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Les enceintes à double et triple résonateur

Mise à jour : 13 mars 2019.


L'essentiel du chapitre parle du 2eme résonateur et de ses dérivées, DBR FOSTEX et filtre de Briggs.
La fin du chapitre concerne le triple résonateur.
C'est avec le triple résonateur que vous aurez les meilleurs résultats d'écoute, le double résonateur n'est qu'une étape intermédiaire de mise au point.


Principe :

Les quatres images ci-dessous montrent de gauche à droite, l'enceinte bass-reflex simple, l'enceinte à double résonateur, l'enceinte à triple résonateur, avec des échelles pratiquement identiques, et le schéma de principe donné par Elipson en 1975 : Je n'ai rien inventé...

  • Double résonateur sur l'image du milieu, le volume du HP est le volume du haut.
    Le 2eme résonateur est en bas, avec l'évent extérieur.
     
  • Triple résonateur sur l'image de droite, le volume du HP est le volume du milieu.
    Le 2eme résonateur est en bas, avec l'évent extérieur. Volume du HP et volume du 2eme résonateur sont identiques, même si ce n'est pas évident au vu des images.
    Le 3eme résonateur est en haut, c'est un volume clos vis à vis de l'extérieur.
    Il y a 2 résistances acoustique, prise dans du filtre pour hotte aspirante, à l'extrémité de l'évent vers le 3eme résonateur, et dans une 2eme ouverture entre le volume principal et le 2eme résonateur.
    Ces deux résistances acoustique ont pour but d'avoir un accord moins pointu, sur une bande de fréquences plus large, et participent grandement à la qualité d'écoute finale.
    Elles sont finalement très simple à réaliser pour un prix ridicule. Voir plus bas dans le chapitre.

Les cloisons des résonateurs sont placées en biais à 30° pour casser les réflexions sur la parois arrière, et c'est très efficace.
Le double résonateur n'est qu'une étape temporaire de validation à l'écoute, réalisez directement le triple résonateur.

Bass-reflex simple double résonateur triple résonateur schéma de principe par Elipson d'une enceinte à triple résonateur


Remarques :

Il y a un moyen d'améliorer le résultat d'écoute d'une enceinte bass-reflex en rajoutant un ou deux résonateurs dans une partie de l'enceinte.
Vu de l'extérieur, il n'y pas de changement.
Vu de l'intérieur, il y a une cloison interne et un deuxième évent pour la solution à double résonateur, deux cloisons internes et deux autres évents pour la solution à triple résonateur.

A l'écoute la définition, la quantité d'informations et la propreté du bas-médium sont grandement améliorées.
Si vous aimez compter le nombre de coups donnés sur les timbales à l'arrière plan d'un grand orchestre symphonique, si vous aimez bien entendre les cordes pincées sur une contrebasse, c'est la seule solution qui marche.
L'absence de son de boite est la propriété la plus remarquable de l'enceinte à triple résonateur.
Le bas médium est beaucoup plus à sa place et bien mieux défini.

Plus l'enceinte monte haut en fréquence, plus l'intérêt du résonateur est grand.
Avec un bon large bande, avec un grave médium qui monte à 2500 Hz, c'est une excellente solution.
Je ne sais pas dire si un résonateur est utile pour un caisson de grave : Je n'ai pas fait d'essai dans ce sens.
Ce dont je suis sur c'est qu'il ne peut pas faire de mal, et que la réponse dans les graves n'est pas modifiée par rapport à un simple bass-reflex...


Pourquoi une simulation en 4th order bandpass ?

Le livre de Pierre Loyez, Technique des haut-parleurs et enceintes acoustiques, parle de la modélisation des enceintes bass-reflex, enceintes closes, enceintes à résonateur, enceintes à charge symétrique.
Page 170 il est marqué :
En inversant le dispositif de la figure 149, l'enceinte avec résonateur, on obtient un système à charge symétrique avec cavité supérieure émettrice (figure 152) dont la modélisation ne diffère pas du modèle précité.
C'est à partir de cette hypothèse démontrée dans le livre que j'ai utilisé la modélisation des enceintes 4th order bandpass (enceinte symétrique) pour calculer le rapport entre le volume principal et le résonateur, ainsi que la fréquence d'accord de l'évent.

Cette hypothèse conduit à une enceinte close à résonateur.
L'évent extérieur pour faire un bass-reflex à résonateur est un paramètre de réglage de plus, lui aussi indiqué dans le livre, pour avoir une extension plus importante dans le grave.


La méthode utilisée dans l'enceinte 4th order bandpass :

Calcul d'une enceinte 4th order bandpass, le PDF de l'AFDERS de janvier 1994.

Cette enceinte est calculée en partant du volume clos Vc.
Le volume évent est défini avec Vac = Vas * ( Vc / ( Vas + Vc ) ) = ( Vas * Vc ) / ( Vas + Vc ). En page 8 du PDF ci-dessus.
Et nous voulons que Vb = Vc + ( ( Vas * Vc ) / ( Vas + Vc ) ).

Faisons un peu de math :
Vb = Vc + ( ( Vas * Vc ) / ( Vas + Vc ) ). Multiplions par ( Vas + Vc ).
Vb * ( Vas + Vc ) = Vc * ( Vas + Vc ) + ( Vas * Vc ). Regroupons les termes.
( Vb * Vas ) + ( Vb * Vc ) = ( Vc * Vas ) + Vc2 + ( Vas * Vc ).
Vc2 + 2 * ( Vas * Vc ) - ( Vb * Vc ) - ( Vb * Vas ) = 0.
Vc2 + Vc * ( 2 * Vas - Vb ) - ( Vb * Vas ) = 0.
C'est une équation du 2eme degré de la forme a * X2 + b * X + C = 0 avec a = 1, b = 2 * Vas - Vb, c = -Vb * Vas.
Delta = b2 - 4 * a * c
solution1 = ( -b - racine( delta ) ) / ( 2 * a ) et solution2 = ( -b + racine( delta ) ) / ( 2 * a ) en ne gardant que la solution intéressante comprise entre 0 et Vb.

Une autre formule est utilisée, Fc = Fs * racine( 1 + ( Vas / Vc ) ), toujours en page 8 du PDF ci-dessus.
C'est la fréquence Fc de résonance du haut-parleur dans le volume principal Vc.
C'est à cette fréquence que doit être accordé l'évent dans le volume du résonateur.
Le point d'action du résonateur est bas en fréquence, ce qui peut le rendre utilise pour un caisson de grave. Je n'ai pas fait l'essai.


La conséquence pour une enceinte bass-reflex à résonateur est que l'évent extérieur d'un coté, et l'évent intérieur de l'autre sont différents, comme sur un DBR FOSTEX.
Quelque soit l'évent extérieur, l'évent intérieur et les deux volumes ne changent pas parce qu'ils ne dépendent que de Fs et de Vas.
Cela facilite grandement les réglages : Vous calculez les deux volumes et l'évent intérieur à la conception de l'enceinte, vous finissez l'évent extérieur à l'écoute.
Le dimensionnement des volumes et évent internes sont insensibles au facteur d'amortissement de l'ampli et à la résistance en série des selfs du filtre passif.


Précisions :

Il y a une grande différence entre le résonateur que je propose et le DBR proposé par FOSTEX :

  • Le DBR à la FOSTEX cherche à étendre la réponse dans les bases Fréquences.
  • Le résonateur que je propose cherche à améliorer la qualité de la réponse dans le bas-médium et le médium, même s'il faut pour cela limiter la réponse dans le grave.

Les objectifs étant différents, le dimensionnement est lui aussi différent.
Le DBR de FOSTEX a trois bosses d'impédance, avec toutes les rotations de phase électrique et acoustique qui vont avec.
Je ne pense pas qu'il fasse illusion bien longtemps à l'écoute...


Forme de l'enceinte :

La forme de l'enceinte la plus facile à réaliser est le parallélépipède rectangle.
Mais ce n'est pas la meilleure forme du point de vue des ondes stationnaires.
Un des gros avantage de l'enceinte à résonateur est la présence d'une cloison interne qui sépare le volume principal du résonateur.
Outre l'aspect rigidité de l'enceinte, qui est bien amélioré avec cette cloison, le fait de la placer en biais permet de casser efficacement les ondes stationnaires.
Enfin comme elle ne se voit pas, un ajustement médiocre complété de mastic pour l'étanchéité est bien suffisant...

comparaison BR simple et BR à résonateur

Dans le montage ci-dessous, en court de mise au point parce qu'il faut bien vérifier à l'écoute que les équations de calculs sont justes, j'ai mis un tasseau à l'horizontale pour tenir le bas de la cloison du résonateur.
La partie haute tient toute seule appuyée sur la planche de fond. (et avec deux clous pour la photo).
Le correcteur de courbe de réponse RLC sera vissé au fond de l'enceinte une fois la mise au point terminée.
Vous voyez aussi sur l'extérieur de la planche de fond un éclairage d'ambiance à LED IKEA très apprécié pour voir la télé, avec le son dans la chaîne, sans être dans le noir complet.

exemple de réalisation montage des évents

Je me doit de signaler le montage particulier des évents pour avoir la même correction d'extrémité.
Je vous recommande de mettre l'évent situé entre le volume principal et le résonateur affleurant avec la plaque de séparation, comme l'évent extérieur est affleurant avec la face avant.

Il n'est pas inutile de rappeler quelques points sur l'enceinte à résonateur :

  • Le HP est dans le volume principal.
  • Le volume principal communique avec le résonateur par un évent.
  • Le résonateur communique avec l'extérieur par un autre évent différent de l'évent interne.
  • La taille de l'évent extérieur est identique à celle du bass-reflex simple, dans le volume total Principal + Résonateur.
  • Il faut mettre de l'absorbant dans le volume principal, dans le 2eme résonateur et dans le 3eme résonateur. Voir le chapitre Amortissement.
    J'utilise de la fibre pour remplissage d'anorak, difficile à trouver aujourd'hui.
    La valeur de référence est 320 g pour un volume de 80 L. Pour un volume de XY.Z L, il faut 320 / 80 * XY.Z g de fibre.


Réponse dans le grave théorique :

Cette réponse a été faites sur un forum de Hi-Fi, par Éric, dont j'apprécie beaucoup la qualité et la pertinence de ses réponses.
J'avais écris qu'un bass-reflex avec un résonateur avait moins de grave car le volume principal été réduit.

Ce n'est pas vrai de mon point de vue en ce qui concerne votre opinion, Dominique, "diminue l'extrême grave".
Vous avez de toute façon la réponse dans l'extrême grave due au bass-reflex accordé avec l'évent extérieur avec le volume total de l'enceinte.

Les deux résonateurs correspondants au volume principal (celui chargeant directement le haut-parleur) avec l'évent intérieur et le second volume toujours avec l'évent intérieur sont des passe-bas dont la Fréquence de coupure est supérieure ( et heureusement) a celle du résonateur constitue du volume total et de l'évent extérieur, en fin de bande inférieure, c'est a dire dans l'extrême grave, théoriquement, il ne gène pas son fonctionnement.

ELIPSON ne semble jamais l'avoir utilise pour des grands volume de charge, préférant réserver le grave a des caissons de type symétrique (a ma connaissance des systèmes ELIPSON, mais la gamme était vaste, notamment avec des productions Pro spéciales, peu connus du grand public et de moi même).

Le double et le triple résonateur comme vous le présentez dans votre site, permet un fonctionnement quasiment apériodique de l'enceinte, sans l'inconvénient de ce type de charge, qui a justement un réponse dans le grave limitée, du moins a volume égal.

Dans un grand volume de charge, le double résonateur est très intéressant au contraire.

Prenez un 38 grande sensibilité, dans 200 a 300 litres de charge, genre JBL, ALTEC a membrane légère, gros moteur, voire même un 2231, pas trop grands sensibilité. En bass-reflex, cela permet théoriquement de descendre très bas, vraiment très bas, mais on constate que le résonateur intervient sur une plage de Fréquence étroite, en fait il n'est que peu amorti. Les conséquences a l'écoute, un grave certes important, mais des risques de résonances et d'harmoniques supérieures qui vont entacher le message sonore et aussi l'impression que le grave sonne un peu toujours pareil. Le phénomène étant variable selon le HP, l'amortissement dans l'enceinte, sa forme...

Le double volume va permettre la mise en oeuvre de trois résonateurs successifs dont les plages de fonctionnement se recouvrent. De plus la Fréquence de résonance de chacun correspond a une Fréquence de résonance du haut-parleur (s'il n'y avait pas justement ces résonateurs, c'est un peu dur a comprendre, je le conçois), cela permet justement d'obtenir in fine (une courbe de résonance avec un double volume toujours avec deux bosses mais l'amplitude entre les bosses a sérieusement augmenter. la deuxième bosse est rejetée bien plus haut en Fréquence. La première correspond a la résonance basse du HP pour un bass-reflex de volume total accorde par l'évent débouchant sur l'extérieur.

Pour supprimer la résonance haute, ou du moins l'atténuer, il faudrait un troisième volume interne, accorde sur cette Fréquence. Cependant, ce résonateur doit être amorti car son volume est fixe par la Fréquence et l'évent qui par un principe de réciprocité doit être "identique" a l'autre évent intérieur, ce qui était le cas chez ELIPSON. Son réglage est donc "plus" délicat", ELIPSON dans ses réalisations utilisait un trou supplémentaire qui était occulte soit par de la mousse soit par un feutre épais, de mémoire...!

C'est aussi pour cela que je n'aime pas du tout le DBR (double bass-reflex) proposé par FOSTEX.
L'évent extérieur est lui aussi certainement accordé comme un bass-reflex simple. Ce n'est pas a ce niveau que se trouve la différence.
Le volume principal est lui tout petit. L'évent dans ce volume n'est pas accordé sur la fréquence de résonance du HP en clos dans ce volume, mais sur l'harmonique 2 de cette résonance.
C'est pour le moins curieux...


Réponse dans le grave mesurée :

Au premier trimestre 2017, j'ai refaits une enceinte avec le 2eme résonateur, avec une mise au point à l'écoute très précise.
Le volume total de l'enceinte était de 136 L, et la longueur de l'évent extérieur a été réglé à 2.5 mm prés.
Le résonateur interne fait 55.7 L et a été réglé à 0.25 L près.
L'évent interne à été réglé à l'écoute avec une longueur ajustée à 2.5 mm prés.
La précision de réglage est importante, pour ne pas avoir le moindre doute avec les conclusions qui seront tirées de cette réalisation.
Cette précision a été elle aussi vérifiée aux calculs pour mettre en accord théorie et pratique.

Au premier trimestre 2018, j'ai continué la mise au point en ajoutant le 3eme résonateur, là aussi avec une mise au point aussi précise que pour le 2eme.
Le but était de trouver la méthode de calcul, pour permettre des réalisations avec d'autres haut-parleurs que celui que j'ai utilisé pour les tests.
Le but a été atteint.

