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Les pavillons arrière ou "toboggan"

Mise à jour : 2009-10-05.

Principe :

Il y a peu de différence de principe entre un pavillon avant et un pavillon arrière.

Pavillon avant :

Pavillon arrière :

Toute la partie volume de la chambre de compression, surface de gorge, surface de bouche, longueur du pavillon, formule d'expansion sont identiques dans les deux cas.
La face avant du haut-parleur rayonne directement vers l'auditeur dans le cas d'un pavillon arrière.
La face arrière du haut-parleur est amortie par un volume clos dans le cas du pavillon avant.

Une première conséquence est qu'a partir du même haut-parleur, il est possible de descendre plus bas avec un pavillon arrière :
Dans le cas du pavillon avant, le haut-parleur dans son volume clos résonnera plus haut en fréquence. Un pavillon arrière est une enceinte totalement ouverte qui ne modifie pas la fréquence de résonance du haut-parleur.

Une deuxième conséquence est une bande passante plus large avec le pavillon arrière :
Le pavillon n'est en fonction que dans le grave. Au delà de 200 ou 300 Hz, le petit volume à l'arrière du haut-parleur coupe l'émission du pavillon et c'est le haut-parleur seul qui rayonne.
Le pavillon avant est limité à 3 octaves ou 3½ octaves maximum comme tout les pavillons avant.

Une troisième conséquence est une sensibilité globale plus faible avec le pavillon arrière :
Pour que le petit volume à l'arrière du haut-parleur assure bien la coupure à 200 ou 300 Hz, la surface de gorge ne doit pas être trop grande, et la sensibilité du pavillon dans le grave ne doit pas être supérieur a celui du haut-parleur dans le médium.
Le pavillon avant peut être réglé pour avoir la sensibilité maximum sur sa bande passante.

Une quatrième conséquence est un problème de phase entre l'émission directe du haut parleur dans le bas-médium, médium et aigu d'un coté par rapport au grave.
Le grave qui doit parcourir une longueur de 2 m environ dans le pavillon arrivera en retard par rapport au reste du spectre.
Ceux qui ont réalisé ce type de pavillon disent que ce n'est pas gênant...

Calculs :

J'utilise pour cela pavillon.xls dans la version 02/11/2005 ou plus.
Il faut que je passe ce programme directement en PHP, avec formulaires de demandes et page html de réponse.

Nous sommes dans l'onglet "Pav AR", onglet créé dans la version 02/11/2005.
Les données utiles du FOSTEX FE 206 E sont recopiées automatiquement cases G1 à K7.
La sensibilité calculée cases G8 à J14 est indicatif, il n'est juste que pour les pavillons avants, ce qui n'est pas notre cas.

Les hypothèses de calculs sont simples :

• Calculs sur la fréquence de résonance du HP à l'air libre, FC=FR, avec 1.0 case D4.
• Longueur calculée en 1/4 d'onde de la fréquence de résonance du haut-parleur case D13.
• Progression hyperbolique avec T=0.707 case D12. Autant retenir la progression la plus efficace...
• Coefficient N case D8 sans importance, la surface de bouche sera de toute façon trop petite...

Vous avez deux valeurs à gérer :

• La surface de gorge case D11.
• La largeur interne constante case C18.
• Seule les valeur en rouge gras sont modifiable par l'utilisateur.
• Si vous habitez sous les tropiques, je vous invite à ajuster les valeurs C et Ro cases D1 et D2 en fonction des valeurs indiquées dans les tableaux du chapitre : HP, aspects théoriques. 35° et 80¨% d'humidité relative sont plus justes dans ce cas. (C=352.5 m/s et Ro=1.126 Kg/m³).

Les résultats s'affichent cases A16 jusqu'a M320...

• Colonnes A et B : La progression de surface hyperbolique en fonction de la longueur.
• Colonnes C, D et E : La largeur est constante colonne C, La hauteur de chaque section est colonne D, la longueur est rappelée colonne E.

Les colonnes F à M sont pour un calcul un peu particulier : Courbe cases N15 à T48.

Le pavillon commence vers le haut de l'axe horizontal vers le point 40.0, fait une boucle à rayon constante d'un peu plus de 270° et se termine avec un angle tel que la courbe rouge est à peu prés horizontale.
Le pavillon tient debout tout seul...

• La courbe bleue est l'axe médian. Coordonnées colonnes H et I : Axe trajectoire.

• La courbe jaune est la courbe du profil intérieur. Coordonnées colonnes L et M : Courbe intérieure.

• La courbe rouge est la courbe du profil extérieur. Coordonnées colonnes J et K : Courbe extérieure.

