La gestion des basses fréquences -Bass Management -Part III

[manitao17]

MOD on : Donc maintenant cela va être plutôt simple soit vous faites votre quotage en MP soit la modération sort les cartons jaunes pour clarifier le topic MOD off.

[Jean-Pierre Lafont]

Hé les gars, calmez-vous ! Cette discussion ne mérite pas tous ces crêpages de chignon. Il y a des choses plus graves dans la vie !

Je ne souhaite pas vraiment entrer dans le débat. Juste un petit passage en vitesse.
Je trouve que Sylex a très bien résumé le bass management au début du topic. Je n'ai rien à redire.

J'apporte quelques précisions:
C'est THX en 1991 qui, dans la cadre du Home Theater Program, a inventé le bass-management et choisi la fréquence de transition à 80Hz.

Pourquoi le bass magement ?
1) Parce qu'un subwoofer dans chaque enceinte de façade, ça prend de la place et ça coûte cher.
2) Parce qu'aux très basses fréquences les modes stationnaires posent problème. L'excitation des modes est sensible à la position des enceintes (entre autres). Or, on ne peut pas mettre les enceintes de façade n'importe où. Il vaut mieux qu'elles soient derrière l'écran que derrière le canapé. Et si on leur position chez vous derrière l'écran est malheureusement néfaste au niveau modal... pas de chance !
3) Aux très basses fréquences, on ne sait plus très bien où se trouve la source. Alors, si on ne différencie pas les canaux gauche, centre et droit à ces fréquences, autant tout grouper dans une seule enceinte spécialisée. Partant du constat que cette enceinte existe déjà (le canal LFE), ça ne coûte plus rien. Youpiiii !

La seule vraie difficulté est que les canaux frontaux se prolongent dans le caisson de graves. Pour que la transition soit transparente, il faut que celui-ci soit en phase avec les enceintes de façade. Or, la distance entre chaque enceinte de façade et le caisson de graves varie pour chaque spectateur. Résoudre cette difficulté n'est pas toujours simple quand on n'a pas l'expérience et le matériel pour savoir où on va. Et même avec (delay, pentes, niveaux, fréquence... tout ça c'est bien compliqué).

Pourquoi 80Hz ?
Le choix fut et reste très arbitraire. Tomlinson Holman et les ingénieurs de Lucasfilm ont jugé que la position du caisson subwoofer devenait décelable au delà de cette fréquence (à 10Hz près, on n'est pas chez Rolex).
Rien n'interdit de déplacer cette fréquence plus bas, en fonction du volume de la salle et du matériel dont on dispose.
Plus haut est déconseillé car la source devient localisable (mais parfois on ne peut pas faire autrement).

Le bass management interdit chez Dolby ?
Oui, c'est vrai. C'est écrit dans le guide de certification des salles: "Bass management systems are not suitable".
D'abord parce que c'est une invention THX et que THX et Dolby...
Ensuite, et c'est plus sérieux, cette recommandation ne s'adresse qu'aux salles d'un volume supérieur à 150m3. Mesurez la vôtre pour savoir si vous êtes concerné.

Il manque trois chapitres dans votre discussion:
1) le plus gros problème des très basses fréquences, celui qui surpasse de loin vos querelles de fréquence à 80Hz, de filtre et de group delay, c'est l'incidence des modes stationnaires. Vous savez, ces grosses résonances qu'on ne sait pas maîtriser, qui varient d'un fauteuil à l'autre et d'une fréquence à une autre. A coté, vos querelles de clocher ressemblent à un rhume à coté d'un cancer.

2) les caissons que vous achetez n'ont jamais les performances annoncées, notamment en ce qui concerne le niveau de pression. (THX ou pas, c'est pareil). Donc, ne cherchez pas 115dB à 30Hz. Si vous les trouvez, ne vous réjouissez pas trop vite, il ne peut s'agir que d'une résonance modale. Dommage, je sais...

3) le décortiquage analytique à ces fréquences est un peu... superflu. Dans le contexte d'une installation amateur, les infragraves sont davantage là pour renforcer une émotion, donner une ambiance que pour proposer un véritable programme sonore. A 10 ou 15dB près, je suis bien incapable de dire le niveau sonore d'un caisson de graves.
Alors, il faut se faire une raison. Le subwoofer n'est pas le plus grave, si j'ose dire...

Enfin, je voulais demander de ne pas citer Cinetips comme une bible. On y trouve de bonnes choses et aussi des erreurs comme dans tous les forums et ce n'est pas parce que j'anime celui-ci qu'il est forcément meilleur que les autres. Inspiré du forum américain Studiotips, je l'ai souhaité différent, plus axé sur la méthode que sur le matériel, mais sans prétention.