Les mesures montrent parfaitement que la réponse dans le grave n'est absolument pas modifiée par la présence des résonateurs, et que les améliorations sont visibles sur le Step et sur la courbe d'impédance.


Courbe de réponse à 1 m, de 20 à 500 Hz, sans résonateur :

Courbe de réponse de 20 à 500 Hz à 1 m sans résonateur


Courbe de réponse à 1 m, de 20 à 500 Hz, avec le 2emerésonateur :

Courbe de réponse de 20 à 500 Hz à 1 m avec le 2eme résonateur


Courbe de réponse à 1 m, de 20 à 500 Hz, avec le triple résonateur :
La mesure a été réalisée plusieurs mois après les deux premières, le niveau est plus faible de 3 dB.

Courbe de réponse de 20 à 500 Hz à 1 m avec le triple résonateur


La théorie dit que le résonateur interne est acoustiquement transparent pour la réponse dans le grave.
Les mesures le prouvent sans la moindre contestation possible.


Autres mesures : Step

Impulsion Step sans résonateur :

Impulsion step sans résonateur


Impulsion Step avec le 2eme résonateur :

Impulsion step avec résonateur


Impulsion Step avec le triple résonateur :

Step avec triple résonateur


L'impulsion initiale est plus courte avec le 2eme résonateur que sans.
Le gain avec le 3eme résonateur est particulièrement significatif.
Il a été encore amélioré depuis cette mesure avec de l'absorbant dans le 2eme et le 3eme résonateur.
Les oscillations après l'impulsion seront corrigées par convolution sur la réponse et la phase acoustique, les mesures sont sans correction.

Je vais tacler gentiments les internautes qui écrivent dans les forums que le tweeter ajoute plus de finesse dans les aigus, finesse qu'un haut-parleur large bande seul ne peut pas avoir.
Pouvez vous nous montrer le step de vos réalisations à deux voies ?
Quel est l'intérêt d'avoir un surcrois de finesse dans l'aigu si le raccordement avec le médium est mauvais, ou simplement moins bon ?
Vous vous extasiez sur la finesse en oubliant la cohérence globale, ce n'est pas mon choix de conception : Je suis peut être un poil moins fin, et tellement plus cohérent...
Allez au concert acoustique, vous vous rendrez compte combien mes choix sont pertinents !!!


Autres mesures : Impédance

La mesure de l'impédance montre une différence, avec et sans résonateur.
Je m'attendais à avoir la bosse d'impédance à 50 Hz atténuée puisque c'est à cette fréquence qu'est accordé le résonateur.
C'est la première bosse d'impédance à 20 Hz qui est atténuée, plus ou moins en fonction du dosage de l'amortissement.


Courbe d'impédance sans résonateur, et avec le correcteur de courbe de réponse RLC :

Courbe d'impédance sans résonateur


Courbe d'impédance avec le 2emerésonateur, et avec le correcteur de courbe de réponse RLC :

Courbe d'impédance avec résonateur


Courbe d'impédance avec le triple résonateur, et avec le correcteur de courbe de réponse RLC :

Courbe d'impédance avec triple résonateur


Le filtre de BRIGGS :

L'emplacement de cette rubrique juste après le 2eme résonateur n'est pas un hasard : Les ressemblances sont grandes entre les deux.
La terminologie employée est "Filtre de BRIGGS", "Filtre acoustique", "Filtre à fentes" ou encore "Filtre acoustique à fentes de BRIGGS".
Le principe dans l'image ci-dessous, le détail en annexe

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SIARE a utilisé cette technique sur l'enceinte DELTA 200, chose que j'ai pu vérifier de visu : J'ai changé le haut-parleur, suspension HS, j'ai modifié la longueur de l'évent et ai conservé le filtre à fentes tel quel.
Il paraît que DAVIS l'utilise aussi sur l'une de ces enceinte.
Un internaute me signale que les CABASSE DINGHY 222 l'utilise aussi.

J'ai réalisé mes premières enceintes avec ce filtre, qui ne demande peu de mise au point : Plus ou moins de fentes, et position de la cloison en hauteur même si BRIGGS indiquait un rapport de 1/3 et 2/3 en hauteur.
Plus tard, je suis passé au résonateur ELIPSON, et a la détermination exacte de la méthode de calcul.
En 44 ans, les choses ont progressées.
Un filtre à fentes bien calculé, c'est possible. Il y a des choses à creuser à ce niveau.


Le triple résonateur :

Le DAVIS 20DE8.
C'est le baffle test, celui de mon système haute-fidélité que j'écoute tout les jours, qui m'a servi à valider la méthode de calcul et le résultat d'écoute.
C'est volontairement que vous ne trouverez aucune indications sur les volumes et accords utilisés sur cette réalisation. Inutile de me contacter, je ne les donnerai pas.

Le terme "triple résonateur" a été breveté dans les années 70 par Elipson.
Les brevets sont tombés aujourd'hui dans le domaine public, et de toute façon je ne fait pas de commerce.
Le principe des résonateurs Elipson.

triple résonateur

Terminologie :
Dans la solution précédante nous avions un volume principal et un résonateur.
Dans la solution triple résonateur, nous avons un volume principal, un 2eme résonateur et un 3eme résonateur.
Dans les deux cas, l'évent extérieur est dans le 2eme résonateur.

Le 3eme volume se met dans le volume principal, celui qui contient le haut-parleur.
Il est choisi de façon à avoir le volume principal identique au volume du 2eme résonateur, le volume du 3eme résonateur est le volume restant.
Dans la solution avec juste un résonateur, nous avions le volume avec le haut-parleur plus grand que le volume du résonateur.
Dans la solution triple résonateur, nous avons le volume principal égal au volume du 2eme résonateur, le volume du 3eme résonateur est le volume restant.
Lors de la mise au point, vous pouvez donc commencer avec juste un résonateur, et ajouter le 3eme dans un deuxième temps.

La méthode de calcul du volume VR2 du 2eme résonateur est expliqué dans le détail plus haut.
Rien n'est modifié, ni le volume VR2 du 2eme résonateur par rapport au volume total Vb, ni la fréquence d'accord FR2.

La fréquence d'accord FR3 du 3eme résonateur a été determinée à l'écoute à ±1 Hz.
Cela correspond très exactement à FR3 = Fs * racine( 1 + ( Vas / VR2 ) ).
C'est la fréquence de résonance d'un coffret clos excité par le haut-parleur.
Pourquoi est-ce cette valeur qui fonctionne le mieux à l'écoute ?
Je ne sais pas...

En diminuant, le volume principal qui contient le HP, exactement à la même valeur que VR2, nous mettons le haut-parleur dans les conditions idéales pour que le 3eme résonateur fonctionne au mieux.


Résistances acoustique entre les volumes :

Regardez le schéma d'une enceinte à triple résonateur, schéma proposé par Elipson en 1975.
Vous reconnaissez les trois volumes, le HP dans le volume principal, le 2eme résonateur avec l'évent extérieur, le 3eme résonateur clos, un évent entre le volume principal et le 2eme résonateur, une ouverture entre le volume principal et le 3eme résonateur, et deux résistances acoustique entre le volume principal et les deux résonateurs.

schéma de principe par Elipson d'une enceinte à triple résonateur


J'ai essayé une résistance acoustique entre le volume principal et le 3eme résonateur.
J'ai simplement acheté chez DARTY un filtre pour hotte aspirante, un filtre anti graisse universel en polyerster à base de plastique recyclé.
J'ai découpé des rondelles au diamètre intérieur de l'évent, et j'en ai essayé une, deux et trois en les plaçant directement dans le tube de l'évent.

  • Une rondelle par rapport à rien, le gain était sensible dans le médium.
  • Deux rondelles par rapport à une, un petit gain supplémentaire toujours dans le médium.
  • Trois rondelles par rapport à deux, le rendu du médium était moins bon.

Je n'ai pas de conseil à vous donner pour votre enceinte, essayez plusieurs rondelles et gardez ce qui marche le mieux.


J'ai également essayé une rondelle dans le tube de l'évent vers le 2eme résonateur, et j'ai obtenu des résultats moins bons : L'évent entre le volume principal et le 2eme résonateur ne doit surtout pas être freiné.
Le schéma montre une 2eme ouverture freinée, c'est la solution que j'ai essayé.

J'ai percé facilement avec une scie cloche (la planche était vissée dans l'enceinte) deux trous D=52 mm entraxe 70 mm, et j'ai mis par dessus trois couches de filtre pour hotte aspirante.
Pour faire tenir le filtre, j'ai simplement planté 5 clous tête homme, et j'ai fait rentrer le filtre en force dessus. Simple et efficace.
J'avais pensé à mettre 3 vis et 3 rondelles, mais le filtre s'enroule sur les vis. Mauvaise idée...

Le gain à l'écoute est dans ce cas sur le haut-grave et bas médium.
Il n'y pas de gain dans le médium, comparé à la résistance acoustique du 3eme résonateur.
Chacune des résistances acoustique agit dans une zone de fréquence différente.
La combinaison des deux est très agréable à écouter.

les deux trous D=50 et les clous de fixation de la résistance acoustique

la résistance acoustique


Double ou triple résonateur ?

Triple résonateur, sans la moindre réserve : La qualité du bas médium est amélioré, et devient beaucoup plus crédible.
Le 2eme résonateur était un gain par rapport au bass-reflex simple pour la plus grande rapidité sur les impulsions. Mais cela reste une étape intermédiaire.
Le 3eme résonateur apporte encore un plus qu'il serait dommage de se passer.
Les résistances acoustique homogénéise la réponse globale, il faut comparer avec et sans pour se rendre compte de leur importance.
Sur le 2eme et le 3eme résonateur, il n'y a pas de mise au point à faire, tout est obtenu par calcul.
Seul l'évent extérieur doit être réglé à l'écoute, comme pour une enceinte bass-reflex simple.
Meilleurs, et pas plus compliqué à mettre au point, pourquoi s'en passer ?
L'amortissement est à mettre dans les trois volumes. Base 320 g pour 80 L avec de la fibre pour remplissage d'anorak.

Pour quelles enceintes faut-il un triple résonateur ?
Toutes...
Il faudrait faire un caisson de grave coupé en dessous des fréquences FR2 et FR3 pour que ce ne soit pas utile. (Et encore...)
Un fabricant d'enceintes y regardera à deux fois avant d'ajouter deux planches et deux évents de plus.
Un amateur de DIY ne doit pas hésiter une seconde, et pourra faire mieux que les fabricants.


Calcul :

Le calcul d'une enceinte bass-reflex, vous affiche, page 4/8, dans un tableau identique à celui ci-dessous toutes les valeurs utiles pour votre réalisation avec votre haut-parleur.
L'exemple choisi est pour un AUDAX PR38EX100VST, un haut-parleur vintage.

valeurs calculées pour le résonateur


Comment positionner la cloison en biais d'un résonateur ?

Si la cloison était horizontale, ce serait très simple : Volume en cm3 = Largeur * Profondeur * hauteur en cm.
Volume en cm3 = Volume en L * 1000.
Avec une cloison en biais, largeur et profondeur ne changent pas.
La hauteur à l'avant de la cloison est différente de la hauteur à l'arrière de la cloison.
La hauteur moyenne au milieu de la cloison est :
Hauteur moyenne en cm = volume en cm3 / largeur en cm / profondeur en cm.
Si vous choisissez une hauteur à l'avant de la cloison plus basse de 3 cm que la hauteur moyenne, vous devez avoir une hauteur à l'arrière de la cloison plus haute de 3 cm que la hauteur moyenne.
Dans cette exemple, la différence entre la hauteur à l'avant et la hauteur à l'arrière est de 6 cm, 3 cm en moins à l'avant, 3 cm en plus à l'arrière.
Ce n'est pas plus compliqué que ça...

Je parle d'un angle de 30°.
La différence entre la hauteur à l'avant et la hauteur à l'arrière c'est profondeur * TAN(30°) = profondeur * 0.577.
TAN est la tangeante sur votre calculatrice scientifique. TAN(30°) = 0.577.
Par exemple pour une profondeur de 25 cm, 25 * TAN(30°) = 25 * 0.577 = 14.4 cm.
La hauteur à l'avant de la cloison est plus basse de 14.4 / 2 = 7.2 cm que la hauteur moyenne, la hauteur à l'arrière de la cloison est plus haute de 7.2 cm que la hauteur moyenne.


Mes explications sont trop compliquées pour certain d'entre vous, simplifions les, et illustrons les chose avec un dessin.
Le point bas de la cloison est à 332 mm. Le point haut de la cloison est à 552 mm. La hauteur moyenne est à ( 332 + 552 ) / 2 = 442 mm.
Le volume du résonateur se calcule avec la hauteur moyenne de 442 mm, la profondeur et la largeur.
N'est-ce pas plus simple ainsi ?

Pourquoi suis-je aller chercher les explications compliquées du dessus ?
Sans doute en application de l'axiome Shadock généralisé : "A quoi bon se compliquer la vie à faire simple alors qu'il est si simple de faire compliqué" ?
Vos mails sont utiles, ils me forcent à trouver des explications les plus simples possible...


Calcul du volume avec une cloison en biais



Gamme ELIPSON en 1975

Mise à jour : 2008-06-09.


Scan d'un article paru dans HI-FI STEREO de juin 1975 sur les enceintes ELIPSON.
Outre la présentation de la gamme, cet article donne des informations intéressantes sur le fonctionnement des résonateurs et de la charge symétrique pour les graves.
La charge symétrique est le plus souvent appelée 4th order bandpass aujourd'hui.
Ces précisions prennent la forme de questions - réponses lors d'une réunion publique.

Les pages de l'articles ont été annotées à la main. J'ai essayé de faire disparaître le plus possible de ces annotations.


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Résonateur ELIPSON

Mise à jour : 2008-06-09.


Scan d'un article paru dans HI-FI STEREO de novembre 1977 sur le résonateur ELIPSON.
Explications du fonctionnement de ce principe.

Les pages de l'articles ont été annotées à la main. J'ai essayé de faire disparaître le plus possible de ces annotations.


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Calcul de l'évent

Mise à jour : 22 février 2018.


Préambule :

Le calcul des évents se trouve sur deux chapitres :

  • Calcul détaillé des évents circulaires.

  • Calcul du diamètre équivalent à un évent circulaire pour les autres formes d'évent, uniquement dans le but de calculer le niveau SPL.

Dans ce chapitre, nous sommes dans la 1ere partie.


Surface de l'évent :

La surface d'un évent rond de diamètre intérieur D est : S = Pi * D2 / 4.
La surface d'un évent rectangulaire de largeur L et de hauteur H est : S = L * H
Les formules ci-dessous utilisent la surface S, et marchent aussi bien pour un évent rond que rectangulaire.


