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Les erreurs pendant la mesure

Mise à jour : 26 août 2020.


Remarque préliminaire :

Pour couper court à toute polémique, je n'ai rien inventé.
Je ne faits que vous proposer un outil de calcul à partir d'une méthode décrite dans le livre de Joe D'Appolito, Le haut-parleur : Manipulations et mesures électro-acoustiques, page 82.
L'outil de calcul vous sera d'une bonne aide, je n'en doute pas une seconde.
Les deux liens ci-dessous disent la même chose que ce chapitre, a des petites nuances près, j'ai ajouté la réflexion du plafond.


Je lie ce chapitre à celui sur L'influence du local sur les enceinte acoustique, la méthode de calcul se ressemble beaucoup dans les deux cas.
Cette "liaison" n'est pas évidente en première approche, je vais faire en sorte qu'elle le devienne...


Réflexion sur le sol :

C'est un cas qui nous arrive à tous.
Vous mesurez en champs lointain (3 à 4 fois le diamètre du HP) ou au point d'écoute, et vous avez un trou dans la courbe de réponse dans le grave.
Pourquoi ce trou ?
Parce que le micro commence à capter le signal direct qui vient du HP, puis il capte la réflexion de ce signal qui a été réfléchi par le sol.
Ce signal réfléchi peut arriver en phase, en opposition de phase, en quadratude de phase, ainsi que toutes les autres valeurs en fonction de la longueur de chacun des trajets et de la fréquence du signal : C'est en théorie une réponse en peigne.

Pourtant vous n'avez commis aucune erreur dans votre méthode.
Vous avez mis le micro ou vous le souhaitiez, vous avez lancé la mesure.
Mais les ondes sonore vous jouent un mauvais tour avec cette réflexion sur le sol, mais aussi sur les murs et le plafond.
Nous allons donc calculer, à partir de la distance et de la hauteur du micro, à quelle fréquence il y a un trou dans la courbe de réponse, pour ne pas en tenir compte lors de la lecture du résultat sur la courbe de réponse.

Il y a un moyen très simple de vérifier que le trou dans la courbe de réponse est bien à cause de la réflexion sur le sol : La mesure en champs proche, avec le micro à 0.11*D, ou D est le diamètre de la membrane.
Si en champs proche il n'y a pas de trou, et qu'il existe en champs lointain ou au point d'écoute, c'est bien la distance de mesure qui est la cause.

Réflexion sur le sol pendant la mesure


Aux très basses fréquences, aux fréquences inférieures à celle du trou dans la réponse, le micro capte deux signaux de plus en plus en phase à mesure que la fréquence baisse :

  • Le signal qui vient directement du haut-parleur.
  • Le signal qui part du haut-parleur, qui se réfléchi sur le sol, et qui revient au micro.

Deux signaux en phase, c'est +3 dB aux très basses fréquences...


Prenons mon cas comme exemple :

Le dessin ci-dessus est à l'échelle, avec une grande enceinte équipée d'un haut-parleur large bande de 21 cm, mesuré en champs proche à 70 cm.
Haut-parleur et micro sont placés à 90 cm du sol.
Nous pouvons très facilement calculer d2 = ( 9002 + (700/2)2 )1/2 = 966 mm.
Nous avons donc une onde directe de 700 mm et une onde réfléchie de 2*966 = 1931 mm.

La différence de phase en degré est 360 * ( 2*d2 - d1 ) / C * F.
Avec nos valeurs cela fait 360 * ( 2*966 - 700) / 343707 * F = 1.2897 * F.
Pour 1 unité de longueur d'onde, une hauteur de 900 mm correspond à une fréquence de 1 * 344 / 0.90 = 382.2 Hz.

Pour une différence de phase de 180°, il y a une annulation du signal, un trou dans la courbe de réponse.
Pour une différence de phase de 360°, il y a une bosse de 6 dB dans le signal mesuré, les signaux des deux trajets s'additionnent.
Pour une différence de phase de 90 ou 270°, le signal est exactement à 0 dB, les deux signaux sont en quadratude de phase.