Je n'ai pas cherché à faire le moins encombrant possible. L'absence de coude à 90° et à 180°, courant sur ce type de pavillon, est un gage de qualité incontestable.
(La démonstration de l'effet néfaste des coudes brutaux existe en aéraulique industrielle, sous forme de coefficient de perte de charge. Ce n'est pas directement transposable, mais les cas sont proches).
J'ai simplement chercher à proposer une solution irréprochable techniquement, et calculable automatiquement, même si un petit "grigri" sur la courbe jaune à droite du point -30 devra être lissé lors du tracé sur la planche.
Et avec un rayon de l'axe médian de prés de 40 cm, du contreplaqué de 5 mm doit se cintrer assez facilement.

Pour ce type de réalisation, l'audiophile dans son dernier numéro nous parlait "du dressage des escargots". J'aime bien la formule.
Amusez vous a faire varier la surface de gorge case D11 et la largeur interne case C18 et a regarder le résultat sur la courbe jaune.
Pour moi le HP est sur l'axe horizontal vers le point 40.
Il est dans un petit volume de 3 à 6 L, volume qui reste réglable pour la mise au point finale.
La courbe jaune ne doit pas arriver trop haut pour laisser la place au HP. 12.6 cm dans notre cas.
Les plus malins ajouteront un HP de grave au centre du pavillon, HP qui rayonne sur le coté.

 

 

Un vrai dessin parlera plus qu'une courbe sous EXCEL.
Le tracé est fait pas de 5 cm, un pas de 10 cm est suffisant en pratique.
Le profil du pavillon est dessiné avec 4 feuilles de CTP 5 mm contre collées.
Les cotés sont en aglo de 22 mm, comme le volume pour le HP.
En ajustant l'angle final case F18, il est possible d'avoir le profil extérieur bien horizontal sur les 35 derniers cm.
Le HP est un SIARE alnico bi cônes de 21 cm car j'avais son dessin, tout simplement...

Comment ajouter un tweeter :

Ce n'est pas très difficile, mais je n'ai pas refaits mes plans pour cela.
Dans le fichier de calcul, il faut remplacer la valeur calculée de l'angle final, et retourner le pavillon.
Rien ne change dans le calcul, seul le tracé doit être inversé.
Dans cette configuration, vous pouvez placez directement le tweeter dans la bouche, la sortie est bien plate et horizontale.

Les vues ci-dessous sont isométrique, di métrique et tri métrique, dans le désordre...
La partie plate au dessus du haut-parleur (non représenté) sert à poser le tweeter, par exemple un FOSTEX T925 sur sa cale en bois.

Hauteur du socle : utilisez piece.xls et lire le chapitre PIECE.

Réalisation : les parties courbées peuvent être réalisées de deux façons :
- Avec plusieurs couches de contreplaqué de 3 ou 5 mm d'épaisseur contrecollé.
- Avec une série de tasseaux de 5 cm environ collés les uns a coté des autres.

Cote du pavillon : téléchargez le fichier EXCEL FE208ES sur 270°.
Les profils intérieur et extérieur sont cotés en X,Y. Côtes à droite sur le schéma ci dessus.
L'ellipse et le volume du HP sont cotés sur le schéma ci dessus.

Images de la réalisation.
Matériaux souple pour les parties courbées. on trouve le Neatform chez Leroy Merlin au prix de 34.90 € la plaque de 244x122cm en 6mm

La réalisation de Ludovic

Le plan ci dessus convient pour des HP qui résonne à l'air libre assez bas, vers 40 Hz.
Pour les HP qui résonne plus haut, un pavillon qui s'enroule sur 270° ou presque devient difficile à fabriquer car le rayon interne devient trop petit.
Sur le même principe de calcul, il est possible de faire un pavillon juste sur 180°, ou même 90°

Je vous propose les côtes à télécharger.
Vous aurez un lien pour revenir.

• Le LOWTHER DX3, sur 180°.
• Le LOWTHER DX4, sur 180°.
• Le FOSTEX FE126E, sur 180° et le FOSTEX FE126E, sur 270°.
• Le PDF du plan FOSTEX pour le FE126E
• Le FOSTEX FE108S, sur 180°, et le FOSTEX FE108S, sur 270°.
• Le MONACOR SP30PAX, sur 270°.
• Le FOSTEX FE206E, sur 270°.

Concernant le FE108S qui résonne à 80 Hz, est-il nécessaire de replier le pavillon ? La longueur n'est que de 107.5 cm.
Imaginez le HP dans un petit coffret de 12x12 cm, au sommet d'un pavillon droit de 107.5 cm de long.
L'embouchure est dirigée vers le sol, mais 4 pieds soulève l'ensemble de 8 à 10 cm.
L'axe du HP est donc à 10 + 107.5 + 6 = 123.5 cm.
Pour des HP arrière d'un système Home cinéma ce n'est pas une aberration. Ceux qui souhaite le HP plus haut peuvent prendre un 13 cm qui résonne à 70 Hz.
Les colonnes C, D et E vous donnent les côtes pour une largeur constante. Mail il est imaginable d'avoir deux cotés coniques, et de calculer les côtes dans l'autre plan.
Ce point sera détaillé ultérieurement.