Calcul de l'évent :

La formule qui permet de calculer la Fréquence d'accord d'une enceinte en fonction du volume de l'enceinte, de la surface et longueur de l'évent est :

Quel accord ?
FB = ( C / ( 2 * Pi ) ) * RACINE ( S / ( ( L + K * RACINE ( S ) ) * VB ) )
ou
FB = ( C / ( 2 * Pi ) ) * RACINE ( S / ( ( L + K1 * A ) * VB ) )
avec :

  • FB = Fréquence d'accord en Hz,
  • C = Vitesse du son = 343.4 m/s à 20° C. (Voir annexe au bas du chapitre)
  • Pi = 3.14159
  • S = Surface de l'évent en m2,
  • A = Rayon de l'évent en m,
  • L = Longueur de l'évent en m
  • VB = Volume de l'enceinte en m3
  • K = coefficient de correction d'extrémité pour S.
  • K1 = coefficient de correction d'extrémité pour A.

Dans toutes les formules, il faut faire très attention aux unités.
La méthode la plus sûre est de tout mettre en SI : Mètre, Kilo, Seconde, Ampère.

Il existe trois coefficients de correction d'extrémité K :

K par l'audiophile K par Jörg Panzer Application Exemple K1 par l'audiophile K1 par Jörg Panzer
Pour la surface S Pour le rayon A
0.652 0.677 Si le tube déborde des deux cotés L'évent sur la cloison d'un résonateur.
(A éviter)
1.156 1.120
0.825 0.846 Si le tube déborde d'un seul coté C'est le cas le plus courant 1.462 1.499
0.958 0.959 Si le tube est à raz des deux cotés Un simple trou dans une planche 1.698 1.700

Prenons un exemple d'un bass-reflex accordé à 45 Hz dans 100 L avec un tube de 11.8 cm intérieur.
- Si K = 0.825, la longueur est de 7.6 cm.
- Si K = 0.846, la longueur est de 7.3 cm.
Ou encore, si on prend K = 0.846 et longueur = 7.6 cm, l'accord est à 44.6 Hz.
Prendre le bon coefficient est important, mais la mise au point à l'écoute l'est encore plus, les écarts entre le calcul et la pratique sont beaucoup plus important.

Le coefficient de correction d'extrémité est de la forme : K * RACINE ( S ).
Certain livres n'utilisent pas S mais A qui est le rayon de l'évent. Posons S = Pi * A2.
K * RACINE ( S ) = K * RACINE ( Pi * A2 ) = K * RACINE ( Pi ) * A
Pour travailler avec le rayon, il est possible de définir un nouveau coefficient : K1 = K * RACINE ( Pi )
Toujours dans les livres, le coefficient K1 est composé de deux termes, correspondant a chacune des extrémités de l'évent.

C'est le plus souvent c'est la formule qui donne la longueur de l'évent qui est utilisée :
La simulation de la courbe de réponse donne FB, puis dans un 2eme temps, on cherche a dimensionner physiquement l'évent.

Quelle longueur ?
L = ( ( C / ( 2 * Pi * FB ) )2 * S / VB ) - ( K * RACINE ( S ) )
ou
L = ( ( C / ( 2 * Pi * FB ) )2 * S / VB ) - ( K1 * A )

Le calcul est réalisé par le formulaire ci-dessous. Il faut auparavant explique le cas des évents multiples.

 

Les évents rectangulaires utilisent une 2eme correction Kr qui dépends du rapport Largeur / Hauteur.
Cette correction est à multiplier à K ou à K1 pour les évents rectangulaires.
Cette correction est programmée dans les formulaires ci-dessous.
Détail dans le site de Francisaudio au chapitre FAQ1.

La programmation de cette correction utilise le rapport Largeur / Hauteur de l'évent, avec Largeur > Hauteur.
J'utilise une droite d'équation Y = A * X + B passant par 2 points.

  • Point 1 : Largeur / Hauteur = 3.5, X = LOG(3.5), Y = 0.9

  • Point 2 : Largeur / Hauteur = 7.0, X = LOG(7.0), Y = 0.8

A = ( 0.9 - 0.8 ) / ( LOG( 3.5 ) - LOG( 7 ) )
B = 0.8 - LOG( 7 ) * A
Kr = A * LOG( L / H ) + B
Si Kr > 0.988 ==> Kr = 0.988


Calcul évents multiples :

Le seul cas qui sera traité est celui de deux évents circulaires de même diamètre.
Je m'appui sur le site de Francisaudio, dans les FAQ1, et dans "Comment calculer les évents multiples".
On ajoute au coefficient de correction d'extrémité K, un coefficient KC de couplage des évents entre eux.

KC = 1 + ( 3 * Pi / 16 * D / E )
avec D = le diamètre interne des évents, et E l'entraxe entre 2 évents. D et E sont dans la même unité.

Par exemple, si nous prenons 2 évents de 10 cm, avec un entraxe de 15 cm, KC = 1.393
Si nous avions un coefficient K de 0.846, nous auront un nouveau coefficient = 0.846 * 1.393 = 1.178

Le couplage de deux évents se traduit en pratique par avoir un évent plus court qu'un seul évent de surface double :
Prenons 2 évents de 10 cm de diamètre à 15 cm d'entraxe, Surface = 157.1 cm2.
Ces 2 évents sont en surface identique à 1 seul évent de 14.14 cm de diamètre.
Dans le cas de 2 évents, la correction d'extrémité est de 1.178 * racine ( 157.1 ) = 14.8 cm.
Dans le cas d'un seul évent,la correction d'extrémité est de 0.846 * racine ( 157.1 ) = 10.6 cm.
La différence de longueur est de 4.2 cm. (4.1 cm dans la base de données, qui n'a pas d'arrondis à gérer).

Si nous faisons le même calcul, non pas avec 15 cm d'entraxe, mais avec 25 cm :
KC = 1.236, Nouveau coefficient : 0.846 * 1.236 = 1.045, correction d'extrémité : 1.045 * racine ( 157.1 ) = 13.1 cm.
C'est 1.7cm de différence par rapport à l'entraxe de 15 cm...

Un calcul juste demande donc de préciser une condition géométrique d'entraxe entre les évents, entraxe que tout le monde ne connais pas en début de projet.



Forme de l'évent

Mise à jour : 17 mars 2018.


Préambule :

Le calcul des évents se trouve sur deux chapitres :

  • Calcul détaillé des évents.

  • Calcul du diamètre équivalent à un évent circulaire pour les autres formes d'évent, uniquement dans le but de calculer le niveau SPL.

Dans ce chapitre, nous sommes dans la 2eme partie.


Forme et nombre d'évents :

Pour les évents de grande surface, les tubes de grand diamètre sont difficiles à trouver.
Un ou plusieurs évents rectangulaires sont beaucoup plus facile à réaliser dans ce cas et certainement beaucoup moins cher.
Attention cependant à la mise au point.

On trouve dans les grandes surfaces du bricolage des tubes en PVC en diamètre extérieur 4, 5, 6.3, 8, 10 et 12.5 cm, généralement en épaisseur 3.2 mm.
Avant d'acheter un évent au prés de votre vendeur de HP, regardez donc les prix...

Votre vendeur vous dira qu'il vous vend un évent "réglable" et que mes (?) tubes PVC ne le sont pas.
Voyez un peu au chapitre Mise au point la méthode du papier à dessin roulé... Convaincu ?


Évent rectangulaire :

José m'a envoyé plusieurs longs courriels très argumentés.
J'en ai fait des copier coller conformément a la déontologie de ce site, avec l'accord de José.

1°) Diamètre équivalent, section équivalente et surface de contact équivalente

Vous écrivez :
"Le diamètre de l'évent rond équivalent est : D = RACINE ( 4 x S / PI ) = RACINE ( 4 x L x H / PI ).
Avec le diamètre équivalent, tout ce qui est écrit plus haut dans ce chapitre s'applique aux évents rectangulaires.
A surface comparable, un évent rectangulaire et un évent rond ont rigoureusement la même profondeur "
.
Le diamètre dont vous parlez est le diamètre pour lequel les deux évents auront la même section (puisque PI x (D/2)^2 = L x H alors, CQFD).

Certes une même section garantit une même profondeur d'évent pour un accord donné. Mais on se doute bien qu'un évent circulaire et un évent rectangulaire ne vont pas interagir de la même façon avec l'air. Intéressons-nous en première approximation à la surface d'évent en contact avec l'air : pour un évent rond, cette surface est égale au périmètre fois la profondeur, soit PI x D x P (P étant la profondeur) et pour un évent rectangulaire, cette surface est égale à (2L + 2H) x P.

Exemple : prenons trois évents de section rigoureusement identique.

  • Évent 1 : carré, 20x20 cm, section = 400 cm2

  • Évent 2: rectangulaire, 40x10 cm, section = 400 cm2

  • Évent 3 : circulaire de diamètre D = 22,6 cm (section : PI x (22,6 / 2)^2 = 400 cm2)

Les périmètres sont les suivants : Périmètre 1 = 80 cm, Périmètre 2 = 100 cm et Périmètre 3 = 70,87 cm

Au vu de ces périmètres, on voit bien qu'à section et profondeur d'évent identiques on va avoir, dans le cas des évents non circulaires, une plus grande surface de contact avec l'air. Dans le cas d'un évent carré cette surface est supérieure de 13% à celle de l'évent circulaire (80 / 70,87 = 1,13). Dans le cas d'un évent rectangulaire, la surface va être encore supérieure au fur et à mesure que l'évent devient laminaire, donc que le rapport L / H devient grand. Par ex. pour L / H = 4 (Évent 2), la surface est supérieure de 41% à celle de l'évent circulaire (100 / 70,87 = 1,41). Etc.

On se doute bien que toute cette surface de contact supplémentaire va générer des frottements et que tout cela va avoir une influence. Reste à approfondir la chose, car jusqu'ici on a seulement démontré (on pourrait le faire symboliquement d'ailleurs, ce serait facile) qu'un évent de section carrée ou rectangulaire possède, à profondeur identique, plus de surface de contact avec l'air qu'un évent de section circulaire. C'est déjà ça, mais ce n'est pas suffisant. Poursuivons.

2°) Formule de Huesbscher et applications

Elle se trouve ici : http://membres.lycos.fr/depollunet/Precis/Chap3/Aspirat3c2_3.html et elle est employée dans le cite Francisaudio. Elle est un peu barbare mais enfin, la voici :
Dh =1,3 x [ (L x H)^5 / (L + H)^2 ]^(1/8)

Cette formule de Huesbscher donne elle aussi un diamètre équivalent Dh. Mais "équivalent" à quoi ? En effet, ce n'est pas le diamètre permettant d'avoir une section équivalente, ni un périmètre équivalent. S'agit-il alors :

  • Du diamètre isocinétique ? (diamètre du conduit cylindrique engendrant la même VITESSE pour le même DEBIT d'air)

  • Du diamètre hydraulique ? (diamètre du conduit cylindrique engendrant la même PERTE DE CHARGE LINEAIRE pour la même VITESSE d'air)

  • Du diamètre dit "équivalent" ? (diamètre du conduit cylindrique engendrant la même PERTE DE CHARGE LINEAIRE pour le même DEBIT d'air)

Pour info ces trois définitions viennent d'ici :
http://www.mecaflux.com/diametres%20equivalents%20des%20conduits%20hydraulique%20aeraulique.htm

Si on en croit le site d'où est issue la formule, il s'agit en fait du diamètre hydraulique. Voyons comment cela fonctionne sur un exemple.

Prenons les mêmes 3 évents que précédemment et calculons les diamètres équivalents des deux premiers avec la formule de Huesbscher. On obtient :
Dh1 = 21,9 cm
Dh2 = 20,7 cm
On remarque que Dh1 et Dh2 sont inférieurs à D = 22,6 cm (on obtient toujours des diamètres inférieurs avec la formule de Huesbscher). Mais qu'est-ce que cela signifie exactement ? Cela signifie que pour une vitesse d'air donnée (et pour une même profondeur d'évent), pour un évent circulaire de 21,9 cm de diamètre on aura la même perte de charge que pour l'évent rectangulaire de 20x20 cm. Et pour un évent circulaire de 20,7 cm de diamètre on aura la même perte de charge que pour l'évent rectangulaire de 40x10 cm.

La perte de charge augmentant avec le diamètre, on voit bien que pour une vitesse d'air donnée, si on avait un évent circulaire de D = 22,6 cm, la perte de charge serait forcément supérieure que pour un évent rectangulaire de même section. Donc le débit d'air serait forcément inférieur.
Dit autrement, pour une vitese maxi d'air donnée, à section équivalente, un évent circulaire admettra moins de débit d'air qu'un évent rectangulaire.
Dit autrement, pour une vitesse maxi d'air donnée, à débit admissible équivalent, un évent circulaire devra avoir une plus grande section qu'un évent rectangulaire.

Reste à quantifier le "plus grande section", qui dépend bien sûr du rapport L x H de l'évent rectangulaire. A partir de la formule de Huesbscher il est facile de faire un petit tableau qui récapitule tout cela ( huesbscher.zip, 8 ko, puis huesbsher.xls sur votre PC ). J'espère ne pas m'être trompé dans les calculs !

image675.jpg

Que nous apprennent ce tableau et son graphique joint ? Les colonnes intéressantes sont les colonnes bleue et rouge, qui correspondent aux courbes. Ces colonnes montrent de combien il faudrait augmenter, respectivement, le diamètre et la section d'un évent circulaire pour avoir les mêmes performances que celles de l'évent rectangulaire dont il est question.

image674.jpg

Par exemple, pour un ratio L / H de 4, on voit que l'évent rectangulaire se comporte du point de vue du débit admissible pour une vitesse maxi d'air donnée comme un évent circulaire virtuel dont le diamètre serait supérieur de 9.1% (soit une section supérieure de 19,1%).

Je vous ai même rajouté une ligne supplémentaire où vous pouvez rentrer le rapport L / H que vous souhaitez et calculer les colonnes bleue et rouge. Vous pouvez intégrer très facilement les calculs de cette ligne dans votre propre calculateur d'évents !

image676.jpg

Ainsi, un utilisateur pourra entrer dans votre calculateur un évent rectangulaire donné, vous calculez le rapport L / H, vous en déduisez automatiquement la surface (forcément plus grande) de l'évent circulaire virtuel correspondant et vous l'utilisez pour la suite des calculs. Facile non ?