[SYLEX]

Je trouve que Sylex a très bien résumé le bass management au début du topic. Je n'ai rien à redire.

et

Je vais de ce pas copier vos "précisions" en début du topic. Elles recentrent parfaitement le débat.

[blues93]

No Comment

LOL

Mode modération on

Ne rien dire et le faire savoir, c'est déjà du commentaire. Alors tu le gardes pour toi. Pour ne pas ajouter du bruit au bruit et faire la mouche du coche. Merci.
Haskil

Mode modération off
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Ce qu'il faut retenir de l'intervention de JPL, c' est qu'a l'origine des choses ce sont des choix pratiques qui en fonction de "limitations" technico-économique ont induit des compromis !

Tout ça pour qu'au final l'utilisateur / spectateur en bout de chaîne puisse reproduire les choses

Quand on parcours les échanges précédents, je ne retrouve pas ces compromis, ni dans le contenu des échanges, ni dans la forme de certaines interventions

[MarcMAME]

Ce qu'il faut retenir de l'intervention de JPL, c' est qu'a l'origine des choses ce sont des choix pratiques qui en fonction de "limitations" technico-économique ont induit des compromis !

Tout à fait mais non seulement ces compromis ne sont pas sortis d'un chapeau au hasard mais ils restent tout à fait d'actualité pour la très grande majorité autant pour les professionnels que pour les particuliers.

Sans le remettre en cause, je ne serais pas aussi catégorique que JPL sur le choix très arbitraire du 80Hz. Je pense qu'il ne l'est pas tant que ça.

Il me semble que si le choix c'est porté sur 80Hz c'est parce qu'il représente un point milieu cohérent disposant d'une certaine marge de manoeuvre autour de cette fréquence.
On peut monter un peu sans trop souffrir de la localisation qui va devenir de plus en plus précise et on peut descendre un peu sans trop charger les principales et diminuer leur capacité à fournir un haut niveau SPL dans cette plage de fréquence.
A 80Hz, on a de très bonnes chances de se trouver dans une sphère qui va englober la très grand majorité des enceintes qui ont un rendement et une réponse en fréquence correcte jusqu'à 80Hz.

Quand on parcours les échanges précédents, je ne retrouve pas ces compromis, ni dans le contenu des échanges, ni dans la forme de certaines interventions

J'en conviens également, pas besoin d'en rajouter donc.

[MarcMAME]

Le bass management interdit chez Dolby ?
Oui, c'est vrai. C'est écrit dans le guide de certification des salles: "Bass management systems are not suitable".
D'abord parce que c'est une invention THX et que THX et Dolby...
Ensuite, et c'est plus sérieux, cette recommandation ne s'adresse qu'aux salles d'un volume supérieur à 150m3. Mesurez la vôtre pour savoir si vous êtes concerné.

Juste une petite précision qui ne remet pas en cause ce que dit JPL.
Soyons bien d'accord pour qu'il n'y ait pas de mauvaise interprétations :
Dolby n'interdit pas le Bass-Management dans son ensemble mais uniquement dans un cadre précis.
Si vous êtes un professionnel et que vous souhaitez agréé votre auditorium ou salle de cinéma il doit répondre à un cahier des charges strict dont l'absence de Bass-Management fait bien évidemment parti.

Si vous êtes un particulier, rien ne vous empêche de suivre ce cahier des charges mais vous n'avez aucun interet à être agréé ne serait ce que parce que Dolby impose l'achat de matériel spécifique Dolby (à commencer par les processeurs de la série CP) dont vous n'avez à priori aucune utilité dans le cadre d'une salle domestique privée.

Au delà de cette certification spécifique, lorsqu'il s'agit de pièces plus petites, Dolby encourage l'usage de systèmes avec Bass Management et l'écrit noir sur blanc dans son guide de bonne pratique du mixage multicanaux.

A ma connaissance toutes les puces de décodage Dolby intégrées dans les processeurs (grand public ou pros) intègrent une fonction de Bass Management...

