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Les lignes acoustique

Mise à jour : 13 mai 2018.


Ligne acoustique, et enceinte point source

Vous pouvez lire ici ou là que l'enceinte idéale contient un haut-parleur unique, un large bande, qui rayonne une onde sphérique.
Il y a une autre alternative, une rangée de haut-parleurs qui va du sol au plafond, avec un espace aussi limité que possible entre les haut-parleurs, et qui rayonne une onde cylindrique.
Comme pour l'enceinte avec un haut-parleur unique, la ligne acoustique utilise des haut-parleurs large bande.
Ce chapitre explique la problématique pour réaliser une bonne ligne acoustique.

J'emploie le terme de ligne acoustique, mais le terme de ligne array est aussi utilisé.
Je préfère le terme Français, mais cela ne change rien au sujet, sauf le risque de se tromper avec un système de sonorisation.


Deux critères :

  • Entraxe entre les HP et bande passante
  • Taux de remplissage

Les deux critères sont expliqués ci-dessous.
Vous devez respecter l'un OU l'autre, mais il est inutile d'avoir les deux en même temps.
Si vous arrivez à respecter le "taux de remplissage", vous serez bon sur "l'entraxe entre les HP et bande passante".


Entraxe entre les HP et bande passante :

Les liens à la fin du chapitre le disent explicitement :
La distance qui sépare les centres acoustiques de chacune des sources est inférieure à la demi longueur d’onde pour la fréquence d’utilisation la plus élevée.
Si nous partons sur des haut-parleurs HIVI M3N avec un diamètre extérieur de 90 mm, la fréquence limite est 172000 / 90 = 1910 Hz.
POur monter dans les aigus avec une ligne acoustique, il faut réellement utiliser de touts petits haut-parleurs.

Si la théorie montre une limite à 2000 Hz avec des HP de 90 mm de diamètre, la mesure ne montre pas de problème significatif en écoute domestique et à courte distance avant 9000 à 10000 Hz. En gros, 2 octaves de plus que la coupure théorique.
Voir page 5 le message de xnwrx du 18 janvier 2017 à 20H43.

Dans la base de données le HIVI M3N est classé dans les HP de 8 cm de diamètre.
Il est totalement inenvisageable de partir sur une ligne acoustique équipée de HP de diamètre supérieur, si vous voulez monter dans les aigus.
Il a été évoqué, sur le forum Conception des enceintes acoustiques, des HP de 21 cm : La bande passante théorique serait réduite à 820 Hz au lieu de 2000 Hz.

Il existe des haut-parleurs plus petits, d'un diamètre extérieur de 64 mm, ce qui permet un montage avec un entraxe de 65 ou 66 mm. Il s'agit du DAYTON ND65-8.
Avec 66 mm au lieu de 90 mm, la bande passante monte à 172000 / 66 = 2605 Hz au lieu de 1910 Hz.
Si vous arrivez à réduire l'entraxe à 65 mm, vous montez à 2645 Hz. Petits milimètres, bande passante plus grande !!!
Il va être très difficile de trouver des haut-parleurs plus petits pour monter encore plus haut en fréquences, si vous voulez une Fs < 100 Hz et un Xmax suffisant.


Taux de remplissage :

Il faut que la surface couverte par l’ensemble des sources acoustiques représente 80% de la surface du line Array.
Comment calcule t'on ces 80% ?

  • Prenez le HP le plus haut et celui le plus bas, mesurez la distance entre les deux de centre à centre, l'entraxe Ea.
  • Prenez la surface Sd de la membrane, et calculez le diamètre Dd utile : Dd = racine( Sd * 4 / Pi ).
  • La surface de référence Sr est : Sr = ( Ea * Dd ) + Sd.
  • La surface des HP Shp est : Shp = Sd * Nb, ou Nb est le nombre de HP.
  • Le taux de remplissage Tr est : Tr = Shp / Sr. Cette valeur doit être supérieure ou égale à 0.8.

Le taux de remplissage est aaussi appelé "Facteur ARF" (Active Radiating Factor).

Taux de remplissage d'une ligne acoustique Prenons un exemple plausible :
A gauche la rangée de 36 haut-parleurs.
A droite la surface de référence.

36 haut-parleurs avec un châssis de 64 mm.
Montage des haut-parleurs avec un entraxe de 65 mm.
Surface Sd = 1560 mm2.
Diamètre Dd = 44.6 mm.
Surface des 36 HP = 56160 mm2.

35 entraxes de 65 mm = 2275 mm
Sr = 2275 * 44.6 + 1560 = 103025 mm2

Taux de remplissage 56160 / 103025 = 54.5%

Il faut trouver des haut-parleurs avec un tout petit châssis carré...




Prenons le calcul dans l'autre sens pour être à 80%.
Surface de référence = 56160 / 0.8 = 70200 mm2
Entraxe des HP d'extrémité ( 70200 - 1560 ) / 44.6 = 1539 mm
Entraxe entre les HP 1539 / 35 = 44 mm !!!
L'entraxe est plus petit que le diamètre Dd !!!

Il n'est pas possible de respecter un remplissage de 80%
Avec des HP ronds sur une seule rangée.


Atténuation avec la distance :

Une enceinte acoustique traditionnelle a une atténuation théorique de 6 dB à chaque fois que la distance double. A 4 m de distance, vous avez perdu en théorie 12 dB.
Une ligne acoustique a une atténuation théorique de 3 dB à chaque fois que la distance double. A 4 m de distance vous avez perdu en théorie 6 dB.
Cette différence de 6 dB à 4 m entre l'enceinte conventionnelle et la ligne acoustique n'est pas négligeable, pour une même sensibilité d'enceinte et une même distance d'écoute vous pouvez diviser la puissance de l'ampli par 4.

atténuation d'une onde cylindrique et sphérique avec la distance


Branchement des HP :

En fonction de votre ampli, vous serez plus ou moins limité sur l'impédance finale de votre enceinte.
Si vous avez une impédance finale de 8 Ohms, vous n'aurez rigoureusement aucun soucis.
Si vous restez entre 6 et 10 Ohms, tout les amplis accepteront l'impédance.
Entre 4 et 6 Ohms, au dessus de 10 Ohms, c'est votre ampli qui décide !!!

Le chapitre sur le Branchement de plusieurs HP vous indique quelques combinaisons de branchements qui gardent l'impédance des HP de départ.
Je rajouterai sur demande votre cas, avec votre nombre de HP, et l'impédance finale souhaitée, à condition que chacun des HP reçoive la même puissance.


Liens :

Les liens ci-dessous sont surtout orientés ligne array de SONO.
Nous appliquons les même règles dans nos lignes acoustique de salon, à la courbure de la ligne près.


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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.