Pour finir, quelques observations sur les courbes elles-mêmes :

  • Pour un évent carré (le moins bon des cas) on a quand même une augmentation virtuelle de la section de 6,3% par rapport à un évent circulaire. Je pense que la réalité doit être moindre (autour de 4-5%) si on extrapole la tendance dessinée par les courbes. Ce qui me conduit à dire que la formule de Huesbscher n'est peut-être pleinement valable que pour L / H supérieur ou égal à 2.

  • Pour un rapport L / H de 10 on est à 33,7% d'augmentation : c'est là que commence la définition des évents laminaires utilisée dans votre site.

  • Tout cela pourrait sembler idéal, mais il ne faut pas oublier non plus qu'avec le rapport L / H on augmente aussi la surface d'évent en contact avec l'air. Il faudra donc vérifier soigneusement que la surface en contact avec l'air ne dépasse pas la condition de l'évent de longueur maxi (cf. votre calculateur).


Précisions :

1°) Introduction : Reynolds

Prenons le nombre de Reynolds ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_de_Reynolds ) :  
R =
masse volumique x vitesse x diamètre (réel ou hydraulique) / viscosité dynamique

La masse volumique et la viscosité dynamique étant constantes pour ce qui nous occupe, le nombre de Reynolds est donc proportionnel à la vitesse fois le diamètre (réel ou hydraulique) : on peut écrire R = n x V x D, n étant une constante.

2°) Raisonnement

Soient plusieurs évents Ei définis par : leurs diamètres réels Di (si circulaires), leurs diamètres virtuels Dhi (si rectangulaires) et leurs sections réelles Si.
Soient autant d'écoulements dans les évents, définis par leurs nombres de Reynolds Ri.

  • Pour un évent circulaire E1 (D1, S1), on a bien sûr R1 = n x V1 x D1.
  • Pour un évent rectangulaire E2 (Dh2, S2), de même section réelle (S2 = S1), on calcule d'abord son diamètre virtuel de Huesbscher Dh2 (Dh2 < D1), puis on a R2 = n x V2 x Dh2.


Plaçons-nous pour commencer à vitesse identique (V1 = V2).
Puisque Dh2 < D1, on a forcément R2 < R1. Ce qui veut dire qu'à section réelle identique et à débit identique, le niveau de turbulences est plus faible pour l'évent E2. On s'en doutait bien.

Plaçons-nous maintenant à écoulement identique (R1 = R2).
Donc V1 x D1 = V2 x Dh2. Puisque Dh2 < D1, on a V2 > V1. Cela veut dire qu'à section identique et pour un écoulement identique (nombre de Reynolds identique), un évent rectangulaire tolèrera une plus grande vitesse qu'un évent circulaire. Et comme les sections réelles sont identiques, une plus grande vitesse signifie un plus grand débit, donc un plus grand SPL. On s'en doutait aussi.

Essayons de trouver maintenant le diamètre réel de l'évent circulaire E3 (D3, S3)
qui permettrait d'avoir le même SPL que l'évent rectangulaire E2, donc le même débit, toujours pour un écoulement identique (nombre de Reynolds identique, R2 = R3).
R2 = R3, donc V2 x Dh2 = V3 x D3.

Ici les sections réelles ne sont plus identiques mais on veut des débits identiques.
Donc S2 x V2 = S3 x V3 (égalité des débits)
Donc S3 = S2 x (V2 / V3)
Donc S3 = S2 x (D3 / Dh2)

Or S3 = PI x D3^2 /4
Donc PI x D3^2 / 4 = S2 x D3 / Dh2
Donc D3 = S2 * 4 / (PI x Dh2)
Or S2 = S1 = PI x D1^2 / 4
Donc D3 = (PI x D1^2 / 4) * (4 / (PI x Dh2))

Soit au final : D3 = D1^2 / Dh2.


Tests de validation :

J'ai mis en test la formule de Huesbscher pour réduire la surface pour le calcul de l'évent rectangulaire.
Je suis arrivé à cette approche par comparaison avec deux cas réels mesurés. Je suis à la recherche d'autres cas.
La longueur calculée est un peu plus courte que la longueur réelle. Cela va dans le bon sens, pour finir avec une mise au point à l'écoute en ajoutant des tasseaux.

Je pense qu'il faut aussi reprendre la correction d'extrémité avec les évents rectangulaires :
Un évent qui touche le fond et les cotés n'a certainement pas la même correction d'extrémité qu'un évent rond qui arrive au milieu de l'enceinte.
Il y a une valeur spécifique pour le calcul des évents rectangulaire, Krect = 0.600, valeur qui pourra être affinée lorsque j'aurai plus de valeurs tests.

Le calcul de plusieurs évents rectangulaires utilise une petite astuce :
Un évents rectangulaire est assimilable a un évent circulaire via la formule de Huesbscher.
Deux évents rectangulaires deviennent donc deux évents circulaires avec un entre axe...
Un évent rectangulaire coupé en deux par un renfort se calcule comme s'il y avait 2 évents rectangulaires.

Les boutons "Accord" et "Profondeur" vous permettent de vérifier les valeurs calculées.
Le bouton "Accord" utilise la valeur de la profondeur, le bouton "Profondeur" utilise  la valeur de l'accord, comme indiqué avec les couleurs.
Les valeurs dans les cases blanches sont utilisées dans les deux cas, sauf pour la position qui n'est pas utilisé.

Valeurs tests Valeurs calculées vérifiables
Volume Accord
Mesuré
Largeur Hauteur Profondeur Position Nombre
Entraxe
Accord Profondeur
106.74 L 38.24 Hz 31.0 cm 7.2 cm 26.2 cm Bas 1

0.0 cm


39.67 Hz

24.0 cm
133.88 L 32.30 Hz 40.4 cm 4.0 cm 19.5 cm Bas 1

0.0 cm


32.52 Hz

19.8 cm
145.00 L 27.45 Hz 40.0 cm 5.5 cm 40.0 cm Bas 1

0.0 cm


27.30 Hz

39.5 cm
285.00 L 39.10 Hz 25.9 cm 10 cm 22.1 cm Milieu 2

27.7 cm


38.65 Hz

22.7 cm

Le bon calcul d'évent est, pour moi, celui qui donne une profondeur un peu plus courte que ce qu'il faudrait réellement, car cela permet une mise au point à l'écoute en ajoutant un ou plusieurs tasseaux dans chacun des évents.
Il faut être réaliste, il ne sera pas possible d'avoir les valeurs exactes à tous les coups. Il faut simplement s'en approcher d'assez prés.
Essayez les valeurs tests dans d'autres logiciels, pour vous faire votre avis.

La courbe d'impédance du premier exemple dans 106.74 L.

courbe d'impédance du SM212


Évent laminaire :

Le point remarquable dans l'évent rectangulaire, défini par José ci-dessus et que nous passons tout en douceur d'un évent rectangulaire à un évent laminaire, sans rupture brutale de l'un à l'autre.
Si je n'avais pas a définir la masse acoustique de l'évent laminaire, cette partie de chapitre en resterai là...

Un évent laminaire est un évent rectangulaire dont une dimension est petite devant les autres.
Par petit, il faut comprendre 10 fois plus petit (ou plus) que les autres dimensions.
Un évent de 22 x 4 cm de surface n'est pas un évent laminaire. ( 22 / 4 = 5.5 )
Un évent de 22 x 2.2 cm de surface est un évent laminaire. ( 22 / 2.2 = 10 )
Un évent de 22 x 1.5 cm de surface est un évent laminaire. ( 22 / 1.5 = 14.7 )

Il se calcule comme un évent circulaire (???), avec la surface équivalente définie comme pour l'évent rectangulaire.

La mise au point à l'écoute d'un évent laminaire est indispensable, encore plus que pour les autres type d'évent.
S'il y a un effet de freinage de la lame d'air par les deux planches très proches, cet effet n'est pas intégré dans le calcul.
Comme un évent rectangulaire, un évent laminaire doit être réalisé trop grand et mis au point à l'écoute par réduction de la surface.
Le chapitre Mise au point.


Masse acoustique de l'évent laminaire :

Mar = 1.2 x Ro x L / S en Kg/m4 ( d'après le livre AUDIO de Mario ROSSI, chapitre 6.3.23 )
ou L (en m) et S (en m2) sont les valeurs calculées au début du chapitre et ou Ro = 1.200 Kg/m3 pour 40% d'humidité relative.

La masse acoustique d'un évent laminaire est 1.2 fois plus grande qu'un évent classique.


Évent triangulaire :

Ces évents sont utiles sur les enceintes de SONO, ou sur les caisson de graves, avec 4 évents dans les 4 angles, pour une réalisation compacte plaquée contre le mur arrière.

image679.jpg

Toujours José, à ma demande.

J'ai fait quelques recherches, mais je n'ai rien trouvé concernant les évents triangulaires.

Toutefois, rusons un peu : on calcule facilement qu'un évent triangulaire rectangle a le même périmètre qu'un évent rectangulaire de rapport de dimensions L/H égal à 3,54645.
On pourrait donc dire (en première approximation bien sûr) qu'il se comporte "à peu de chose près" comme ce dernier au niveau écoulement.
Soit en utilisant mon tableur une augmentation virtuelle de section de 17,1% par rapport à un évent circulaire (en première approximation, je le répète, mais c'est mieux que rien et je pense qu'on n'est pas trop loin de la vérité).

Les évents triangulaires rectangles sont donc a priori meilleurs que les évents circulaires, tout en étant inférieurs aux évents rectangulaires dont le rapport de dimensions commence à être supérieur à 4.
Certes ce raisonnement approximatif ne tient pas compte des angles fermés à 45° qui ont aussi une influence sur l'écoulement (résultant en une augmentation virtuelle de section légèrement supérieure à 17,1% en fait à mon avis), mais c'est mieux que rien.

Voilà, en résumé vous pourriez donc considérer dans votre tableau qu'un évent triangulaire rectangle se comporterait "à peu de chose près" comme un évent circulaire de section 17,1% supérieure (voire un tout petit peu plus).
Ou, ce qui reviendrait au même, le diamètre hydraulique d'un évent triangulaire rectangle serait égal au diamètre de l'évent circulaire de même section, multiplié par 0,924.


Un évent très particulier :


604d.jpg

Comment modéliser l'évent ci-contre ?

Un membre du forum, a réalisé une enceinte test de 160 L intérieur, 45x45x80 intérieur, 49x49x84 extérieur, ouverture de 29x29, hauteur des pieds 10 cm.

La fréquence d'accord à été mesurée avec ARTA LIMP à 55.1 Hz à pas grand chose prêt, la courbe de phase passe à 0° à cette fréquence.


604d2.jpg


Plusieurs hypothèses de calculs ont été regardées pour modéliser cet évent :

  • La première hypothèse, qui semble évidente lorsque les pieds sont haut, consiste à dire j'ai une ouverture de 29x29 cm, la planche fait 2 cm d'épaisseur. L'accord calculé avec les outil du site est à 88.95 Hz, loin des 55.1 Hz.
  • Une 2eme hypothèse consiste à dire que le périmètre de l'évent est 29+29+29+29=116 cm, la hauteur fait 10 cm, la profondeur fait 10 cm. L'accord calculé avec les outils du site est à 82.2 Hz, loin des 55.1 Hz.
    Le diamètre Huesbscher est de 31.9 cm.
  • Une 3eme hypothèse consiste à dire que le périmètre de l'évent est 29+29+29+29=116 cm, la hauteur fait 10 cm, la profondeur fait 24.5 cm. L'accord calculé avec les outils du site est à 63.9 Hz, pas si loin des 55.1 Hz.
    Le diamètre de Huesbscher est de 31.9 cm.
  • Une 4eme hypothèse consiste à dire que le périmètre de l'évent est 29+29+29+29=116 cm, la hauteur fait 10 cm, la profondeur fait 26.5 cm. L'accord calculé avec les outils du site est à 62.2 Hz, pas si loin des 55.1 Hz.
    Le diamètre de Huesbscher est de 31.9 cm.
  • Prenons les choses autrement, en calculant avec l'hypothèse d'un évent circulaire de 31.9 cm de diamètre, avec 160 L, et avec 55.1 Hz. La longueur calculée est de 25.3 cm, pratiquement la demi largeur de l'enceinte.

C'est actuellement la meilleure hypothèse de calcul, qui demanderai à être vérifiée avec une hauteur des pieds moins haute, et / ou une ouverture d'une taille différente.
De toute façon, il faut toujours terminer un accord à l'écoute, et une précision du calcul a quelques Hertz près est largement suffisante.


Formulaire de calcul de l'évent RJ :

Volume interne de l'enceinte ( en L ) : 
Largeur du panneau ( en cm ) : 
Hauteur du panneau ( en cm ) : 
Largeur de l'ouverture ( en cm ) : 
Hauteur de l'ouverture ( en cm ) : 


Évent tuyère :

Les études semblent sérieuses.
Les articles sur Internet semblent pertinent.

Une société à été créée suite a ces études.
Des brevets ont été déposés.
Mais toujours aucun banc d'essais dans la presse.
Les liens ci-dessous ne sont que la preuve de mon intérêt en aucun cas un avis technique sur la pertinence de cette solution.

Mars 2016 : Deux liens, donc celui de la société crée pour vendre des enceintes avec un évent tuyère ne fonctionne plus.
Je laisse celui qui fonctionne encore, et qui montre qu'a condition de garder une vitesse de l'air raisonnable, l'évent tuyère n'apporte rien.
Un autre PDF sur le même sujet et au même endroit



Résistance en série

Mise à jour : 2009-05-31.


Ce chapitre n'a pas pour but de vous faire ajouter une résistance série à votre haut-parleur, mais plutôt de vous faire choisir un haut-parleur dont le Qts sera adapté à la charge envisagée.
Dans de rares cas, une résistance en série vous apportera un réel plus.

Nous allons aborder ici un point fondamental de la réussite d'une enceinte : L'adaptation du Qts du haut-parleur à la charge utilisée.
Nous parlons dans ce cas des haut-parleurs chargés de la reproduction des graves.
Pour le bass-reflex, un Qts convient mieux que les autres : 0.383 en champs libre.

Pour arriver au Qts optimal pour votre charge, il faut partir d'un haut-parleur qui a au départ un Qts plus faible. La résistance série va remonter le Qts à la valeur Qts souhaitée.
Voir le chapitre Des données haut-parleur justes ?

Un exemple, le FOSTEX FE166E, Re = 7.1 Ohms, Qms = 3.89, Qes = 0.22, Qts = 0.21, pour un montage en bass-reflex avec un Qts de 0.383.
Qes = 0.383 * 3.89 / ( 3.89 - 0.383 ) = 0.425.
RS = 7.1 * ( ( 0.425 / 0.22 ) - 1 ) = 6.616 Ohms.
(Je vous conseille un volume de 48.4 L, et un évent en PVC de 8 cm extérieur, 7.4 cm intérieur, longueur 4.7 cm.)