[Sebastien30200]

Y a eu du ménage

[SYLEX]

[blues93]

Edité pour trollage

[Cobrasse]

Bonsoir,

Jean-pierre j'aurai envie d'ajouter une petite nuance à propos des enceintes ... Car dans un salon généralement on ne calibre pas à 85dBc (soit 105db max pour les enceintes et 115dB pour le LFE, car ce serait rendre dingue rapidement le voisinage, et avant cela sa famille ... Et donc finalement pas mal d'enceintes (à prix raisonnable) permettent grâce au room gain de se passer de caisson de basses sans ressentir un gros manque ... Pour ceux qui ont la chance d'avoir un salle dédiée là encore on trouve des solutions, surtout dans le DIY, et on peut confectionner des enceintes capables de donner 105dB jusqu'à 4/5 mètres en prenant le 50Hz en freefield tout cela pour moins de 500€ l'unité !

Ensuite, et c'est plus sérieux, cette recommandation ne s'adresse qu'aux salles d'un volume supérieur à 150m3. Mesurez la vôtre pour savoir si vous êtes concerné.

Vous vouliez pas dire inférieur, ou alors j'ai saisi votre phrase dans le mauvais sens .

Edité par Haskil : on arrête là.

[haskil]

MOD on : Donc maintenant cela va être plutôt simple soit vous faites votre quotage en MP soit la modération sort les cartons jaunes pour clarifier le topic MOD off.

Tu es vraiment gentil Manitao17 !

Cobrasse n'a tenu aucun compte de mes deux avertissements ni du tiens. Les discussions s'embrouillent à cause de lui, et de lui seul : il épuise les autres dans des quote incessants et inutiles la plupart du temps qui mélangent la mauvaise foi et le côté tâtillon du donneur de leçons.

Je lui en colle un carton jaune.

[SYLEX]

Deux avis intéressants sur l'utilité du Bass-Management :

... Dernier point qu'il faut avoir présent en mémoire. C'est la reproduction du canal sub. En effet nous avons vu que le niveau pointe du canal sub est +10dB supérieur à celui des autres canaux. Ceci veut dire que le niveau pointe d'un signal sub devra être potentiellement reproduit à 115dBA.

Ainsi pour venir frapper le niveau 115dBA, avec un sub d'un rendement moyen (comme précédemment) de 90dB/1W (près d'un mur) et à 3m de distance, il faut un ampli de 1500W... Sachant que si on n'utilise pas de subs mais qu'on reproduit ce canal .1 sub par les 2 enceintes colonnes principales (rendement idem 90dB/1W), pour atteindre les 115dBA, il faudrait les alimenter en 2* 750W...

On voit donc immédiatement pourquoi dans ces conditions n'importe quel ampli sera immédiatement à genoux et pourquoi dans tous les cas, il vaut toujours mieux utiliser le meilleur sub possible (voire plusieurs) et passer les enceintes principales en "small", en les coupant à 80Hz.
...

(...) On voit donc immédiatement pourquoi dans ces conditions n'importe quel ampli sera immédiatement à genoux et pourquoi dans tous les cas, il vaut toujours mieux utiliser le meilleur sub possible (voire plusieurs) et passer les enceintes principales en "small", en les coupant à 80Hz.

Pas mieux.
Mon expérience à ce jour pour avoir un grave propre :
- un ampli dédié .1 avec une techno permettant de délivrer des pointes de courant très élevées et si possible des caissons d'un rendement d'au moins 100 dB (4 chez moi)
- un ou des amplis dédiés aux auttres canaux, coupés vers 80 Hz

[Cobrasse]

Bonsoir,

Sylex, les commentaires que tu lies possède des erreurs et des oublis

Déjà ce n'est pas le canal SUB qui 10 dB supérieur aux autres, mais bien le LFE ... Donc suivant le nombre de caissons de basse(s) et leur sensibilité, il ne faut pas appliquer cette valeur !!! Imagines être en 5.1 traditionnel sans BM, et avoir 4 caissons de basses dédiés au LFE ... Et avec des enceintes ayant la même sensibilité qu'un seul caisson ... Et bien les caissons auront déjà +6dB d'avance ... Bref cela il vaut mieux le mesurer/calculer pour être sûr de ne pas faire n'importe quoi ... Cela est aussi valable leur d'un BM, mais ça complique encore les choses, car il faut gérer le niveau du signal LFE et aussi du signal sub (issu des autres canaux !).

Pour définir le nombre de "watts" nécessaire, il faut être sûr de la sensibilité et dans une bande passante définit, car généralement à 1Khz on a pas la même chose qu'à 20 Hz ... Ensuite le room gain lui vient vraiment apporter un gros soutien dans le grave et extrême (certes en excitant la pièce, mais bon !), sans oublier le mode de rayonnement (dans un angle on prend +18dB de pression et 9dB de puissance apparente ). Donc il faut s'assurer de savoir comment la sensibilité a été mesurée/calculée par le constructeur ! Il faut ensuite connaître les pertes avec la distance, en freefield (half space ou 2Pi) on perd 6dB par doublement de la distance, mais cela est "théorique" et donc pas valable dans nos salles et encore moins pour le grave, je pencherai plutôt pour 3dB de perte par doublement (à corriger si besoin !).