Je ne suis pas au courant de toutes les réalisations faites a partir de mes plans.
Jérôme m'a fait part de sa satisfaction en octobre 2007 :

Ce petit mot pour vous dire que voici plus d'un an je suis tombé par hasard sur votre site.
Au fil de la lecture, je suis tombé en arrêt avec l'enceinte escargot.
J'ai réalisé la "chose", réalisation pas si difficile que ça je trouve, surtout en exploitant du médium cintrable.
Résultat des courses : une merveille !
Le HP est un FOSTEX FE 208 SIGMA, auquel je viens d'ajouter un tweeter T90A.
Je trouve le résultat saisissant de qualité.
L'adjonction du tweeter est à mon sens absolument nécessaire, c'est l'essentiel du spectre qui se retrouve informé (filtrage du T90 par un condensateur papier huilé de 1 micro).
L'ensemble a acquis je trouve une très grande linéarité, je n'ai plus envie de retoucher l'égaliseur comme lorsque le 208 y était seul.
Et puis, pour terminer : Enfin une enceinte qui ressemble à un instrument de musique ! Le WAF fait un bond en avant !

FE108S avec un pavillon arrière "180" :

Hauteur 97.5 cm, Largeur 16 cm, Profondeur 42.5 cm. Socle largeur 25 cm.
C'est moche, le plan sera retravaillé.

X est l'axe horizontal, Y est l'axe vertical. Progression par pas de 5cm sur l'axe médian.

Stéphane a fait cette réalisation a base d'un FE126E, en recalculant le profil avec le fichier EXCEL.
Le PDF explique bien les difficultés de la réalisation, et montre très bien le rendu final. Un avis d'écoute y figure aussi.

FE108S avec un pavillon arrière droit :

Hauteur 121 cm sans les pieds, 16x16 cm en haut, 27x26.5 cm en bas.
L'idée me paraissait séduisante, le dessin moins...
Ne faut-il pas habiller le pavillon dans une colonne de 27x27 cm ?

Volume arrière :

Le volume arrière sert a supprimer dans le bas médium l'action du pavillon arrière.

FC_AR = ( 2 * QES * VAS * FR ) / VB_AR
Ou encore
VB_AR = ( 2 * QES * VAS * FR ) / FC_AR

A la mise au point finale à l'écoute, FC_AR est ajusté entre 150 et 250 Hz.

Pour notre FOSTEX FE 206 E, avec FR=39 Hz, VAS=54.5 L, QES=0.18 :

• Pour FC_AR=150 Hz, VB_AR=5.10 L
• Pour FC_AR=250 Hz, VB_AR=3.06 L

Je ne me risquerai pas a vous donner un calcul plus précis pour le volume arrière, c'est le seul réglage de ce type de réalisation.
Simplement, si vous avez des valeurs soigneusement vérifiées à l'écoute, je les ajouterai
Ce n'est pas à 0.5 L près, mais à 0.1 L prés.
C'est pointu, mais une fois le bon volume trouvé les résultats sont à la hauteur des attentes.
Avec un volume mal réglé, la réalisation de "l'escargot" ci-dessus a un son de tuyau mal accordé.
Bien réglé, le phénomène a disparu et l'écoute est très bonne.

Liens :

• The Hedlund Horn
• Hedlund Horn Project 
• Volvotreter Homepage
• http://www.users.bigpond.com/dmcbean/
• http://sysmic.free.fr
   

Une belle réalisation. Vous ne lisez pas le Japonais ? Moi non plus. Mais est-ce utile ?
http://www5e.biglobe.ne.jp/~junk-ima/D-37seisaku.htm
Notez que ce n'est pas tout a fait un pavillon. C'est une enceinte 1/4 d'onde dont la section augmente doucement, et qui se termine par un pavillon.

Merci pour votre visite.

La structure et ce site ont été analysés par Thomas NADAUD en mars 2007, en vu d'une meilleure lisibilité pour le lecteur et d'un meilleur référencement dans Google.
Le site a été analysé en mai 2008 par Jérôme CATTIAUX pour rechercher et résoudre tous les ralentissements possibles dans les menus, le html, PHP et MySQL.
Philippe (Phil) m'a fait ajouter en mars et avril 2010 quelques balises Title aux endroits qui convenaient pour que Google s'y retrouve beaucoup mieux dans le site.
Cette action était assortie des liens pour constater les gains dans le référencement.