2-1-6-4 : Annuler l'influence de la pièce dans les graves

Mise à jour : 24 juin 2023, Antimode 11.

 

Pourquoi ?

La simulation de la courbe de réponse d'une enceinte, quel que soit le simulateur utilisé, fait l'hypothèse que l'enceinte est en champ libre.
Champ libre veut dire sur un mât à 15 m de haut, le haut-parleur dirigé vers le ciel, avec aucune surface réfléchissante à moins de 100 m.
Une chambre sourde est une variante possible, avec un amortissement à 100% de toutes les ondes réfléchies.

Quand vous mettez, dans votre pièce d'écoute, une enceinte conçue en champ libre, il y a des différences importantes entre la simulation et la réalité mesurée.
Vous pouvez vous en contenter, vous pouvez invoquer les grands Dieux contre votre pièce pourrie, je vous propose de vous en affranchir.

Une mesure en champs proche, 0.11 D d'après Joe d'Appolito, permet d'avoir une mesure dans la pièce très ressemblante à celle en champ libre.
Cette mesure ne prend pas le baffle step du haut-parleur monté dans l'enceinte, il ne faut donc la garder que pour les fréquences en dessous du baffle step.

La pièce rentre aussi en compte avec un placement qui n'est pas idéal de vos enceintes, par exemple trop proche des angles de la pièce.
Même si vous connaissez quelles sont les règles pour trouver un placement bien meilleur, si votre intérieur et les contraintes familiales ne permettent pas de l'appliquer, vous serez content d'avoir une solution pour vous affranchir des effets néfastes de l'influence de la pièce dans le grave.

 

La pièce et le grave :

La réponse d'une enceinte dans le grave et dans la pièce montre des ventres et des creux.
Si votre point d'écoute est dans un creux, vous n'avez pas de grave.
Si votre point d'écoute est sur un ventre, vous pouvez avoir trop de graves.
Ce chapitre ne parle pas de cette problématique, du bon placement des enceintes ou du caisson dans la pièce.

Lorsque l'enceinte, ou le caisson de graves, sont placés dans la pièce d'écoute, le sol et les murs changent la réponse dans le grave, que la réponse soit théorique ou mesurée en extérieur ou en chambre sourde.
Ce n'est pas une vue de l'esprit, ROY ALLISON nous l'a expliqué il y a 50 ans, mais les arguments se sont perdus depuis.
Le chapitre Influence du local sur les enceintes acoustiques paru dans la revue l'Audiophile N°9 de mars 1978 nous le rappelle.

Le principe de ce chapitre est de corriger cette influence de la pièce au niveau du point de mesure des enceintes, sans s'occuper de ce qui se passe ailleurs :
Faisons en sorte que ce qui sort de l'enceinte soit aussi parfait que possible, puisqu'il n'y a pas de moyen d'action sur les ventres et creux dans la réponse apportée par la pièce.
Je ne me prends pas la tête avec ce que je ne sais pas corriger, je corrige ce qui peut l'être.

Vous devez avoir cherché le meilleur emplacement des enceintes ou du caisson de graves dans la pièce avant d'appliquer ce qui est proposé ci-dessous.
La mesure qui sera nécessaire est une mesure des enceintes dans la pièce.

Je trouve affolant de lire sur les forums la recommandation de mesurer en extérieur, et de passer sous silence les +9 dB théoriques de la réponse d'un caisson de graves placés dans un angle de la pièce, ou même simplement les +3 dB du sol seul.
Commençons par en tenir compte, cela ne supprimera pas les autres problèmes, je vous garantis par contre qu'ils seront moindres.

 

Comment allons-nous faire ?

Nous allons utiliser une fonction de la transformée de Linkwitz pour les enceintes closes, la fonction "compensate" de rePhase, pour linéariser la réponse de l'enceinte jusque 5 ou 10 Hz, en utilisant la mesure de l'enceinte dans la pièce.
Si la pièce ajoute 8 dB à 20 Hz, vous allez les retirer avec des EQ "proportionnal Q" à phase-minimum.
Ensuite il faut ajouter le ou les filtres passe-haut, qui terminent la transformée de Linkwitz, pour avoir la réponse souhaitée, ou validée à l'écoute, dans les graves.
Une transformée de Linkwitz réalisée dans un DCX ne permet pas cette correction à partir de la mesure de l'enceinte dans la pièce, il faut réellement passer par rePhase et les corrections par convolution.