Ensuite il y a aussi la compression thermique, qui peut venir tasser la dynamique, car la température de bobine est haute (soit issue d'un usage intense ou d'une mauvaise évacuation de la chaleur par le système de refroidissement de la bobine !) qui peut être instantanée comme étalée durant l'usage, car le HP reçoit trop de watts à dissiper à cause de sa faible sensiblité qui demande beaucoup de tension pour atteindre le niveau escompté !

Après le reste est une question de choix !

[Jean-Pierre Lafont]

Il a y du vrai dans ce qui précède, mais tout est mélangé et je crains que la plupart des lecteurs s'y perdent. Je vais tenter d'y mettre un peu d'ordre (si c'est possible).

ce n'est pas le canal SUB qui 10 dB supérieur aux autres, mais bien le LFE

Oui, tout comme les canaux surround sont à -3. Mais pour les installations grand public ces données sont transparentes. Les disques de test et le générateur interne des préamplis sont compensés pour un alignement linéaire de tous les canaux à 75dBC sans se poser de question.

Donc suivant le nombre de caissons de basse(s) et leur sensibilité, il ne faut pas appliquer cette valeur !!! Imagines être en 5.1 traditionnel sans BM, et avoir 4 caissons de basses dédiés au LFE ... Et avec des enceintes ayant la même sensibilité qu'un seul caisson ... Et bien les caissons auront déjà +6dB d'avance...

C''est bien plus compliqué que ça. 4 caissons, produiront quelque chose entre +12dB et... moins beaucoup.
On aura +12dB si les caissons sont parfaitement couplés. En pratique, c'est impossible sur toute la bande du LFE car la distance max entre les HP doit rester inférieure à 35cm. Pas facile avec des HP de 38cm. Alors, ce sera +12dB à 60Hz et +6 à 120Hz dans le meilleur des cas (c.a.d avec les 4 HP dans un même caisson).
Si les caissons sont séparés, ils ne sont plus en phase et là, on peut obtenir n'importe quoi. Ce sera +12 à une fréquence et -40 à une autre.
Le placement est très délicat et doit être calculé. Malheureusement les logiciels de calcul sont rares et ne sont pas à la portée de l'amateur, tant sur le plan pécuniaire que mathématique.

Pour définir le nombre de "watts" nécessaire, il faut être sûr de la sensibilité et dans une bande passante définit

Oui, c'est normal. Mais, la sensibilité est hélas mesurée avec un signal sinus à la fréquence pour laquelle le HP ou ou l'ensemble HP-enceinte est le plus sensible. Cette mesure ne reflète pas les performances réelles du caisson.
Le rendement, mesuré avec un bruit rose filtré est déjà plus représentatif.

Ensuite le room gain lui vient vraiment apporter un gros soutien dans le grave et extrême (certes en excitant la pièce, mais bon !)

Le room gain est un effet parasite qui appartient aux pièces insuffisamment traitées et aux caissons mal placés. Au sens acoustique, c'est un défaut. Beaucoup s'en servent en pensant gagner de la puissance pour pas cher. Le room gain ne doit pas être pris en compte dans le calcul de la pression utile.

, sans oublier le mode de rayonnement (dans un angle on prend +18dB de pression et 9dB de puissance apparente). Donc il faut s'assurer de savoir comment la sensibilité a été mesurée/calculée par le constructeur !

Exact. Quand les conditions de mesure ne sont pas précisées, cet artifice est presque toujours utilisé par les constructeurs. Rares sont ceux qui le précisent.

Le KW-120 de Klipsch est bon un exemple pour comprendre:
Le constructeur dit: Sensitivity: 130dB @ 30Hz, 122dB @ 20Hz, 112dB @ 15Hz 1/8 space, 1m (2 enclosures side-by-side per THX Ultra2)
Déjà, il faut 2 caissons couplés pour obtenir cette pression (c'est 2 fois plus cher).
Ces chiffres sont obtenus avec les caissons posés dans un coin d'une pièce réverbérante. Ils ne sont vrais qu'à 1 mètre (vous écoutez à 1 mètre ?) dans une pièce aux dimensions supérieures à la longueur d'onde (à 15Hz: 23m de hauteur, ça fait beaucoup). En réalité, les niveaux sont gouvernés par les modes de la pièce et deviennent n'importe quoi.