RSP est la somme de :

  • La résistance du câble entre l'ampli et les enceintes.

  • La résistance du filtre passif.

  • La résistance que l'on ajoute.

RSP = RS - la résistance interne de l'ampli.

La perte de sensibilité due à la résistance série est :
10 * LOG( ( RCC + RSP ) / RCC ).
10 * LOG( ( 7.1 + 6. 616 ) / 7.1 ) = -2.860 dB.
Dans le cas du FE166E, il reste encore 93.0 dB de sensibilité avec la résistance.
Si cette résistance série est obtenue par la résistance interne de l'ampli, il n'y a pas de chute de sensibilité.

Attention, dans le cas d'une enceinte close et infinie, le calcul est un peu plus complexe.
Prenez la base de données pour vos calculs.
Les courbe de réponse très précise ci-dessous sont obtenues avec la base de données payante.


Effet de la résistance en image :


Un exemple d'un HP avec un Qts trop faible sans résistance, en bass-reflex.
Pratiquement -3 dB de creux à 75 Hz.

image57.jpg


Un accord plus bas ne change rien au problème :

image59.jpg


Le même HP avec une résistance de 4.7 Ohms.
Un filtre passif à 18 dB/octave à 145 Hz donne déjà une résistance de 2.3 Ohms.

image58.jpg

Convaincu de l'utilité d'un Qts adapté ?

La question a se poser n'est pas de savoir s'il faut, ou ne faut pas, ajouter une résistance en série : Il ne faut pas.
La question à se poser est de savoir s'il faut rester avec ce haut-parleur pour une charge en bass-reflex avec un volume de 250 L.


Faut-il l'utiliser ?

Question embarrassante...

Si vous êtes sur un projet neuf, pour lequel vous n'avez pas acheter le haut-parleur, je vous conseille vivement de choisir un haut-parleur avec le Qts qui convient au départ : Ne partez pas avec un handicap...

Si vous avez par contre dans vos cartons un haut-parleur au Qts trop faible, et que vous n'avez pas d'autres solutions que de le monter en bass-reflex, alors vous serez content d'avoir la solution de la résistance série.
Et là je vous garanti que tous ceux qui l'on utilisé dans ce cas en sont content.

Le sujet c'est discuté sur un forum, je me suis permis de recopier le message le plus significatif :

Bonjour,
D'autres l'on dit avec un haut-parleur de si faible Qts la charge idéale est le pavillon de grave.
Maintenant il existe une solution très hérétique c'est la résistance série de forte valeur.
Voir le document  de Nelson Pass :
http://www.passdiy.com/pdf/cs-amps-speakers.pdf

Marc Henry a testé la méthode avec des haut-parleurs B&C 10PE26.
Voici la courbe de réponse obtenue sans résistance série :

http://www.musique-concrete.com/pavgrave_fichiers/zerohm.gif

et après ajout d'une résistance série de 40 ohms (de fort wattage)
http://www.musique-concrete.com/pavgrave_fichiers/40ohm.gif

Bien entendu il faudra prévoir un amplificateur très puissant.
Cordiales salutations,
Jean-Michel Le Cléac'h


Résistance et volume :

Il est possible d'exprimer le volume d'une enceinte de la forme VB = N * VAS * Qts2.
N doit être compris entre 2 et 16.
Connaissant VB, VAS et Qts2, il est possible de calculer N = VB / VAS / Qts2

Prenons notre BEYMA 15GT200 :

  • Fs = 30.4 Hz
  • Re = 6.0 Ohms
  • Qms = 7.22
  • Qes = 0.23
  • VAS = 270 L

Sans résistance en série :
Qts = Qms * Qes / ( Qms + Qes ) = 7.22 * 0.23 / ( 7.22 + 0.23 ) = 0.223
Dans un volume VB de 250 L, N = 250 / 270 / 0.2232 = 18.6

Avec une résistance série RF de 4.7 Ohms :
Qes = Qes * ( Re + RF ) / Re = 0.410
Qts = Qms * Qes / ( Qms + Qes ) = 7.22 * 0.410 / ( 7.22 + 0.410 ) = 0.388
Dans un volume de 250 L, N = 250 / 270 / 0.3882 = 6.15

La conclusion est que la résistance série diminue le N du volume du haut-parleur.

Si votre haut-parleur est monté dans un volume trop grand, c'est la solution.


Résistance et accord du bass-reflex :

La fréquence d'accord optimale est comprise entre FB = Fs et FB = 0.39 * Fs / Qts

Sans résistance série :
FB = Fs = 30.4 Hz.
FB = 0.39 * Fs / Qts = 0.39 * 30.4 / 0.223 = 53.2 Hz.

Avec 4.7 Ohms en série :
FB = Fs = 30.4 Hz.
FB = 0.39 * Fs / Qts = 0.39 * 30.4 / 0.388 = 30.6 Hz.

La résistance en série limite la fourchette d'accord possible.
C'est la simulation qui montre beaucoup mieux la zone d'accord utilisable, et cela conduit souvent a faire un accord plus bas.
La résistance série demande a augmenter la profondeur de l'évent.



Simulations et limites

Mise à jour : 2011-08-05.


Simulations :

La simulation en bass-reflex permet de calculer pour un haut-parleur, monté dans un volume et avec un accord donné par l'évent :

  • La courbe de réponse.

  • La courbe de déplacement de la membrane (élongation).

  • La courbe d'impédance.

Il est possible, a partir de ces trois courbes de base, de sortir d'autres informations tel que le déplacement maxi au dessus de FB, la puissance maxi admissible, la limite mécanique, etc.
Toutes ces équations sont rentrées une bonne fois dans mes feuilles de calcul téléchargeable. C'est une bonne chose compte tenu des risques d'erreur entre les parenthèses, indices et exposants.


Données haut-parleur :

  • Fs en Hz. C'est la Fréquence de résonance à l'air libre du haut-parleur.
  • VAS en m3. C'est le volume d'air équivalent à l'élasticité de la suspension.
  • Qes. C'est le coefficient de surtension électrique.
  • Qms. C'est le coefficient de surtension mécanique.
  • Qts. C'est le coefficient de surtension total = Qms x Qes / ( Qms + Qes )
  • Re en Ohms. C'est la résistance au courant continu de la bobine.
  • BL en N/A. C'est le facteur de force du haut-parleur.
  • Sd en m2. C'est la surface émissive de la membrane.


Données de l'enceinte :

  • FB en Hz. C'est la Fréquence d'accord de l'évent.
  • VB en m3. C'est le volume utile de l'enceinte, sans le volume de l'évent ni du haut-parleur.


Données sur l'air :

  • C en m/s. C'est la vitesse de l'air = 343.707 m/s.
  • Ro en Kg/m3 : c'est la densité de l'air = 1.194 Kg/m3

A 40% d'humidité relative, 20° Celsius et 50 m d'altitude..


Calcul indépendant de la Fréquence :

  • H = FB / Fs
  • A = VAS / VB
  • P = 1 W = Puissance de calcul
  • Ug = RACINE ( Re x P )


Calcul pour chaque Fréquence F :

Dans la base de données, j'utilise un espacement constant entre deux fréquences de calcul.
L'espacement retenu est en 1/144e d'octave. FN+1 = FN x 21/144
La raison est simple : la partie graphique fait 720 pixels sur 5 octaves (de 10 Hz à 320 Hz). 720 / 5 = 144 points/octave.
Ce n'est pas un hasard si mes graphiques sont particulièrement précis : Le serveur PHP ou est hébergé ce site est plus puissant que votre PC...


Calcul de l'impédance :

  • F1=F/Fs
  • D2=RACINE((1-F12x(1+(1+A)/H2+1/(HxQBxQms))+F14/H2)2+(F1x(1/H/QB+1/Qms)-F13x(1/Qms/H2+1/H/QB))2)
  • Z=Re*RACINE((1-F12x(1+(1+A)/H2+1/H/QB/Qms+1/Qes/H/QB)+F14/H2)2+(F1*(1/H/QB+1/Qms+1/Qes)-F13x(1/Qms/H2+1/H/QB+1/H2/Qes))2)/D2


Calcul de la courbe de réponse :

  • D1=RACINE((1-F12x(1+(1+A)/H2+1/(HxQBxQts))+F14/H2)^2+(F1x(1/H/QB+1/Qts)-F13x(1/Qts/H2+1/H/QB))2)
  • G=F14/H2/D1
  • GdB=20xLOG(G)


Calcul de l'élongation :

  • X1=ABS(H2/F12-H4/F14)*G
  • X=1000xX1xUG/(2xPIxHxFsxQes*BL) Le 1000 est pour avoir un résultat en mm.

L'élongation est calculée à Ug = 2.83 V.
( Racine(8) V pour être exact. 2.83 V font 1 W si l'impédance est exactement de 8 Ohms : P = U2 / Z = 2.832 / 8 = 1 W )
Des fonctions de calculs permettent de trouver le maximum de la courbe d'élongation au dessus de l'accord FB : F(XMAX), puis de calculer la puissance à appliquer pour se mettre au maximum de l'élongation admissible par le haut-parleur.
Une nouvelle courbe d'élongation XMAX est recalculée pour chaque Fréquence F1.


Les résultats de ce modèle de calcul ont été comparés avec les logiciels LSPCAD ou WINISD sans écarts significatifs.


Un point très important :

Il est totalement illusoire de vouloir tirer des conclusions avec un haut-parleur à grande élongation dans un faible volume et avec une puissance énorme, avec le modèle de calcul utilisé dans ce site, et probablement avec les logiciels du commerce actuellement disponible.
Ce point est trop souvent systématiquement oublié.


Les limites de la simulation :

Plusieurs raisons font que les simulations ne marchent pas toujours comme souhaité :


Les données électromécanique du HP :

Les données électromécaniques du haut-parleur fournies par le constructeur, ne sont pas les données réelles mesurées sur un ou deux exemplaires du haut-parleur en votre possession.
C'est l'écart le plus important, qui est la plus grande source d'erreur.
Les fabrications en série entraînent des dispersions sur les caractéristiques.
Les fabricants sont plus ou moins sérieux dans leurs annonces.
Il faudrait toujours travailler avec des données mesurées, a condition de ne pas se planter lors de la mesure ce qui est un autre problème.
Le chapitre Des données haut-parleurs justes vous aidera a y voir clair.


Le rodage :

Les données électromécaniques du haut-parleur varient avec le rodage de celui-ci.
Il est prudent d'attendre 200 ou 300 heures d'utilisation avant de mesurer ses haut-parleurs, pour être sur que les données électromécanique ne varieront plus.


Le filtre passif :

La non prise en compte du filtre passif dans les paramètres du haut-parleur pour la simulation :
La résistance des selfs en série avec un haut-parleur de grave modifie le Qes et le Qts du haut-parleur.
Un haut-parleur ayant un Qts de 0.30 sans le filtre passif, passe facilement à un Qts de 0.35 si la coupure est assez basse.
La simulation est différente entre un Qts de 0.30 et un Qts de 0.35, même si Fs et VAS ne changent pas.
Le chapitre Des données haut-parleurs justes vous aidera a y voir clair.


Le facteur d'amortissement de l'ampli :

La non prise en compte de la résistance interne de l'ampli :
Elle est dans de nombreux cas totalement négligeable, mais certain ampli à tubes ou a transistors sont assez particuliers à ce niveau.
Il est techniquement possible de faire des amplis avec une résistance interne négative, qui abaisse le Qts du haut-parleur.
Le chapitre Des données haut-parleurs justes vous aidera a y voir clair.


Déplacement de la membrane :

Le logiciel de simulation n'est valable que pour les petits déplacements de la membrane, pour quelques mW de puissance.
La première conséquence est que le niveau SPL maxi calculé est faux.
La deuxième conséquence est que le calcul d'un caisson de graves qui vous donne par exemple du 25 Hz à -3 dB avec 15 mm de déplacement de la membrane est aléatoire.


Autres raisons :

Un certain nombre de paramètres ne sont pas pris en compte :

  • JBL annonce une diminution de 3.5 à 4.5 dB du niveau maxi en sono à cause de l'échauffement de la bobine mobile du haut-parleur.

  • La compression de l'air dans l'enceinte n'est pas prise en compte dans les logiciels de simulation car elle est non linéaire.

  • Le champs magnétique de l'aimant disponible au niveau de la bobine mobile n'est pas toujours constant avec le déplacement de cette bobine, n'y symétrique en fonction du sens de déplacement.

Malgré toutes ces limites la simulation reste valable, surtout en comparaison de plusieurs solutions avec le même niveau d'erreur entre les solutions.



Les données calculées dans courbes.xls

Mise à jour : 6 juillet 2017.




Ce chapitre est totalement dépassé. Les calculs sont justes, mais les outils EXCEL n'existent plus.
Les calculs en base de données.




Regardons ma feuille de simulation sur un exemple :

br04.jpg

Cases L1 à M9, vous avez les volumes calculés avec la formule N * VAS * Qts2, avec N = 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11 et 16.
Le Qts est rappelé case I2, avec la valeur de résistance interne de l'ampli ou du filtre passif case H3.
Les cases N1 à N10 ne sont plus utilisées.
La case L10 indique le N du volume en calcul case B5.

Les cases D4 et E4 proposent un alignement qui favorise la linéarité du temps de propagation de groupe dans le grave..
C'est un alignement dans un petit volume, en 2 * VAS * Qts2. Il est possible d'aller jusqu'a 2.8 * VAS * Qts2.
L'accord en E4 est un accord bas, recommandé par ce type d'alignement.
J'ai rentré le minimum entre les cases B14 et B15.

Les cases D5 à E10 proposent les alignements de THIELE.
Pour un Qts donné, tous les alignements ne sont pas possibles. La valeur "Hors table" est indiquée pour les cas impossibles.

Les cases D11 et E11 proposent un alignement de BESSEL.

La case D13 prend le volume de votre choix. L'accord est calculé pour avoir la meilleure réponse à -3 dB.
Les case D14 et D15 utilisent le volume rentré en D13. Les accords sont le minimum autorisé pour D14 et le maximum pour D15.

Les cases D16 et E16 sont "Open". Vous entrez ce que vous voulez. A vous de savoir ce que vous faites.

Les cases L11 à N14 proposent les volumes conseillés pour un usage en sonorisation.
J'ai retenu les minimums et maximums des volumes donnés par les alignements de THIELE et BESSEL.
Dans le cas d'une utilisation en bas-médium, l'alignement JLMC est aussi possible.

