1-1-8-2 : Placement optimal des enceintes dans votre pièce d'écoute, 2/2

Mise à jour : 26 septembre 2024, Antimode 11.

 

Fréquence basse minimale :

Calculer la fréquence limite basse est une chose, savoir à quelle atténuation de la courbe de réponse du haut-parleur de graves correspond cette fréquence en est une autre. L'un ne va pas sans l'autre.
La fréquence de coupure est souvent donnée à -3 dB. Cela correspond à la moitié de la puissance. C'est encore beaucoup, et les ondes stationnaires seront audibles.
J'ai lu sur un forum qu'en dessous de -27 dB le son n'est plus audible, parce que masqué par les autres sons. Je retiens cette valeur, le temps de poser la question sur les forums.

La fréquence basse minimale se calcule avec le 1/4 de la longueur d'onde dans votre pièce d'écoute. Prenons un exemple avec votre pièce, sur la longueur :
La célérité de l'air est C = 343.711 m/s.
Le 1/4 de la célérité de l'air est 343.711 / 4 = 85.928 m/s.
La fréquence minimale basse sur la longueur est 85.928 / 0.001 = 85927.7 Hz à -27 dB.

Il y a deux approches concernant ces fréquences minimales :

• Celle du casque, qui permet de descendre très bas en fréquence malgré un volume entre le casque et les tympans très petit.
• Celle de la longueur d'onde, puisque contrairement au casque, la taille de la pièce est proche des longueurs d'onde basses fréquences à reproduire.

J'ai longtemps défendu la première hypothèse.
Mais il faut bien reconnaître qu'il n'y a pas du tout le même comportement acoustique entre des longueurs d'onde très grandes dans un très petit volume dans le cas du casque, et des longueurs d'onde de la taille de la pièce.
Dans un cas, le casque, il ne peut pas y avoir d'onde stationnaire, dans l'autre, la pièce, il y en a beaucoup.

Par conséquent, ne cherchez pas à faire descendre vos enceintes plus bas que ce que permet la longueur de votre pièce :
85927.7 Hz pour une longueur de 0.001 m..
Et si vous cherchez la sécurité avant tout, retenez la fréquence basse minimale de la plus petite dimension de votre pièce, la hauteur.

Dans les hypothèses exotiques, certains vous diront de calculer la fréquence minimale donnée par la sphère équivalente au volume de votre pièce.
D'autres vous diront de calculer cette fréquence minimale sur la diagonale de la pièce.
Je rejette en bloc ces hypothèses, comment voulez-vous qu'une onde stationnaire se forme s'il n'y a pas physiquement des faces parallèles entre lesquelles va se former l'onde stationnaire ?

Lucien m'a écrit la remarque suivante :

Un casque descend très bien dans les graves, car ils sont audibles à une distance de lambda/2, lambda, et plus... mais aussi à une distance nulle.
C'est pour cela que dans une petite pièce, si vous sortez 40 Hz, le seul endroit où vous entendrez ces 40 Hz est au plus proche des enceintes en rapprochant vos oreilles de l'évent Bass-reflex.

 

Position d'écoute optimale :

La position d'écoute optimale se trouve au 3/4 ou au 1/4 d'une dimension de la pièce.
Prenons un exemple avec votre pièce sur la longueur :
La longueur de la pièce est 0.001 m.
Les 3/4 de la longueur de la pièce est 0.001 * 3 / 4 = 0.001 m.
Les 1/4 de la longueur de la pièce est 0.001 * 1 / 4 = 0.000 m.

Il est très rare d'écouter très près de ses enceintes, au 1/4 de la longueur de la pièce, les 3/4 sont beaucoup plus courants.
Il y a aussi deux très mauvaises positions, au milieu de la pièce, et contre un mur :
Votre canapé est contre le mur arrière ou au milieu de la pièce ? Ce n'est pas bon du tout, et il n'y a pas de solution d'amélioration.

Sur la largeur de la pièce, c'est exactement pareil, sauf que tout le monde trouve normal d'écouter au milieu de la largeur.
Normal n'est pas bon pour autant...

Enfin en hauteur, vous avez certainement lu qu'il était préférable d'avoir une hauteur sous plafond de 3.20 m à 3.60 m.
Assis dans votre fauteuil, vos oreilles sont entre 80 et 90 cm de haut, le quart de 3.20 à 3.60 m, comme par hasard...

 

Il existe un autre point particulier dans la pièce, appelé Distance critique.
C'est le point ou l'écoute devient perturbée par les diverses réflexions sur le sol, plafond et sur les murs.
Les preneurs de son prennent bien soin d'écouter leurs enregistrements à une distance inférieure ou égale à cette distance critique.
Nous autres, Audiophiles, écoutons plus loin que cette distance. A tort

Cette distance est calculable avec ce lien sur le site RT60.
Vous devez connaître la taille de votre pièce, la directivité de vos enceintes (90°x90°, ou, 120°x120° ?) et le temps de réverbération de la pièce à 2 kHz, là les choses se compliquent vraiment...
Ce point est important pour connaître la baisse du niveau sonore avec la distance, -6 dB à chaque fois que la distance double jusqu'à la distance critique, 0 dB au-delà.
Calculer cette baisse de niveau et la puissance minimale de votre ampli en fonction du niveau sonore souhaité.

