Il ne viendrait à l'idée de personne de vouloir faire exprès une source avec une courbe de réponse en fréquence qui ne soit pas plate.
Même chose pour un préampli, un ampli, une enceinte... mais lorsqu'il s'agit de la pièce, on constate qu'il en est tout autrement : si on prend un micro de mesure et un égaliseur, et qu'on fait en sorte que la courbe de réponse soit plate à l'endroit d'où l'on écoute, le résultat n'est pas bon.
La pratique indique que la bonne courbe de réponse, mesurée au point d'écoute, est variable en fonction de chaque pièce et de chaque configuration, mais dans tous les cas, c'est une courbe qui descend dans les hautes fréquences.
Voici pourquoi.
Les sons émis par la plupart des sources sonores, en particulier la voix humaine, ont une directivité qui dépend de leur fréquence. Plus le son est aigu, plus il est dirigé vers l'avant de la source d'émission. Plus il est grave, plus il a tendance à se diriger dans toutes les directions.
Il en est de même pour nos enceintes. Les hautes fréquences sont dirigées vers le point d'écoute dans un faisceau assez étroit, tandis que les basses fréquences sont omnidirectionnelles.
Cela n'aurait aucune importance si on écoutait dans une chambre sourde, ou en plein air. Mais les pièces dans lesquelles nos chaînes sont installées ne sont ni l'un ni l'autre, et réfléchissent une grande quantité de ce que les enceintes émettent tout autour d'elles. Cette réverbération est maximale dans les églises, où le son résonne très longtemps, mais elle n'est pas nulle dans nos maisons.
On considère que dans une installation hifi moyenne, la moitié seulement du son qui parvient à l'auditeur provient directement des enceintes, l'autre moitié venant des réverbérations sur les murs, le sol, le plafond et les meubles. Souvent, le son direct est même minoritaire par rapport aux réverbérations !
Combinée à la directivité de nos enceintes, cette réverbération se comporte comme sur ce diagramme :
En direct de l'enceinte nous parvient l'ensemble de la bande passante, du grave à l'aigu (flèches rouge, verte et bleue). Mais la réverbération de la pièce nous renvoie ce que l'enceinte a émis dans d'autres directions, avec beaucoup moins de hautes fréquences (rappelons-nous que ces dernières ne partent que vers l'avant de l'enceinte).
Par exemple les sons émis en diagonale (flèches rouge et verte) sont pauvres en aigu. Et les sons émis vers l'arrière de l'enceinte ne contiennent que du grave.
C'est pour ça que lorsqu'on a une enceinte tout-à-fait neutre, on enregistre au point d'écoute une courbe résultante qui contient plus de grave que d'aigu. Cette courbe de réponse est appelée par les anglophones "house curve". c'est la réponse naturelle de notre pièce à une source sonore moyenne.
Faut-il corriger cela ? Surtout pas, car les sources naturelles, y compris les instruments de musique de taille modeste, se comportent exactement de la même façon ! Ils émettent un ensemble de fréquences lorsqu'ils sont tournés vers l'auditeur, et nettement moins de hautes fréquences dans les autres directions. C'est particulièrement vrai pour la voix humaine.
Or, on enregistre voix et instruments en plaçant les microphones devant eux. Si on veut reproduire fidèlement leur son, il faut donc reproduire ce que le microphone a enregistré et l'envoyer vers l'avant, et envoyer vers les côtés un son appauvri en hautes fréquences.
De cette façon, on reproduit chez soi exactement ce qui se passerait si des musiciens y jouaient réellement.
Ce phénomène explique pourquoi le son d'une enceinte paraît si mauvais en chambre sourde. Il manque les réverbérations habituelles qui sont présentes lors d'un concert de musique acoustique.
Cela explique également pourquoi on a besoin de davantage de réverbération pour une installation stéréo que pour une installation multicanal. La réverbération de la pièce est nécessaire pour remplir l'espace sonore tout autour de nous. Sans quoi deux canaux ne suffiraient pas à reproduire une expérience musicale crédible.
Directivité des enceintes
Toutes les enceintes n'ont pas la même directivité. Le premier facteur qui influe sur la directivité de l'enceinte est sa taille. Plus l'enceinte est petite, moins elle est directive, et inversement.
La raison est que si les hautes fréquences ne se dirigent pas vers l'arrière, c'est parce que le corps de l'enceinte leur fait obstacle. Les basses fréquences, en revanche, oscillent plus lentement, et les vagues de surpression et de dépression ont le temps de faire tout le tour de l'enceinte avant que le haut parleur ne change de direction.
Voici le diagramme de directivité horizontale d'une petite enceinte de monitoring, la KH-120 de Neumann. Le diagramme est donné par le constructeur.
L'axe vertical représente l'angle de mesure par rapport à l'axe de l'enceinte. Les courbes indiquent à partir de quel écartement le son est atténué de -3, -6, -9 dB etc.
A gauche du diagramme, les graves ne sont atténués dans aucune direction. A droite du diagramme, les aigus sont atténués dès que l'on s'écarte un peu de l'axe de l'enceinte.
Voici le même genre de diagramme pour un modèle très semblable, mais nettement plus grand : la KH-420 :
Les courbes représentent aussi des atténuations de -3, -6, -9 dB etc.
En comparant les deux diagrammes, on voit que la petite enceinte n'est plus directive sous 300 Hz, tandis que la grande enceinte ne perd sa directivité que sous 100 Hz.
Il en va de même pour les instruments de musique. Les hautes fréquences d'une contrebasse sont beaucoup plus directives que celles d'un violon, car le corps de la contrebasse fait un écran bien plus efficace aux aigus que le corps d'un violon.
Question ouverte :
Si le respect de la directivité est nécessaire pour reproduire un son semblable au son réel, cela veut-il dire qu'il faut une enceinte de la taille d'une tête humaine pour reproduire à la perfection une voix humaine ? De la taille d'un violoncelle pour reproduire le son d'un violoncelle ?
Est-ce la raison pour laquelle on entend souvent dire qu'aucun système hifi n'arrive à reproduire de façon crédible le son d'un vrai piano ?... Est-ce parce que les cordes de piano sont si longues qu'elles émettent des ondes sonores cylindriques (donc directives dans un plan vertical) au lieu de sphériques (comme toute enceinte de taille raisonnable) ?