Cette fonction compensate, et les filtres passe-haut sont des fonctions des corrections par convolution.
Ces corrections se font dans un PC, avec un miniDSP, avec certains amplis qui ont un DSP intégré, avec certains processeurs d'enceintes numériques qui ont les bonnes EQ.
Oubliez complètement l'idée de le faire avec un filtre passif parce que ce n'est pas possible.
C'est certainement possible avec une électronique analogique, ce n'est plus mon domaine de compétence.

Vous glissez la courbe de réponse mesurée dans rePhase, il n'y a pas de possibilité sans mesure...
Vous faites la linéarisation avec quelques corrections de la réponse en utilisant des EQ "proportionnal Q" à phase-minimum.
Vous ajoutez les filtres passe-haut, avec des valeurs raisonnables pour ne pas faire forcer votre haut-parleur dans le grave.
Si vous demandez trop de graves, l'écoute sera moins bonne...
Enfin vous générez le fichier de correction pour l'utiliser dans la convolution.

Les filtres passe-haut ont aussi une autre fonction, d'ajuster la bande passante dans le grave à ce qu'accepte le haut-parleur et/ou la pièce, je ne sais pas faire la part des choses entre les deux.
Vous pouvez lire souvent qu'il ne faut pas utiliser un haut-parleur de graves de grand diamètre dans une petite pièce.
Pour moi cette approche est totalement fausse, il faut simplement bien régler la bande passante dans les graves avec un filtre passe-haut.
À niveau sonore et à fréquence identique, le volume d'air déplacé est identique, quel que soit le haut-parleur : Un 21 cm avec 5 mm de déplacement, ou un 38 cm avec 1.25 mm de déplacement, c'est rigoureusement la même chose pour la pièce.
Par contre l'impédance acoustique, qui est le reflet de la qualité ressentie du grave, est 4 fois meilleure avec le 38 cm qu'avec le 21 cm.
Le contrôle précis de la bande passante, pour les graves de grands diamètres, prend tout son sens. C'est aussi vrai pour les moins grands.

 

Est-ce encore une transformée de Linkwitz ?

La question doit être posée, certains lecteurs ne supportent pas le terme, les poils se hérissent, le sang bout dans les veines, ils nous font un "caca nerveux".
C'est la fonction compensate de rePhase qui permet de voir facilement le gain de la pièce, fonction suivie de corrections EQ, et de filtres passe-haut.

De simples EQ suffisent pour le faire, à condition de linéariser jusque 5 ou 10 Hz, un DCX ou un DEQ permettent de compenser la réponse, attention au nombre d'EQ disponibles.
Il ne faut pas oublier d'ajouter ensuite le filtre passe-haut.

La transformée de Linkwitz corrige les valeurs théoriques de la courbe d'impédance, la fonction compensate et les EQ corrigent la réponse réelle mesurée dans le grave.
Donc ce que j'utilise n'est pas vraiment une transformée de Linkwitz, le résultat final est une transformée de Linkwitz.

 

Vérification de la fonction compensate THÉORIQUE pour les enceintes closes :

Cette vérification a pour but de vous montrer que la méthode est bonne, et qu'elle montre bien l'influence de la pièce dans le grave.
Ce point n'est pas évident pour tout le monde, la vérification est nécessaire...

Prenons la simulation d'une enceinte close de 30 L avec un VISATON B200.
La courbe de réponse théorique est ci-dessous, avec deux valeurs importantes Fc = 89.4 Hz et Qtc = 1.870 :

 

Prenons maintenant rePhase, en ajoutant un filtre passe-haut dans Linear-Phase Filters, filtre du 2^e ordre, Q = 1.87, F = 89.4 Hz.
La ressemblance est frappante avec la courbe de réponse calculée, et c'est normal.
L'échelle verticale est plus dilatée dans la simulation que dans rePhase.

 

Retournons maintenant dans rePhase, dans l'onglet Minimum-Phase Filters.
Ajoutons la fonction compensate et type high-pass du 2nd order, avec Q = 1.87 et F = 89.4 Hz.
Nous retrouvons une courbe de réponse rigoureusement horizontale jusqu'à l'extrême grave et, là encore, c'est normal.

 

Je retiens de cette première vérification que la fonction compensate théorique donne une courbe rigoureusement plate dans le grave.
Nous allons maintenant regarder en pratique ce que nous avons.