Les cases I3 à I8 donnent une indication du niveau SPL maxi du haut-parleur et de la puissance qui va avec, en fonction de la sensibilité du haut-parleur calculé case B8.
La sensibilité est calculée à partir des données électromécanique du haut-parleur. Elle n'est valable que dans le grave.
Les données constructeur mesurée à 1000 Hz sont plus élevées de 1 à 3 dB avec les constructeurs sérieux.
Le calcul du niveau SPL maxi n'est qu'indicatif, comme indiqué dans "Les limites de la simulation"
Le tableau des cases L15 à N26 indique un peu plus clairement les plages d'utilisations. C'est aussi un calcul arbitraire, mais particulièrement parlant.
Une écoute domestique demande 105 dB.

La case K8 indique le déplacement de la membrane au niveau arbitrairement choisi du 92 dB.

La case K14 indique la distorsion, due à la compression de l'air dans l'enceinte, pour le déplacement maxi de la membrane. Cette distorsion est paraît-il inaudible en dessous de 1.8%.
Je ne contesterai pas ce chiffre.
Je dirai simplement que les 1.8% englobent aussi la non linéarité du circuit magnétique et les non linéarité du à l'échauffement de la bobine mobile, non linéarités qui ne sont pas calculés ici.
Pour que la distorsion totale effectivement en dessous de 1.8%, le chiffre que je calcule doit être lui aussi en dessous des 1.8%.
Si on prend arbitrairement 1/2 pour la distorsion de l'air, 1/4 pour la non linéarité du circuit magnétique et 1/4 pour l'échauffement de la bobine, la distorsion calculée ne doit pas dépasser 0.9%.
La détermination des bons coefficients fera l'objet d'une discussion sur un forum : Peut-on parler de non linéarité du circuit magnétique dans le cas d'un Haut-parleur JBL ou TAD ? Je ne pense pas, ou alors c'est très peu.

Les cases B14 et B15 indiquent les limites possibles pour l'accord du bass-reflex. Ces limites sont comprises entre FB = Fs et FB = 0.39 * Fs / Qts, sauf si un alignement de THIELE autorise un accord encore plus bas. Le cas existe sur les haut-parleurs avec un Qts élevé.

Sur le graphique, la limite mécanique.
Cette limite à pour but d'éviter de dépasser les capacités du haut-parleur dans le cas d'un grand volume et/ou d'un accord bas.
Cette limite s'applique à la courbe de réponse du haut-parleur seul sans l'évent.
La courbe de réponse calculée est celle du haut-parleur plus de l'évent.
Mon calcul est donc particulièrement pessimiste, dans le bon sens, vers les petits volumes.
Je cherche les équations pour le haut-parleur seul et pour l'évent seul, pour avoir une application de la limite mécanique juste.
Quand la limite est dépassée, la case H10 passe en rouge.

La case H13 qui permet de faire une optimisation à "0 dB", ou à "-3 dB", ou a toute autre valeur.
Attention si vous faites une optimisation à "-10 dB" par exemple, que la fréquence d'accord ne soit pas inférieure au minimum calculé.


Courbe de réponse :

L'audiophile avait fait un article dans le numéro 14 de la première série dans lequel il disait que l'optimum était la courbe de réponse qui descendait le plus bas possible, avec une ondulation maximum comprise entre +0.5 dB et -0.5 dB.
Ils ont réussis a calculer une enceinte bass-reflex ainsi.
Pourquoi cette limite de 0.5 dB et non pas 0.3 ou 0.8 dB ? Mystère. Les variations de volumes ne sont pas négligeables en changeant cette fourchette.

Je vous propose un exemple autour du BEYMA 15K200 en filtrage actif, avec une résistance interne de l'ampli faible.
Fs = 27 Hz, VAS = 345 L, Qts = 0.264.
Ces exemples n'ont pas pour but de vous dire comment utiliser ce haut-parleur. Ils sont là pour vous montrer d'un simple coup d'oeil les différentes courbes de réponse obtenues avec trois volumes différents et deux accords par volumes.


image346.jpg Volume 48.2 L.

Accord 27 Hz.

image347.jpg Volume 48.2 L.

Accord 40.6 Hz.

A part la petite bosse vers 125 Hz, la différence ne saute pas aux yeux.

Accord à l'écoute indispensable, la courbe de réponse permet de ne tirer aucune conclusion.

image348.jpg Volume 100.6 L

Accord 27 Hz.

Si la pièce ajoute du grave, c'est le type de volume et d'accord à retenir.

image349.jpg Volume 100.6 L

Accord 40.6 Hz.

Ce type de courbe plait beaucoup car elle est linéaire jusqu'a la coupure.

image350.jpg Volume 250 L

Accord 27 Hz

La courbe de réponse est moins plongeante que dans un volume de 100 L et accord 27 Hz.

image351.jpg Volume 250 L

Accord 38 Hz.

Si la pièce ajoute du grave, vous avez une bosse dans la courbe de réponse.

Quelles conclusions tirer de ces courbes ?
Si l'on veux optimiser une enceinte pour une pièce donnée, pièce qui rajoute un peu de grave, il faut au préalable connaitre la courbe de room gain pour l'intégrer dans la simulation.
Sans la connaissance du room gain, le réglage de l'évent à l'écoute reste encore la meilleure solution, en sachant que la courbe globale de l'enceinte dans la pièce ne sera sans doute pas optimale.



Proportions des enceintes

Mise à jour : 2 août 2019.


De la même manière qu'une pièce d'écoute rectangulaire résonne à différentes fréquences, une enceinte rectangulaire le fait aussi. Mais pour une enceinte, la démarche sera différente.
Au lieu de positionner le haut-parleur pour éviter d'exciter certaine résonances, il faut concevoir une enceinte dont les fréquences sont suffisamment éloignées les unes des autres pour ne pas avoir de correction à faire.


Un calculateur pour trouver les meilleures proportions :

La méthode utilisée est rigoureusement la même pour pour calculer les résonances d'une pièce d'écoute. Voir l'article de la Nouvelle Revue Du Son ci-dessous.
La démarche est de ne retenir que les proportions qui étallent au maximum les fréquences de résonances. Ne pas avoir deux résonances proches qui s'ajoutent est la garantie de pouvoir amortir plus facilement les résonances étallées.
Cette méthode donne des résultats différents de ceux des livres, sans être dans les proportions interdites.

Ce calculateur reprend (reprendra) exactement le calcul qui est fait avec les outils de calculs du site. La différence est que vous n'indiquez que deux proportions, et qu'il va balayer la troisième pour trouver les minimums et les maximums sans en oublier.

Le fonctionnement est simplifié à l'extrême :

  • P1 est fixé à 1.000.
  • Vous choisissez P2 arbitrairement.
  • Vous indiquez une valeur de départ pour la recherche de P3.
  • La première valeur acceptable vous est proposée.
  • Si le graphique vous indique d'autres valeurs intéressantes que vous souhaitez retenir, modifiez la valeur de départ de P3.
  • Le calcul est limité à 2000 Hz pour une enceinte de 50 L.
    Au delà de 2000 Hz, c'est l'amortissement interne qui se charge des résonances de l'enceinte.



La mise au point et le rodage

Mise à jour : 2011-04-14.


La méthode décrite dans ce chapitre est une méthode de mise au point à l'écoute.
Toute la description de cette méthode reste valable, je n'enlèverai pas une ligne.
Simplement il est plus que nécessaire de dégrossir les réglages à la mesure, et de finir les réglages fin à l'écoute, en faisant plusieurs itérations entre les deux.
A ce petit bémol prés, tout est 100% juste.
Il y aura un jour une partie Mesures plus détaillée dans ce chapitre.



Rodage des haut-parleurs :

Un haut-parleur neuf ne donnera le meilleurs de lui même qu'après un temps de rodage de 100 à 200 heures minimum.
Pendant la période de rodage il ne faut surtout pas tirer de conclusions hâtives sur la qualité d'écoute : Il y a des améliorations plus que sensibles.
Ces améliorations concernent aussi bien :
Le grave, les suspensions s'assouplissent un peu, cela change la réponse dans le grave et donc l'évent du bass-reflex.
Le médium ou certaines duretés intolérables disparaissent.

La meilleure méthode pour roder un haut-parleur est d'écouter de la musique...
Certain vont jusqu'a mettre un CD en boucle 24 heures sur 24 pendant un week-end ou ils sont absent. N'est-ce pas un peu excessif ?
D'autre vont prendre un générateur de fréquence, et injecter au haut-parleur du 20 Hz pendant 2 H, puis du 25 Hz, etc..., selon une méthode savante et parfaitement empirique.

J'ai entendu parler d'un disque de rodage de Jean Marie REYNAUD qui me laisse parfaitement dubitatif : Roder les haut-parleur, OK. Mais les électroniques et les câbles...
Il parait que ce CD permet de gagner un facteur 10 sur le temps de rodage : Ce qui prend 200 heures avec vos CD habituels n'en prendrait que 20 heures avec ce CD. Je ne le crois pas du tout...
Un HP est rodé lorsqu'il a fait un certain nombre de va et vient à une fréquence donnée. A 50 Hz, il y a 50 va et vient par seconde. Si le disque vous en fait faire 100 dans le même temps, ce n'est plus du 50 Hz, c'est du 100 Hz...
Mon conseil, prenez le temps de faire le rodage et économisez 30 €.
Dites vous bien qu'avant les CD de rodage, les Audiophiles arrivaient aussi à roder leurs HP...

Ma méthode est simple, 100 à 200 heures, avec les musiques que j'aime, a la fréquence habituelle d'écoute, au niveau habituel d'écoute.
Et s'il faut un a deux mois pour y arriver, je reste patient pendant cette période...



Critères d'écoute :

Quand un filtre, ou un évent, n'est pas au point, que ce soit en fréquence ou en niveau, le raccordement entre les haut-parleurs, ou l'accord du haut-parleur de grave, n'est pas correct.
Cela se traduit par une bosse, un trou, ou un palier dans la courbe de réponse.
A l'écoute il un a un effet de masque de certaines fréquence par d'autres.

Quand on essaye se s'imaginer la taille de l'image sonore en largeur et hauteur, elle est plus petite quand il y a un problème de filtrage ou d'accord que quand les HP sont parfaitement raccordés avec un bon évent..
La position en profondeur de l'image sonore par rapport a l'enceinte est aussi un critère important.
Votre mise au point est meilleure quand l'image sonore recule.

Harwood, ingénieur à la BBC écrit :
Certains augmentent la sensation d'espace, de profondeur ou au contraire de présence, de rapprochement. Connu et exploité depuis longtemps en production sonore, un creux entre 2 et 4000 Hz donne cette sensation. Linkwitz prévoit l'insertion d'un circuit qui le procure dans l'un des ses projets.
Je n'ai pas encore évalué à l'écoute l'avis de Harwood, mais c'est très facile à faire avec un égaliseur. J'indiquerai mes résultats subjectifs.

Cette notion d'image est très intéressante en mise au point, et je n'ai jamais pu la prendre en défaut.
A la mise au point de votre filtre, au lieu d'écouter le grave, le médium ou l'aigu, vous imaginez à chaque fois la taille et la position de l'image sonore par rapport à l'enceinte.
Je n'ai pas de critère plus pertinent que celui là.

Un autre critère, pour départager deux réglages, est la quantité d'informations restituées.
S'il y a un effet de masque, des informations vont se perdre en route...
Donc privilégiez le réglage qui laisse passer le plus d'informations.
C'est aussi un bon critère, cependant moins facile d'emploi que l'image sonore.

J'ai fait la mise au point d'une enceinte à 2 voies pour un jeune collègue, en sa présence.
Il était au départ pratiquement incapable d'entendre la différences entre 2 réglages.
Après l'explication du critère de choix sur l'image sonore, les choses allaient beaucoup mieux.

La seule difficulté, dans la mise au point, est de savoir sur quels critères porter son attention. Le reste n'est que pratique et méthode.
Le plus sur moyen de rater une mise au point est d'écouter l'aigu lors de la mise au point de l'aigu, ou d'écouter le grave lors de la mise au point de celui-ci.

Il vous faut bien sur une source en monophonie, et la possibilité de passer très rapidement d'une enceinte à l'autre.
Vous comparez instantanément la taille et la position de l'image sonore entre vos 2 enceintes, ainsi que la quantité d'informations, et conservez le meilleur réglage.

Si vous n'avez pas de source en monophonie et la possibilité de passer rapidement d'une enceinte à l'autre, ce n'est pas la peine de faire de mise au point, c'est peine perdue...

Quelle musique utiliser pour la mise au point ?
Avec les critères d'image sonore et de quantité d'informations, toutes les musiques peuvent convenir, et principalement celles que vous aimez.

Pour juger de la quantité d'informations j'aime bien l'opéra avec choeur et orchestre. C'est impitoyable...
C'est aussi une remarquable source pour choisir un système dans un magasin.
Le vendeur risque de moins apprécier, mais ce n'est pas votre problème...

Une autre conséquence des effets de masque et que la solution à une gêne ressentie à l'écoute ne se trouve pas là ou se trouve la gêne.
Votre enceinte manque de grave, et la simulation vous indique 35 HZ à -3 dB ? C'est certainement le niveau du tweeter qui est trop fort...

Le résumé est simple :
- Le grave ne va pas, réglez l'aigu.
- L'aigu ne va pas, réglez le grave.
Et ce n'est pas une boutade, cela marche à tous les coups...



Effet de masque :

C'est une notion assez flou, mais qui explique beaucoup de chose.
L'explication est simple : un excès sur une fréquence va masquer les autres fréquences aux alentours, mais aussi autour des harmoniques de cette fréquence en excès.
Qui dit masque, dit perte d'informations, de définition et d'image sonore.

Un exemple est une résonance de salle à 150 Hz environ.
L'effet de masque va perturber la reproduction du bas-médium, du médium et de l'aigu d'un coté.
Nous sommes dans le domaine des harmoniques de la résonance.
Mais l'effet de masque va aussi masquer l'extrême grave reproduit par ce haut-parleur.
En supprimant cette résonance par un placement judicieux d'une enceinte dans la pièce, le gain sera audible sur tout le message sonore.

Un deuxième exemple est un accord incorrect du grave.
Là, il n'y a pas grand chose à reproduire en dessous de la fréquence d'accord d'un haut-parleur.
Mais au dessus de cette fréquence, les effets se font ressentir jusque dans l'aigu.
Je suis persuadé que bien des gens change de tweeter car il le trouve mauvais, alors que le problème se trouve dans un accord incorrect du grave.
Plus important est l'effet de nettoyage du bas-médium qui joue beaucoup sur la clarté du message sonore : il est facile de confondre un mauvais aigu avec un bas-médium terne et masqué.

Un troisième exemple et un filtrage incorrect du tweeter.
Un excès dans se secteur va rendre le grave totalement absent, le médium moins défini.
Et il est parfois difficile d'accrocher le bon réglage du tweeter, excès ou trou donnent à peu près le même résultat sur les autres fréquences.
Par contre, une fois le bon réglage trouvé, le grave revient comme par miracle, ainsi que la définition du médium.