Sur le site "Son vidéo" on lit: Sensibilité : 130 dB à 30 Hz, 122 dB à 20 Hz, 112 dB à 15 Hz en coin de pièce au sol à 1 mètre
Vous remarquerez que le deuxième caisson a disparu. Pourtant les performances n'ont pas changé.

Dans le numéro 96 (2004) de Audio Video, page 96, cela devient:
Le caisson de graves KW-120-THX et son respectable boomer “Cerametallic” de 31 cm. Capable de délivrer un niveau sonore de 130 dB à 30 Hz malgré sa relative compacité. Elle sera plus à l’aise en salle de taille moyenne. Faux, ce caisson est fait pour les petits volumes.

Sur le site "Passion Home cinéma", on rajoute des Watts pour pas cher: Amplification : Amplificateur KA-1000-THX : Valeur FTC puissance : 500 W sur 8 ohms, 1000 W sur 4 ohms, 20 Hz à 1 kHz pour moins de 1,5 % de distorsion harmonique totale. Puissance dynamique* : 2050 W sur 8 ohms, 3025 W sur 4 ohms pour moins de 5 % de distorsion harmonique totale. L'astérisque ne renvoie à aucune explication.

En vérité, ce caisson délivre 92dB à 4mètres en champ libre. Il lui faudrait 200 fois plus de puissance pour obtenir les 115dB souhaités à 4m.
Ne jetons pas la pierre à Klipsch: ceci est vrai pour toutes les marques.
Klipsch est un des rares fabricants qui a le courage de publier les conditions de mesure. Vous ne trouverez pas cette information chez Velodyne par exemple.

Il faut ensuite connaître les pertes avec la distance, en freefield (half space ou 2Pi) on perd 6dB par doublement de la distance, mais cela est "théorique" et donc pas valable dans nos salles et encore moins pour le grave, je pencherai plutôt pour 3dB de perte par doublement (à corriger si besoin !)

Alors je corrige et renvoie au room gain cité plus haut. 3dB de perte par doublement de la distance est une estimation théorique qui trouve un fond de vérité dans les pièces non traitées, au dessus de la fréquence de Schroeder. Dans les graves, ce sont les modes stationnaires qui dominent et il est normal de lire n'importe quoi.

Ensuite il y a aussi la compression thermique, qui peut venir tasser la dynamique

Le mot "peut" est en trop. La compression thermique est toujours présente, sauf si la pression max est mesurée suivant une norme qui doit être précisée (AES2-r2003 - IEC 268-5 - EIA RS 426 A ou B).
Quand la norme n'est pas précisée les données annoncées sont toujours suspectes, l'expérience le prouve tous les jours.

Remarque: La norme CEA-2010 qui utilise le niveau crête d'un train de 6,5 impulsions fenêtré en Hanning et diffusé dans un espace 2pi pendant une seconde ne tient pas compte de la compression thermique. Les résultats sont difficiles à interpréter et sujets à caution en regard des conditions d'exploitation.

Enfin, le consommateur est universellement trompé sur la bande passante du caisson. Elle est généralement mesurée au niveau de pression obtenu en appliquant 2,83V aux bornes du HP (1Watt sous 8 ohms et 2Watts sous 4 ohms). Dans les conditions réelles d'exploitation, c'est sur les crêtes de niveau qu'on a besoin des infra graves. Or, à la fréquence la plus basse annoncée et à SPL max, la pression est quasiment la même qu'avec 1 Watt. Tous les tests le prouvent et c'est normal. Le déplacement de la membrane n'est pas extensible à l'infini. La coupure à -6dB n'est plus à 20Hz comme il est dit sur la brochure mais plutôt à 63Hz, ce qui ne laisse qu'un seul tiers d'octave utile dans le cadre d'un bass management.

Les constructeurs devraient avoir l'honnêteté de publier les courbes de pression au niveau nominal de sensibilité et aussi à SPL max en champ libre ou en diffusion hémisphérique. Mais ça, c'est pour quelques érudits. N'oublions pas que nous somme dans le domaine grand public. Qui, parmi la clientèle des grandes enseignes commerciales va se soucier de tout ce qui précède alors qu'il est si tentant de se reposer sur le room gain et sur des spécifications aussi tronquées qu'incompréhensibles ?
Personnellement, quand je dois choisir un caisson, je considère les performances vraies à SPL max et en champ libre. C'est une base de travail. Ensuite, je les adapte aux caractéristiques acoustiques de la pièce.

6 Edits = fautes corrigées

[SYLEX]

Merci à vous pour ces explications.