 

Vérification de la fonction compensate PRATIQUE pour les enceintes closes :

Mesure de l'impédance du VISATON B200 monté dans son enceinte close, Fc = 88.13 Hz, Qtc = 1.90
Il n'y a pas une grande différence avec les valeurs calculées, ce n'est pas comme ça à chaque fois.

 

Courbe de réponse, lissée en 1/2 octave sur l'image, dans rePhase du VISATON B200 dans 30 L clos.
La réponse a été mesurée avec ARTA dans mon salon entre 1.5 et 2.0 m des murs et importée dans rePhase.
La partie qui nous intéresse est du grave à 200 Hz.
La bosse vers 90 Hz existe sur la réponse théorique.
La coupure à -3 dB est plus basse de 10 à 15 Hz sur la mesure qu'en théorie.

 

Correction de la réponse avec la fonction compensate de rePhase, en utilisant Fc = 88.13 Hz et Qtc = 1.90 mesurés sur la courbe d'impédance.
Nous sommes loin d'avoir la belle réponse horizontale de l'extrême grave à 200 Hz de la réponse théorique.

 

Corrigez ce gain pour mettre à réponse à 0 dB de 100 Hz jusque 5 ou 10 Hz, en utilisant les potentiomètres de Paragraphic Gain EQ :
Preset flat 1/3 oct low freq, proportionnal Q, phase-minimum.
Je n'ai pas d'image pour cette partie, mais nous obtenons une droite à 0 dB entre 5 Hz et 100 Hz.

Il ne faut pas chercher à utiliser dans la fonction compensate d'autres valeurs que Fc et Qtc, parce que les résultats seront moins bons à l'écoute.
Fc et Qtc c'est le haut-parleur, le reste c'est la pièce, d'où deux types de corrections différentes...

 

Fin de la transformée de Linkwitz en ajoutant un filtre passe-haut. Sur l'image ci-dessous :
Ft = 88.13 / 1.32 = 66.8 Hz. Qt = 0.760.
Fréquence du passe-haut du 2^e ordre = 66.8 Hz, comme Ft. Q = 0.76.

Si vous avez mesuré vos enceintes à leur emplacement définitif dans la pièce d'écoute, vous avez effectivement à l'écoute, avec la Transformée de Linkwitz, l'alignement Butterwhorth souhaité.
La différence à l'écoute, par rapport à la solution utilisant Fc et Qtc mesuré sur la courbe d'impédance, est parfaitement audible :
Essayez en pratique, vous ne reviendrez pas sur la méthode théorique, ou alors c'est que vous ne voulez pas une enceinte neutre et fidèle.

 

Vous voulez voir un autre exemple ?
Je l'utilise sur mes enceintes équipées de l'ALTEC 420-8B, placées proche des angles de la pièce.
Un audiophile "normal" critiquera les enceintes placées trop près des murs, mais la présence des portes-fenêtres ne permet pas de plus les éloigner.

Malgré un placement qui est tout sauf idéal, les corrections permettent de s'affranchir des problèmes qui vont avec dans le grave, c'est toute la beauté de la méthode.
L'écoute est convaincante, comme pour tous les haut-parleurs large bande bien utilisés, seule une écoute vous convaincra de la pertinence des choix qui ont été faits.

 

Pourquoi cette différence entre théorie et pratique ?

La mesure du B200, aussi bien l'impédance que la réponse, ont été effectuées loin des murs, environ 1.5 à 2.0 m.
Mais le sol lui est bien là, à 70 cm environ de l'axe du haut-parleur.
La différence entre la réponse théorique et celle mesurée vient aussi du sol, sans que je puisse dire que les murs n'ont plus aucune influence.
Vos enceintes placées chez vous seront dans le même cas.

Pour le deuxième exemple, l'ALTEC 420-8B, toutes les mesures de réponse et d'impédance ont été effectuées avec l'enceinte placée à son emplacement définitif.
Sol et murs sont pris en compte dans la réponse mesurée.

À partir du moment où la distance de mesure et la pièce rompent la relation entre la réponse d'un côté, l'impédance et la phase acoustique de l'autre, il ne faut plus utiliser Fc et Qtc mesuré sur l'impédance pour faire la Transformée de Linkwitz.
La courbe de réponse mesurée doit être utilisée pour régler la fonction compensate de rePhase de la Transformée de Linkwitz.
C'est dans ce sens que le titre du chapitre "Annuler l'influence de la pièce dans les graves" doit être compris, avec une courbe de réponse mesurée dans la pièce.