La réponse en quadrature est obtenue pour un angle de 90°. 1.2897 * F = 90 ou encore F = 90 / 1.2897 = 70 Hz. Signal à 0 dB.
Le premier creux dans la courbe de réponse est obtenu pour un angle de 180°. F = 180 / 1.2897 = 140 Hz. Annulation du signal.
La réponse en quadrature est obtenu pour un angle de 270°. F = 270 / 1.2897 = 209 Hz. Signal à 0 dB.
Le premier pic dans la courbe de réponse est obtenu pour un angle de 360°. F = 360 / 1.2897 = 279 Hz. Pic de +6 dB dans le signal.
La réponse en quadrature est obtenu pour un angle de 450°. F = 450 / 1.2897 = 349 Hz. Signal à 0 dB.
Le deuxième creux dans la courbe de réponse est obtenu pour un angle de 540°. F = 540 / 1.2897 = 419 Hz. Annulation du signal.
La réponse en quadrature est obtenu pour un angle de 630°. F = 630 / 1.2897 = 488 Hz. Signal à 0 dB.
Etc...
En sachant qu'en montant en fréquences le phénomène théorique est moindre.


Calculez votre cas réel :

Hauteur h du micro ( en cm ) :
Distance d1 du micro ( en cm ) :
Absorbtion sol à 100 Hz ( de 0 à 1 ) :

Distance d2 coté sol = 96.6 cm.
Différence de phase en degré coté sol = 1.2897 * F.
1 unité de longueur d'onde sur la hauteur = 381.9 Hz.

Vous aurez une idée juste de la courbe de réponse dans le grave en reliant les points pour lesquels la courbe de réponse théorique passe par 0 dB.
Fréquence pour une phase à 90° = 70 Hz.
Fréquence pour une phase à 270° = 209 Hz.
Fréquence pour une phase à 450° = 349 Hz.
Fréquence pour une phase à 630° = 488 Hz.

Vous avez une atténuation importante, en théorie infinie, en pratique -10 à -15 dB.
Fréquence pour une phase à 180° = 140 Hz.
Fréquence pour une phase à 540° = 419 Hz.

Vous avez une pointe importante, en théorie de +6 dB, à voir en pratique.
Fréquence pour une phase à 360° = 279 Hz.

Avec l'absorbtion du sol proposée par défaut à 0.3, vous avez bien un premier creux entre 80 et 150 Hz vers -12 dB qui correspond très bien aux valeurs mesurées.
Je ne suis pas certain que les creux aux fréquences plus élevées soit bien réalistes.


Somme du rayonnement direct et de la réflexion au sol, rammenée à 0 dB :
Hauteur de micro par rapport au sol : 90 cm, Distance HP / micro : 70 cm.
Absorbtion du sol à 100 Hz : 0.3. --- Absorbtion du sol à 764 Hz : 1.0.

somme du rayonnement direct et réflexion au sol


Les recommandations de bon sens :

Les valeurs indiquées sont les valeurs calculées dans la partie "Calculez votre cas réel".
Si vous changez les valeurs de caluls dans la rubrique précédante, les valeurs calculées seront modifiées.

Si vous faites de la correction de la courbe de réponse avec un égaliseur ou par convolution :
Vous ignorez complètement les creux à 140 Hz et à 419 Hz.
Vous ignorez complètement la bosse à 279 Hz.

Vous tracez la courbe qui passe pas les points à 70, 209, 349 et 488 Hz pour avoir une bonne idée de la courbe dans les haut-graves, bas-médium et médium.

J'ai vérifié à l'écoute qu'il n'était pas possible de corriger les creux dans l'image ci-dessous : La mesure a été faites à 50 cm, l'écoute se fait à 4 m, les creux et bosses mesurés à 50 cm ne correspondent pas à ceux à 400 cm.
En rouge sans correction, en bleu avec une correction acceptable et validée à l'écoute.
Ce point est aussi indiqué dans le chapitre Que faut-il corriger ?, qui pose les règles pour la correction par convolution.
Si vous partez d'une mesure au point d'écoute, la conclusion sera différente, et la correction sans doute possible, à vérifier à l'écoute.

Correction homéopatique ces creux dans la courbe de réponse, creux dû au sol et au plafond


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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 demanderl'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Je vous donnerai l'accord, demandez-le simplement pour être en règle. Sont exclus les demandes extravagantes.