Quel que soit la cause du problème f'effet sur l'image sonore est toujours le même : L'image est plus petite que pour une enceinte bien au point.
Et c'est une excellente chose d'avoir un critère d'écoute et de choix indépendant de tout.
Par contre, si la voie de votre chanteuse préférée n'est plus ce que vous imaginiez, ne vous trompez pas de critère d'écoute.



Méthode :

Le premier point est de ne changer qu'un seul paramètre à la fois.

Si vous avez un filtre à 12 dB a mettre au point par exemple, vous chercherez d'abord à optimiser la self, puis quand vous aurez trouvez la self optimale, vous optimiserez le condensateur.
Quitte à revenir une 2eme fois sur la self quand le condensateur sera optimisé.

Pour un filtre à 18 dB pour un tweeter par exemple, vous procéderez de la même façon, mais vous ferez le réglage sur le 2eme condensateur.
Quand vous l'aurez trouvez, il suffit juste de diviser sa valeur par 3 pour trouver le premier.
Les filtres ont des propriétés, utilisons les...

Pour un évent, vous ne changerez pas à la fois le diamètre et la longueur.
Seule la longueur change à diamètre constant pour un évent circulaire.
Seule la surface change à longueur constante pour un évent rectangulaire.

Le deuxième point est de noter tout ses réglages sur un cahier avec la procédure.
Sur le coup cela peut sembler fastidieux ou inutile. Mais si vous avez à revenir sur un réglage plusieurs année après, c'est irremplaçable.
Pourquoi je ne ré essaye pas une self en série avec mes larges bandes ? Parce que j'ai fait l'essais il y a quatre ans, et qu'après avoir relu le test, il n'y a rien dans la procédure qui est à revoir.

Le troisième point est de revenir de temps en temps à un réglage antérieur pour vérifier que l'on ne tourne pas en rond.
Si vous avez à régler un filtre à 18 dB pour un tweeter, avec atténuation et compensateur d'impédance, c'est prudent.
Surtout si votre atténuateur n'est pas à impédance constante, et qu'il influe sur la valeur des condensateurs de filtrage.

La mise au point se fait avec l'amortissement en place, car il peut influer sur les réglages, et au niveau d'écoute habituel car certain paramètres du haut-parleur varient avec le niveau sonore.



La mise au point de l'évent :

Mise à jour : 18 août 2019.


Matériel :

Outre la touche mono sur votre ampli, ou entre le lecteur de CD et votre ampli, il faut du papier à dessin format A3 pour les évents.
Voir ci-dessous.


Précision :

Un évent se met au point à 5 mm près sur la longueur.
J'arrive à le régler à 2.5 mm, près pour un évent de 10 cm de diamètre longueur 12 cm dans un volume de 136 L, en comparaison immédiate avec un signal sonore en monophonie.
Avec moins d'habitude que moi, commencez avec un réglage à 50 mm prés, et affinez peu à peu, en fonction de ce que vous arrivez à entendre.
Mais sur un haut-parleur neuf, il faut tenir compte du temps de rodage pendant lequel les caractéristiques du haut-parleur vont varier.
Il y a donc deux réglages à faire :

  • L'un a l'installation des haut-parleurs dans l'enceinte à 2 cm près. (Vous pouvez bien sur être plus précis).
  • L'autre à la fin du rodage à 5 mm près. (Rien n'interdit plusieurs réglages en cours de rodage).


Pourquoi une mise au point pour un bass-reflex :

Tolérances de fabrication :

Vous avez choisi vos haut-parleurs, monté vos caisse, réalisé votre filtre, branché vos haut-parleur et connecté votre ampli.
Vous mettez votre premier disque, et là, déception, le son ne vous plaît pas.
Pas de panique...
Malgré toutes les mesures sur les haut-parleur, toutes les simulations faites sur PC avec divers logiciels, tous le soin apporté à la réalisation, la théorie ne colle pas toujours à la pratique.

Les données fournies par le fabricant des haut-parleurs, le sont sur une moyenne de plusieurs haut-parleurs.
Il y a des tolérances de fabrication qui font que des dispersions dans les caractéristiques sont normales et inévitables.
Le rodage des haut-parleurs est quelque chose de méconnu, et indispensable.
Si vous n'avez pas écouté vos enceintes de 100 à 200 heures, ne tirez pas de conclusion.
La simulation des haut-parleurs utilise des hypothèses qui sont plus ou moins vérifiées.
Seule l'écoute permet de les confirmer ou non.

De façon rigoureuse c'est :

  • Fs / Qes = BL/ ( 2 * Pi * Re * Mms ) et
  • VAS * Qes2 = Re2 * Mms * Sd2 * Ro * C2 / BL4


Le choix de l'ampli :

Une autre erreur concerne le choix de l'ampli.
Vous avez certainement fait votre calcul de l'enceinte en négligeant la résistance interne (RI) de l'ampli (ou le facteur d'amortissement (FA) de l'ampli, ce qui est presque la même chose : RI = 8 / FA)
Si cette résistance fait 0.1 Ohms, c'est effectivement négligeable.
Si cette résistance fait plus, certain ampli montent jusqu'a 20 Ohms, vous êtes complètement a coté.

Prenons par exemple un ALTEC 416-8C dont la réputation n'est plus a faire.
Les données sont Re = 6.4 Ohms, Qms = 6.10, Qes = 0.26 et Qts = 0.249.

Avec 0.1 Ohms de résistance d'ampli :
Qes = 0.26 * ( ( 6.4 + 0.1 ) / 6.4  )= 0.264.
Qts = 0.264 * 6.10 / ( 0.264 + 6.10 ) = 0.253.
C'est très proche des données de base du haut-parleur.

Avec 3.1 Ohms de résistance d'ampli :
Qes = 0.26 * ( ( 6.4 + 3.1 ) / 6.4  )= 0.386.
Qts = 0.386 * 6.10 / ( 0.386 + 6.10 ) = 0.363.
Ce n'est plus du tout le même haut-parleur...

Cela vous explique pourquoi vos haut-parleurs qui marchaient si bien avec votre ancien ampli, sonnent aujourd'hui comme des casseroles avec votre tout nouvel appareil.

Ou pourquoi vos haut-parleur large bande se mettent a marcher merveilleusement bien avec un ampli a tube qui lui a une résistance interne plus élevée que votre ancien ampli a transistor :
L'enceinte était conçue pour un ampli avec une résistance interne donnée, et la différence que vous entendez n'est pas la différence tube ou transistor, mais la différence de résistance interne.
Vous ne me croyez pas ?
Reprenez votre ampli a transistor, et ajoutez une résistance en série de la bonne valeur...

Accessoirement, c'est avec ce genre de non prise en compte d'un paramètre ultra important que bien des marchants arrivent a faire leur beurre en vendant du matériel...

Un ampli, avec une résistance interne un peu plus élevé que la moyenne est appelé aussi "ampli en courant" par opposition à "ampli en tension" avec une faible résistance interne...


Philosophie de la mise au point de l'évent du bass-reflex :

Ma philosophie est la mise au point à l'écoute, pour avoir les meilleurs résultats à l'écoute.
La limite haute et basse de cette recherche à l'écoute est donnée par le minimum et le maximum des fréquences d'accord donnés par les alignements courants valides pour le Qts du haut-parleur.
Les outils de calculs du site vous donnent directement la fourchette dans laquelle il faut rester.
Rappelez vous bien la philosophie des couleurs : Pour voir la vie en rose, restez dans le vert.

Fb pour les alignements courants

mini et maxi pour Fb

Si votre logiciel, sans doute WINISD, ne vous donne pas les alignements courant, changez en !!!
WINISD est le meilleurs logiciel qui soit pour planter un débutant, ne l'oubliez pas...
Pour un expert qui connait bien les limites des calculs, c'est un excellent logiciel.
A ne pas mettre entre toutes les mains, donc.

Si vous n'avez pas mesuré vous même les paramètres T&S de vos HP rodés, si vous utilisez les paramètres T&S constructeurs avec des haut-parleurs de marques bon marché, vous pouvez vous autoriser une sortie raisonable de la plage d'accord indiquée si vous êtes certain que c'est meilleurs à l'écoute.
Gardez bien en tête que si c'est meilleurs à l'écoute, cela ne peut pas être mauvais pour le haut-parleur.
Il faut que vos paramètres d'écoute soient bon par contre.

Mesurer soit même les HP c'est très bien, quand c'est bien fait.
Sur un HP ALTEC 420-8B j'ai vérifié qu'une incertitude de mesure de 0.2 Ohms sur Re, c'est une variation du Qts de 0.04.
Là encore la mise au point à l'écoute intègrera les éventuelles erreurs.


Avant même de parler simulation, il faut aborder le problèmes des paramètres T&S de vos haut-parleurs.
Si vous ne les avez pas mesurés vous même sur vos HP rodés, vous pouvez considérer que vous êtes dans les choux au niveau de votre simulation.
Je vais être encore plus clair, à 10 grandes marques près les paramètres T&S fournisseurs sont faux, même sur des haut-parleurs à 1000 € pièce.
Vous voulez simuler précis ? Vous mesurez, mais faites le bien...

Vous pouvez lire sur les forums par certains membres qu'il faut chercher à la simulation la réponse qui vous convient, puis vérifier à la mesure que vous avez bien obtenu l'accord voulu.
La méthode est extrêmement satisfaisant pour l'esprit.
Elle est très rassurante pour le débutant qui fait venir un "spécialiste" chez lui pour un réglage à la mesure.
Mais pour quel résultat à l'écoute ?
Avec les paramètres T&S du constructeur ?
Soyez un minimum sérieux dans votre approche...

Il n'est pas inutile de revenir au Pourquoi le site à été créé le 8 mai 2002.
C'est parce que la meilleure simulation du monde ne donnait pas de meilleurs résultats à l'écoute qu'une enceinte beaucoup moins bien calculée.
De l'eau à coulé sous les ponts depuis, plus de critères sont regardés à la simulation tel le déplacement de la membrane ou le délai de groupe en plus de la courbe de réponse.
Mais la problématique de base n'est toujours pas traité, il n'y a pas un paramètre qui garanti un bon résultat d'écoute à coup sur.
Vous éviterez certainement les erreurs grossières ce qui est déjà très bien, mais sans la garantie d'avoir le top du top.

La simulation et les alignements courants permettent d'avoir le volume d'enceinte, Vb, ou la fourchette mini - maxi du volume d'enceinte qui convient au haut-parleur, à condition d'avoir mesuré vous même, et comme il faut, les paramètre T&S sur vos HP rodés.
Pour la fréquence d'accord de l'évent, Fb, je parts sur un accord bas pour avoir une courbe de réponse régulièrement descendante.
L'idée de trouver Fb à la simulation ne m'éfleure même pas, c'est pour moi de l'utopie et rien de plus.

Si, comme disent certains forumeurs, c'est la méthode utilisée par des professionels, ce n'est pas la garantie d'avoir les meilleurs résultats d'écoute qui est notre problématique de concepteur d'enceinte DIY.
Un professionnel d'enceinte de sonorisation va privilégier la tenue en puissance et le niveau sonore maximum au dépend de la qualité d'écoute par exemple.
Ce n'est absolument pas notre besoin, donc prenons les méthodes de réglages qui marchent pour le résultat que nous voulons obtenir.


Le fait d'être un amateur indépendant de toutes contraintes commerciales me permet de ne pas avoir ma langue dans ma poche, que cela plaise ou non.
Je soupçonne les internautes qui cherchent un réglage exclusivement à la simulation et à la mesure de ne pas être capable, ou de ne pas s'être donné les moyens d'en être capable, de le faire à l'écoute.
Pourquoi dans ces conditions partir sur une réalisation DIY ?
Un peu de cohérence dans la démarche est aussi une bonne chose.

Cette partie sur la philosophie de la mise au point de l'évent a été écrite après une discussion un peu houleuse sur un forum ou certains m'ont pris de haut.
La discussion sur le forum sera oubliée dans un mois, le chapitre restera bien visible encore longtemps.
Merci de m'avoir donné matières et arguments à compléter ce chapitre.


D'autres arguments pour justifier le réglage de l'évent à l'écoute :

Vous utilisez les paramètres T&S constructeur.
Même si JBL connais son métier, il y a des dispersions de fabrications.
La mise au point à l'écoute permet de gommer ces dispersions qui sont intégrées dans la mise au point.

Vous avez mesuré vous même les paramètres T&S.
Je ne prendrai qu'un seul paramètre, Re.
Quelle est votre précision de mesure ?
Sur un ALTEC 420-8B, 0.2 Ohms de variation sur Re et c'est 0.04 d'écart sur le Qts.
Quel sont les changements sur votre alignement avec 0.04 d'écart sur le Qts ?
La mise au point à l'écoute permet de gommer ces dispersions.

Vous êtes un cador de la conception et de la mesure, ou vous le croyez parce que personne n'a d'arguments assez pertinent pour laisser un début de doute !!!
En quoi se laisser la possibilité de faire varier l'évent et d'en écouter les conséquences est-il un problème ?
Vous avez calculé votre évent idéal, vous essayez l'idéal et vous essayez avec 1 ou 2 Hz en plus ou en moins.
Si c'est l'idéal, cocorico, criez le sur les toits.
Si c'est un autre accord, chut, ne dites rien, le cador c'est vous...

Sachez une chose incontestable :
Pour être certain d'avoir le bon accord il FAUT avoir vérifié qu'un accord un peu plus haut ou un peu plus bas est moins bon à l'écoute.
Sans la vérification, vous ne le savez pas, et toute personne intellectuellement honnête le reconnaîtra.


Mise au point de l'évent du bass-reflex :

Une fois le haut-parleur monté dans son enceinte, c'est le paramètre le plus facile à régler.
Vous n'allez pas refaire une enceinte plus petite ou plus grande.
Vous n'allez pas changer de haut-parleur.
Donc il ne vous reste que la solution de mettre au point l'évent.

La fréquence d'accord du bass-reflex se trouve généralement dans la fourchette FB = Fs et FB = 0.383 * Fs / Qts.
Vérifiez, par calcul, que votre évent permette bien, avec une longueur plus ou moins longue, de passer toutes ces valeurs.
Vérifiez aussi qu'il est assez gros en diamètre pour pouvoir passer le niveau SPL maxi du HP, (et pas trop long pour pouvoir entrer dans votre enceinte).
La Base de Données va jusqu'au bout des calculs d'évent.


Mise au point des évents circulaire :

Installez dans votre enceinte, un évent en PVC provisoire à la longueur la plus courte calculée, voire plus petit encore.
Puis glissez dans cet évent court, une feuille de papier à dessin épais, roulée dans le tube court, et coupée à la longueur de l'évent long.