 

Fréquences de résonance de votre pièce :

Les fréquences de résonances se calculent avec la demi-longueur d'onde, et pour les harmoniques d'ordre 1, 2, 3, 4, etc.
La demi-célérité de l'air est 343.711 / 2 = 171.86 m.
La fréquence de résonance pour l'harmonique 3 de la longueur est 171.86 / 0.001 * 3 = 515565.90 Hz.
Le calcul est répété sur la longueur, largeur et hauteur, avec le nombre d'harmoniques qui convient pour atteindre 400.0 Hz, sans dépasser cette valeur.

Un calcul mathématique fait la liaison entre le tableau ci-dessus et celui ci-dessous.

• Les fréquences de résonances sont classées par ordre croissant.
• La différence entre deux fréquences consécutives est calculée.
• La position optimale de l'enceinte est calculée pour chaque fréquence.

L'affichage du tableau ci-dessous tient compte de la différence entre deux fréquences consécutives, pour afficher dans la bonne colonne la position optimale avec la dimension de la pièce concernée.

Modes tangentiel et oblique : Qu’est-ce que les modes de résonances ?
Un calculateur : Ondes stationnaires et modes propres.
Je ne sais pas si ce sera d'une grande utilisé, mais j'ajouterai ces modes un jour ou l'autre...

 

Position de vos enceintes dans la pièce :

Le calcul de la position de l'enceinte dans la pièce utilise la demi-longueur d'onde à la fréquence considérée.
La demi-célérité de l'air est 343.711 / 2 = 171.86 m/s.
Calculons la position optimale pour l'harmonique 3 de la longueur : 171.86 / 515565.90 = 0.000 m.

Si deux fréquences consécutives sont très proches, donc si la différence entre les deux fréquences consécutives est faible, la résonance va être particulièrement marquée.
Si vous placez vos enceintes de façon à ne pas exciter cette résonance, vous allez avoir un gros gain à l'écoute par la non-excitation de cette résonance de pièce.
Ceci vous explique pourquoi j'ai mis en vert les positions optimales des enceintes dans la pièce lorsque les différences entre les fréquences consécutives sont faibles, et en rouge lorsque ces différences sont élevées.

Si vous avez le choix entre deux valeurs, prenez la plus grande, il est plus efficace de ne pas exciter le fondamental d'une fréquence gênante plutôt que les harmoniques.

 

Les cases du tableau donnent deux valeurs, en indiquant si c'est sur la Longueur, Largeur, ou Hauteur.
Vous ne retenez que l'une des deux, celle qui vous convient le mieux.
Il est inutile d'annuler la résonance sur les deux directions indiquées dans une case du tableau, il est préférable d'annuler la résonance de deux cases du tableau différentes, dans la direction qui vous convient le mieux.

 

Résultats et point d'écoute :

Hauteur :

J'ai essayé cette méthode sur mes baffles plans.
Le haut-parleur large bande de 21 cm se trouvait trop haut de 10 cm.
Le fait d'avoir positionné l'axe du haut-parleur sur la largeur et la longueur de la pièce a commencé à améliorer sérieusement la qualité d'écoute.
J'ai refait la face avant du baffle plan avec l'axe du 21 cm positionné à 81 cm du sol.
Dans ces conditions, j'ai entendu de l'extrême grave qui était totalement masqué avant, la qualité du médium était aussi grandement améliorée.

Une ou plusieurs résonances de pièce créent un effet de masque sur les fréquences plus ou moins voisines.
Ne pas exciter ces résonances améliore la quantité d'informations et la définition de tout le reste du message sonore.

La limite de cette méthode concerne le volume de la pièce.
En dessous de 65 m3, il n'y a pas de solutions.
La combinaison des différentes excitations du volume d'air est telle qu'il est quasiment impossible d'arranger quoi que ce soit.
Seules des mini enceintes peuvent passer dans ce type de local.

Les enceintes de tailles plus petites seront placées en hauteur sur un pied, voir en pièce jointe.
Le pied sera réalisé spécifiquement pour votre pièce et vos enceintes, ce point est primordial.

 

Traitement acoustique :

Le meilleur placement du monde ne doit pas empêcher un traitement acoustique correct de la pièce :

• Le monde de l'acoustique.
• L'acoustique et la sonorisation des locaux d'écoute.
• The forgotten component - Room acoustics.
• Calculs du résonateur de Helmotz.

 

Liens externes sur le sujet :

• Je règle la position de mes enceintes.
• Room reponse calculator.
• Le monde de l'acoustique.
• L'acoustique et la sonorisation des locaux d'écoute.
• Placement des haut-parleurs et réflexions sur les murs voisins.

 

Dôme Acoustique