Choisir son enceinte acoustique (paru dans la revue Diapason)

Cet article est paru dans la revue Revue Diapason n° 686 du 20 décembre 2019 : reproduction aimablement autorisée pour HCFR par le rédacteur en chef de Diapason Emmanuel Dupuy et par son auteur Vincent Cousin, merci à eux !

 

Choisir son enceinte acoustique

Relation entre le spectre musical et l’audition

par
Vincent Cousin

 

Pourquoi y a-t-il tant d’enceintes pour tant d’interprétations d’une vérité qui toujours se dérobe ? Pourquoi une même enceinte sera-t-elle jugée si diversement selon les auditeurs ? Pourquoi faire jouer cette enceinte dans des environnements acoustiques variés aboutira à l’obtention de représentations sonores et de rendus tout aussi variés ?

C’est là qu’entre en jeu un faisceau de notions complémentaires déterminantes quant à la faculté de l’enceinte à reproduire – il faudrait plutôt dire simuler – une vérité musicale. Et plutôt que de vérité, on devrait parler d’une représentation, voire d’une reconstruction.

Prenons l’exemple du trompe-l’œil. Cette discipline de la peinture qui vise à recréer une pseudo-réalité par la reconstitution des perspectives, des matières et des volumes. Autant de scénarisations « plus vraies que nature » destinées à tromper le cerveau.

La reproduction sonore dite « en haute-fidélité » n’est pas exempte de tels procédés. Comment reconstituer un espace 3D avec seulement deux sources émissives ? Et comment faire tenir un orchestre dans ces deux enceintes d’un volume de quelques dizaines de litres tout au plus ? Sans parler d’y loger un piano, sa dynamique et son ampleur ? Autre gageure, vouloir suivre ce violoniste qui bouge, se penche et se tourne en jouant, ce qui implique de pouvoir déceler d’infimes fluctuations d’intensité et de variations entre sons directs et sons réfléchis ?

 

Votre salon, cet interprète qui ne vous veut pas du bien

En sachant que les enceintes seront elles-mêmes disposées dans un salon d’écoute qui ajoutera ses propres réflexions et ses propres modes, c’est-à-dire des fréquences liées aux dimensions du local qui vont atténuer ou au contraire accroître certaines bandes de fréquences – en général situées dans le registre grave dans une région qui va de 50 à 250 Hz. S’ensuivra une sensation de gonflement ou au contraire d’aplatissement, mettant à mal l’équilibre général.

Dans les cas les plus critiques et en fonction du volume auquel on écoute, les conséquences pourront aller de sons masquants à l’entrée en résonance du local voire de pièces de mobilier. Dans la majorité des cas, on pourra corriger ou plutôt rééquilibrer le rapport entre sons directs et sons réfléchis (70% de ceux qui proviennent aux oreilles de l’auditeur dans un salon standard) en déplaçant les enceintes par rapport aux parois latérales et au mur arrière. Mais pour les résonances, il restera une seule issue, celle de baisser le volume.

Quels paramètres prendre en compte dès lors dans le choix de son enceinte ? Premièrement, considérer le volume de sa pièce d’écoute et avoir aussi conscience du niveau sonore auquel on souhaite restituer le message musical. Musique d’ambiance ou reproduction en vraie grandeur ? De la bonne prise en compte de ces attentes découleront les choix de telle ou telle configuration ampli + enceintes. Car la puissance à développer est fonction du rendement ou de l’efficacité de l’enceinte.

Cette donnée est disponible chez tous les fabricants, elle est mesurée en champ libre et indiquée sous la forme XX dB/W/m sous 8 Ohms. Pour mesurer le rendement, on place un micro à 1 mètre de l’enceinte, on lui applique une puissance électrique de 1 W avec un bruit rose – un signal composé de toutes les fréquences du spectre – et on mesure le volume sonore relevé par le micro à l’aide d’un décibel-mètre.

La règle est simple : augmenter le niveau de 3 dB correspond à multiplier l’intensité sonore par deux. Et pour y parvenir, il faut à chaque fois doubler la puissance électrique (cf. tableau).

 

 

Point important donc à considérer au moment du choix de son matériel. Une enceinte qui a un rendement de 88 dB/W/m nécessitera un amplificateur deux fois plus puissant qu’une autre enceinte affichant un rendement de 91 dB/W/m, pour que l’auditeur perçoive la mène intensité sonore.