J'ai utilisé mes enceintes closes de 236 L internes, équipées du haut-parleur ALTEC 420-8B BIBLEX pour valider à l'écoute ce qui est écrit ci-dessus.
Le rapport de 1.32 entre Fc et Ft peut surprendre, je n'ai jamais pu valider à l'écoute une valeur de Ft plus basse.
Parfois ce que permet la théorie ne doit pas être utilisé en pratique...
Vous ferez ce que vous voulez de ce rapport Fc / Ft = 1.32, et du filtre passe-haut que je recommande.
Je vous invite à écouter avec et sans, le plus grand risque est d'avoir mieux avec...

 

Pourquoi cette solution est géniale ?

Parce que nous passons d'une coupure acoustique dans le grave à une coupure électrique.
Cette coupure électrique est contrôlée à 100%, aussi bien sur la fréquence et la pente de coupure, que le Qt de cette coupure.
Vous êtes certain d'avoir la pente de coupure maintenue jusque -40, -50, -100 dB et même encore plus, ce qui est loin d'être le cas avec les coupures acoustiques dans la pièce.

 

Une vérification qui me dérange :

Des forumeurs disent que je n'ai pas le gain de la pièce en procédant ainsi, et que les résultats seraient différents en d'autres points de la pièce.
J'ai tenu à le vérifier, avec les mesures que j'avais de disponibles.

Le haut-parleur est l'ALTEC 420-8B, mesuré à 86 cm et à 8 cm.
Dans Excel j'ai fabriqué un fichier de correction à partir de 16 fenêtres entre 3.125 ms et 100 ms, auquel j'ai ajouté la mesure à 8 cm.
C'est avec ce fichier de base que j'ai fait mon fichier de correction dans rePhase.
Ce fichier sera ma référence, j'ai simplement supprimé la courbe cible "Tilt", et j'ai ajusté à l'œil le niveau de chaque mesure vers 0 dB à 300 Hz.

En conservant ce fichier, j'ai simplement glissé 5 autres mesures plus anciennes réalisées à 17 cm, 50 cm, 84 cm, 117 cm et au point d'écoute en MMM.
Le niveau de ces 5 mesures a été ajusté à l'œil vers 0 dB à 300 Hz.
Le but est de voir les variations de l'effet pièce en fonction de la position du micro, et de tirer les conclusions qui s'imposent.

 

Les mesures :

La référence mesurée à 86 et à 8 cm.

 

Mesure à 17 cm.

 

Mesure à 50 cm.

 

Mesure à 84 cm.

 

Mesure à 117 cm.

 

Mesure MMM autour du point d'écoute.

 

Conclusions :

Les mesures à 17 cm, 50 cm, 84 cm et 117 cm sont proches de la référence.
Le trou qui se forme quand la distance augmente est normal, je l'ai annulé dans la référence avec une mesure à 8 cm.
Ce qui m'interpelle c'est la mesure MMM autour du point d'écoute, ce n'est pas chouette !!!
Le seul moyen de savoir si la mesure est pertinente ou pas c'est de faire un fichier de correction à partir de cette mesure, et d'écouter.

J'ai fait un premier test à l'écoute en corrigeant entre 10 Hz et 10000 Hz, et l'image sonore est beaucoup plus haute, large et profonde en utilisant les mesures à 86 cm plus 8 cm qu'en utilisant la mesure MMM au point d'écoute.
Je suis revenu bien vite à mon réglage de départ, le temps de réfléchir s'il n'y a pas un point qui serait passé à travers.
J'ai fait un deuxième test à l'écoute en corrigeant seulement entre 10 et 100 Hz, et là j'ai validé le nouveau réglage à l'écoute.

Fin juin 2023, j'ai la solution, mais elle n'est pas encore écrite noir sur blanc...

 

La liste de ce qu'il faut faire pour essayer :

Les images ci-dessus vous aideront pour chacun des points évoqués.

