 2018 16:21

gabi65 a écrit:ok je sais pas si j aurais la patience d attendre jusqu’à cette été.

Je vais essayer au moins d'ouvrir le Hofa au printemps pour au moins avoir une solution "Hofa-like".
Pour l'instant je ne l'ai pas fait car je suis en appart, et on dirait de la laine de roche à l'intérieur...

» 21 Fév 2018 17:57