C’est quoi cette notion d’intensité sonore ou de volume sonore perçu ? Les musiciens des orchestres symphoniques sont exposés à des niveaux de bruit généralement situés entre 84 et 94 dBA (source INRS, Léon Thiery, 4 février 2004). Gageons que le spectateur d’une œuvre symphonique ne ressent pas la même pression sonore que celle perçue par les musiciens, sauf peut-être ceux situés aux tous premiers rangs. De telles intensités sont difficilement reproductibles chez soi.

Le premier enseignement de cette histoire est qu’il ne faut pas lésiner sur la puissance de l’amplification, et ce, d’autant que le rendement de l’enceinte est bas. Adopter un amplificateur de 2 x 100 W n’est ni démesuré ni contre-indiqué. Avec un amplificateur moins puissant, un 2 x 50 V on perdra 3 dB de dynamique et donc la capacité à reproduire une partie des variations produites au sein de l’orchestre. Avec 2 x 25 W, on perdra 6 dB de dynamique. CQFD.

 

Du rendement, et quoi encore ?

Autre sujet d’importance, l’équilibre tonal. Les fondamentales des instruments de l’orchestre et les voix humaines tiennent en 8 octaves, aux fréquences situées entre 27,5 Hz et 7040 Hz. L’orgue peut descendre encore plus bas avec son tuyau à 8,18 Hz (premier ut du jeu de 64 pieds). On ne l’entend pas, on le ressent, on est plus proche de la sensation d’avalanche ou de tremblement de terre.

On a beau faire, rien ne remplace l’expérience du concert. Reprenons notre affaire de tessitures et de fréquences des instruments (cf. schéma). La reproduction du haut du spectre, là où se nichent les harmoniques ainsi que les informations de réverbération, position dans l’espace, décroissance et extinction des sons, est largement couverte par la quasi-totalité des enceintes, qu’elles soient équipées de tweeters, chambres de compression, en deux, trois ou quatre voies.

 

Sauf que… le haut du spectre est une affaire d’énergie, de linéarité et de directivité. La directivité détermine aussi la capacité d’une enceinte à positionner les sources dans un espace en trois dimensions. On parle aussi de respect de la phase.

Autant les fréquences graves se déploient de manière omnidirectionnelle, autant les fréquences élevées s’avèrent de plus en plus directives à mesure que l’on approche les notes les plus hautes. Ce que les haut-parleurs dédiés à ces fréquences aggravent encore par :

1. La difficulté à en obtenir de l’énergie.
2. Une directivité plus ou moins marquée selon les technologies et matériaux employés. S’en suivent toutes sortes de parades ou de trouvailles : le tweeter placé dans une ogive posée au sommet de l’enceinte, un groupe de deux tweeters travaillant en dipôle, le pavillon qui augmente la dispersion, sans oublier le disparu tweeter Klein consistant à ioniser l’air à l’aide d’une électrode placée dans une cage sphérique en métal, de façon à se rapprocher de la sphère émissive parfaite.

Donc pas si simple de reproduire ce haut du spectre. Encore plus délicat de restituer les 4 octaves situées entre 110 Hz et 1760 Hz, là où se concentre la part la plus massive des fondamentales de la quasi-totalité des voix et instruments. Là où l’oreille est la plus sensible.

Au début était non le verbe, mais le haut-parleur unique, ou large bande, devant reproduire l’intégralité du spectre. Puis on a jouté à ce haut-parleur unique un tweeter chargé de détailler les octaves supérieures ; enfin on s’est dit que ce serait bien tout de même de reproduire les deux premières octaves à l’aide d’un boomer. L’enceinte trois voies était née et – le darwinisme électroacoustique aidant -, on a vu apparaître des 4, 5 et même 6 voies, pourquoi pas…

A la lecture de cet exposé forcément imprécis, on aura compris, nous l’espérons, qu’en matière d’enceintes et de reproduction musicale, tout est affaire de compromis. Un haut-parleur de 16 cm, même chargé par un volume bien étudié, ne reproduira jamais les notes les plus basses, ni ne pourra traduire toute l’énergie des attaques d’une contrebasse ou des notes graves d’un piano.

 

En résumé, on veillera à prendre en compte quelques critères essentiels :

1. La linéarité et le respect des timbres.
2. L’absence de directivité et le bon respect de la phase.
3. Une capacité dynamique suffisante pour traduire au mieux les transitoires des instruments et des voix, dépendant d’un rendement et d’une amplification suffisants.

On sera ainsi à même de dresser un tableau sonore aussi évocateur et révélateur que possible d’une reproduction musicale au départ fantasmée, et à l’arrivée incarnée.

Vincent Cousin

Nous remercions l’auteur et la revue Diapason pour l’aimable autorisation de reproduction de cette publication.