Vous mettez une enceinte avec la feuille à dessin coupée à la longueur de l'évent long, et l'autre avec 5 mm de moins.
Vous comparez les 2 enceintes en monophonie, en comparaison directe Droite / Gauche, et vous gardez le meilleur des 2.
Et vous recommencez autant de fois que nécessaire, jusqu'à trouver l'optimum.
Avec des HP bien rodés (500 Heures minimum), et une comparaison en mono droite / gauche, vous pouvez faire une mise au point à 2 mm prés sans problème.

Réglage de la longueur de l'évent


Mise au point des évents rectangulaires :

C'est un peu moins facile que pour les évents circulaires, mais avec un peu de méthode il est facile d'y arriver.
Le premier point est de réaliser un évent qui donne une fréquence d'accord la plus élevée parmi celle données par les alignements courants.
Avec un accord trop haut en fréquence, il faudra réduire la surface pour trouver la bonne fréquence d'accord.

Ensuite il faut se couper un certain nombre de tasseaux de la profondeur de l'évent.
La méthode devient toute simple, vous glissez un tasseau, deux tasseaux, ..., ect, jusqu'à trouver et dépasser le meilleur accord à l'écoute.
Une fois la bonne surface trouvée, vous mettez à demeure dans l'évent la planche de la taille qui convient pour avoir la bonne surface trouvée avec les tasseaux.

Sur une enceinte ONKEN avec 6 ou 8 évents rectangulaire, vous commencez à déterminer le nombre d'évents dont vous avez besoin, en restant du coté de la surface trop grande.
Puis vous glissez un, deux, ou plus tasseaux dans les évents qui restent.
S'il vous reste 5 évents, il faut glisser 5, 10, 15 tasseaux, les évents qui restent doivent tous avoir la même surface.

J'ai vu des enceintes ONKEN avec 7 évents au lieu de 8, jamais avec les 7 évents qui restent avec une surface légèrement réduite.
La mise au point est notoirement insuffisante !!!


Ecoute et mesure :

Certain d'entre vous rencontre des difficultés pour faire cette mise au point à l'écoute, et pour déterminer le meilleur accord.
Il reste la bonne vieille méthode de mesure de la courbe d'impédance qui comprend deux bosses.
La fréquence d'accord est le minimum d'impédance entre les deux bosses.
Les images ci-dessous sont calculées avec les outils de calculs de la base de données, et ont une résolution de 720 pixels de 10 à 320 Hz, 144 pixels par octaves.

Si les deux bosses d'impédance sont égales vous êtes exactement avec FB = Fs = 47.71 Hz dans l'exemple.
Cette optimisation s'appelle "Bosses de chameaux"...

image352.jpg


Si la deuxième bosse est plus petite que la première, vous êtes accordé au dessus de Fs, avec FB = 52.5 Hz dans l'exemple.

image353.jpg


Si la première bosse est plus petite que la seconde, vous êtes accordé en dessous de Fs, avec FB = 41.4 Hz dans l'exemple.
La mise au point à l'écoute donne souvent des résultats de ce type.

image354.jpg


Si vous n'entendez pas distinctement a quelle fréquence se trouve l'accord optimal, réglez l'évent pour avoir la première bosse un peu plus petite que la seconde, ce ne sera pas totalement faux, ni optimal.
Quand je lisais des bancs d'essais d'enceintes dans la Revue du Son, et que je regardais la courbe d'impédance, je voyais de moins en moins d'enceintes avec les deux bosses égales alors que 10 ans plus tôt c'était la règle.

La courbe d'impédance mesurée de ma dernière enceinte mise au point à l'écoute n'a absolument pas deux bosses égales.
Je ne suis pas d'accord avec ceux qui, sur les forums, disent de régler l'évent avec deux bosses identiques. Je leur conseille d'écouter un peu plus, (encore plus !!!), leur mise au point...

Impédance du LB seul dans son enceinte


Notez aussi que la taille de la deuxième bosse varie avec le coefficient de fuite de l'enceinte et du HP.
Le site de Francis Brooke explique bien ce point.
Comment pouvez vous régler un évent pour avoir deux bosses d'impédance égales, si un simple changement de la quantité d'absorbant dans l'enceinte casse votre belle mise au point ?


Influence des pertes :

Les trois courbes d'impédance ci-dessus ont été obtenues avec des valeurs moyennes des coeficients de pertes.

  • Perte par absortion de l'enceinte (entre 5 remplie et 120 vide) Qa = 35.
  • Perte par fuite (entre 10 faible fuite et 20 pas de fuite) Ql = 10.
  • Perte par frottement dans l'évent (entre 70 et 140) Qp = 70.

En fonction des valeurs utilisées, la valeur des deux bosses d'impédance change sensiblement.
Si vous cherchez l'accord qui donne les deux bosses d'impédance rigoureusement égales et que vous changez la quantité d'amortissement, les deux bosses ne sont plus égales.
N'est-ce pas la preuve que l'accord qui donne les deux bosses égales n'est qu'une vue de l'esprit, une simplification hative fait par ceux qui ne prennent pas le temps d'écouter ce qu'ils réalisent ?

Vous trouverez les courbes qui démontrent ce que je viens d'écrire sur le site de Francis Brooke en 5.6.1 : Quelle courbe de réponse en fréquence ?, voir le modèle avec pertes.


Que faut-il écouter ?

Vous réglez le grave, écoutez le médium !!!
Un grave mal réglé bave sur les autres fréquences, le bas médium, le médium, les aigus, ce que j'apelle un effet de masque.
Vous n'arriverez pas a régler votre évent en écoutant que le grave.
Vous y arriverez facilement en écoutant le médium et l'aigu, a condition qu'il y ai aussi du grave dans le message sonore : Vous n'aurez un bon médium-aigu que s'il n'y a pas de masque par les fréquences graves
Pour un accord entre 40 et 50 Hz, s'il y a de la contrebasse ou un basson dans le message sonore écouté vous êtes sur de faire marcher votre évent acoustiquement parlant.

Le calcul ne vous permet pas de trouver le bon accord, celui qui marche le mieux à l'écoute.
Il permet de savoir dans quelle fourchette de longueur il faut chercher les meilleurs résultats d'écoute, ce qui est déjà bien.
Si vous ne voulez faire le réglage qu'au calcul, vous devez savoir à l'avance le type d'alignement qui vous convient le mieux, avoir des HP rodés dont vous avez mesuré vous même les paramètres T&S, et ne pas oublier la résistances des selfs en série avec le HP.
Et même là vous n'êtes sur de rien...

Il est certes plus confortable pour moi de répondre, lorsque je suis contacté, évent diamètre intérieur ??? cm et longueur ??? cm, que de répondre évent diamètre ??? cm et longueur entre ??? et ??? cm.
Mais la vérité c'est de dire qu'il n'est pas possible de déterminer l'évent exact au calcul.
Je modifierai donc mon outil de calcul pour donner la fourchette de recherche à l'écoute...


Plus d'informations sur La mise au point et le rodage.


Ou faut-il faire cette mise au point ?

J'ai lu que certain sur les forums recommandent de le faire en extérieur.
Si vous faites des enceintes pour les vendre le conseil est certainement très bon, parce que totalement indépendant de la pièce.
Mais lorsque l'on réalise des enceintes DIY pour soi, c'est pour les écouter dans une pièce et à un emplacement bien précis. Pour moi, c'est dans cette pièce, à cet emplacement, que doit être fait la mise au point, parce que c'est là que vous souhaitez avoir les meilleurs résultats d'écoute.

Nous allons faire un raisonnement par l'absurde pour éclairer un peu plus cette méthode.
Imaginez que vous fassiez une mise au point parfaite en extérieur, puis que vous mettiez vos enceintes dans une pièce acoustiquement pourrie. Le résultat ne sera pas bon...
Si vous faites la mise au point dans la pièce pourrie le résultat pourra être meilleurs parce que vous aurez intégré la pièce dans la mise au point.
D'un coté vous avez une mise au point parfaite et un résultat pas bon, de l'autre coté vous avez une mise au point en situation et un résultat un peu meilleurs. Pourquoi ce priver de de gain ?

La conséquence est que si vous déménagez, si vous changez de technologie d'ampli (du tube vers le transistor ou inversement), la mise au point de l'évent est à refaire.
Ce sera minime, ou sans modification, pour un changement de pièce, plus important pour un changement d'ampli.
L'idée de terminer les enceintes dans votre garage, mise au point comprise, avant de les installer dans votre salon ne marche pas...

Je vais pondérer cet avis sur la base d'une mise au point que j'ai réalisé : Mes enceintes dans ma pièce.
J'ai écouté les soeurs jumelles de ces enceintes dans une autre pièce et sur d'autres électroniques. Je n'ai pas ressenti le moindre besoin de faire des essais pour vérifier l'évent.
L'accord de l'évent dépend certainement du HP et de l'enceinte, et probablement moins de la pièce, avec une pondération entre les deux que je ne connais pas.
Mettez vos enceintes au point dans votre pièce d'écoute, vous ne pouvez pas vous tromper...


Température, altitude et humidité :

C'est un cas qui concerne plus le monde de la SONO que les audiophiles.
Imaginez que vous mettez au point vos enceintes de SONO en plaine, et que devez allez sonoriser une après midi disco sur les pistes de ski, ou un concert sous les tropiques. Quelles sont les conséquences sur l'évent ?


Juste la température :

Pour cet exemple nous allons prendre un HP AUDAX PR38EX100VST, un HP vintage, avec une optimisation à -4 dB à Fb dans un volume interne de 100 L. Accord à 44.6 Hz.
La mise au point se fait chez moi, altitude 280 m, température 21°, humidité 40%. C = 344.349 m/s, Ro = 1.157 Kg/m3.
L'évent sera fait avec un tube PVC de 15 cm de diamètre intérieur, longueur 15.5 cm.

Un jour de canicule j'ai laissé les enceintes dehors, altitude 280 m, température 45°, humidité 40%. C = 360.107 m/s, Ro = 1.058 Kg/m3.
Les 100 L sont conservés, l'accord reste à 44.6 Hz. La longueur de l'évent passe à 18.0 cm.

Un jour de grand froid j'ai laissé les enceintes dehors, altitude 280 m, température -15°, humidité 40%. C = 322.035 m/s, Ro = 0.971 Kg/m3.
Les 100 L sont conservés, l'accord reste à 44.6 Hz. La longueur de l'évent passe à 12.1 cm.

La température augmente, l'évent est plus long. La température descend, l'évent est plus court.


Juste l'altitude :

Pour cet exemple nous allons prendre un HP AUDAX PR38EX100VST, un HP vintage, avec une optimisation à -4 dB à Fb dans un volume interne de 100 L. Accord à 44.6 Hz.
La mise au point se fait chez moi, altitude 280 m, température 21°, humidité 40%. C = 344.349 m/s, Ro = 1.157 Kg/m3.
L'évent sera fait avec un tube PVC de 15 cm de diamètre intérieur, longueur 15.5 cm.

Prenons cette enceinte pour aller faire une SONO sur les bords de la mer morte, altitude -430 m, température 21°, humidité 40%. C = 344.296 m/s, Ro = 1.259 Kg/m3.
Les 100 L sont conservés, l'accord monte à 44.8 Hz. La longueur de l'évent passe à 15.3 cm.

Prenons cette enceinte pour aller faire une SONO à Mexico, altitude 2250 m, température 21°, humidité 40%. C = 344.530 m/s, Ro = 0.909 Kg/m3.
Les 100 L sont conservés, l'accord descend à 43.9 Hz. La longueur de l'évent passe à 16.4 cm.

L'altitude augmente, l'évent est un peu plus long. L'altitude descend, l'évent est un peu plus court.
Les variations sont plus faible qu'avec la température, presque négligeable tant que vous restez en dessous de 1000 m.


Juste l'humidité :

Pour cet exemple nous allons prendre un HP AUDAX PR38EX100VST, un HP vintage, avec une optimisation à -4 dB à Fb dans un volume interne de 100 L. Accord à 44.6 Hz.
La mise au point se fait chez moi, altitude 280 m, température 21°, humidité 40%. C = 344.349 m/s, Ro = 1.157 Kg/m3.
L'évent sera fait avec un tube PVC de 15 cm de diamètre intérieur, longueur 15.5 cm.

Prenons cette enceinte pour aller faire une SONO par un temps très sec, altitude 280 m, température 21°, humidité 0%. C = 345.389 m/s, Ro = 1.150 Kg/m3.
Les 100 L sont conservés, l'accord reste à 44.6 Hz. La longueur de l'évent passe à 15.4 cm.

Prenons cette enceinte pour aller faire une SONO par un temps très humide, altitude 280 m, température 21°, humidité 100%. C = 345.349 m/s, Ro = 0.909 Kg/m3.
Les 100 L sont conservés, l'accord reste à 44.6 Hz. La longueur de l'évent passe à 15.7 cm.

L'humidité augmente, l'évent est un poil plus long. L'humidité baisse, l'évent est un poil plus court.
Les variations ne sont pas significatives.


Conclusions :

Ce sont les variations de température qui créent les plus fortes variations : Le thermomètre devrait faire partie des outils du DIYeur d'enceintes !!!
Mais si je vois ce qui se passe chez moi ou je chauffe l'hivers, la température reste tout le temps entre 21 et 26°, donc avec des variations non significative sur la longueur de l'évent qui reste dans les tolérances de mise au point en pratique.
En passant de 21 à 26°, la longueur de l'évent passe de 15.5 à 16 cm. Une mise au point à 0.5 cm près est une belle performance même si j'arrive à le faire à 0.25 cm prés.

Pour un professionnel de la SONO, et par rapport au lieu de mise au point de l'enceinte, trouver à la fois un lieu ou la température augmente quand l'altitude augmente, ou un lieu ou la température baisse quand l'altitude baisse va être difficile.
Sans doute faut-il parler de la boite de nuit surchauffée d'une station de ski d'altitude, ou de la SONO glacée sur les bords d'une plage l'hivers ?
Dans les cas courants, la SONO sur les pistes de ski l'hivers, ou sur une plage l'été, une petite partie des variations dues à la température sont compensées par l'altitude.

Les fabricants de filtre actif ne s'y sont pas trompés, il y a un paramètre température pour compenser les délais, il n'y a pas de paramètre altitude.
La température est le seul paramètre qui fait varier C entre 320 et 360 m/s dans mes exemples. (Certains livres ne parlent que de 344 m/s !!!)





Annexe :



Une enceinte donnée, un HP unique

Mise à jour : 2008-06-08.


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Merci pour votre visite.


Dôme acoustique : La conception des enceintes acoustiques.


Il y a un savoir vivre élémentaire qui consiste à demander l'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Ne pas respecter ce droit élémentaire vous expose à des poursuites sous toutes les formes.