• Mesurer la courbe d'impédance pour avoir Fc et Qtc, une mesure par enceinte.
  Votre logiciel est paramétré pour mesurer les haut-parleurs nu et affichera Fs et Qts, vous ferez simplement Fc = Fs et Qtc = Qts.
  À défaut d'avoir le matériel de mesure, le calcul de l'enceinte close vous donnera aussi Fc et Qtc, mais avec plus d'incertitudes que si vous aviez mesuré vous-même les paramètres T&S de votre haut-parleur.
  D'un autre côté, si vous avez ce qu'il faut pour mesurer vous même les paramètres T&S, vous pouvez aussi mesurer Fc et Qtc...
   
• Mesurer la courbe de réponse en MMM et au point d'écoute, et entre 10 et 20000 Hz, une mesure par enceinte.
  Exporter le fichier de mesure pour l'utiliser dans ARTA.
   
• Dans rePhase, dans l'onglet Minimum-Phase filters, faite une fonction compensate, high-pass, du 2^e ordre, avec Q = Qtc et Freq = Fc.
  Un fichier par enceinte, puisque Fc et Qtc peuvent être différents d'une enceinte à l'autre, et que la mesure sera elle aussi différente.
   
• Importez dans rePhase la réponse MMM au point d'écoute.
  La différence entre la réponse mesurée et la fonction compensate vous montre le gain de votre pièce d'écoute.
  Corrigez ce gain pour mettre à réponse à 0 dB jusque 5 ou 10 Hz, en utilisant les potentiomètres de Paragraphic Gain EQ, Preset flat 1/3 oct low freq, proportionnal Q, phase-minimum.
  En faisant ainsi, vous avez annulé l'influence de la pièce à proximité du haut-parleur, ce qui sort du haut-parleur est bon.
  Le Q des corrections sont les valeurs qui permettent de corriger avec le moins d'EQ possibles.
   
• Ajoutez un filtre passe-haut dans Minimum-Phase Filters, en dessous de compensate, pour avoir Ft et Qt.
  Le filtre minimum est un filtre du 2^e ordre, pour revenir à une enceinte close avec Ft et Qt :
     - normal, high-pass, 2nd order, Q = Qt = 0.707, freq = Fc / 1.32.
  Je n'ai jamais pu valider à l'écoute une coupure plus basse que freq = Fc / 1.32, et je n'ai pas d'explications.
  Un internaute avec qui je suis en contact régulier a essayé des valeurs plus basses, et a dû y renoncer lui aussi...
  Si vous avez un doute, essayez à l'écoute.

 

Pour une enceinte Bass-reflex :

Je n'ai pas d'enceinte Bass-reflex sous la main, pour le moment, pour vérifier à l'écoute le bien-fondé de la correction.
Je n'indiquerai que les grandes lignes, pour une validation ultérieure.

Simulons dans rePhase une coupure passe-haut Linkwitz-Riley à 24 dB/octave à 40 Hz.

 

Corrigeons la réponse avec deux fonctions compensate, identiques dans cet exemple.

 

Courbe de réponse du DAVIS 20DE8 importée dans rePhase.

 

Fonction compensate sur la courbe de réponse du DAVIS 20DE8 importée dans rePhase.

 

Quelques corrections de plus, pour être linéaire de 5 à 50 Hz.

 

Mise en place de deux filtres passe-haut à 28 Hz.
Je n'ai pas essayé en pratique, mais ça me semble très séduisant, je suis certain d'avoir un alignement BESSEL dans ma pièce.

 

La méthode pour les enceintes Bass reflex :

Il faut commencer par mesurer l'enceinte dans la pièce, à son emplacement définitif.

Avec le recul et plus d'expérience, pour avoir le gain de la pièce, je commencerai à rendre close l'enceinte Bass-reflex.
La méthode pour corriger le gain de la pièce d'une enceinte close est expliquée plus haut.

Une fois le gain de la pièce corrigé dans rePhase, je remettrai l'enceinte en Bass-reflex, j'importerai dans rePhase la réponse mesurée, et je chercherai les deux fonctions compensate qui rendent la réponse linéaire jusqu'à 5 Hz.
Si ce n'est pas suffisant, j'ajouterai de simples EQ.

 

Un commentaire au vitriol :

Il y a des internautes qui usent le soleil sur les forums en parlant alignement, temps de propagation de groupe, qui font des choix de solutions avec l'hypothèse "en champ libre", qui réalisent l'enceinte, qui mettent au point leur évent à la mesure en extérieur pour avoir réellement l'alignement souhaité, et qui obtiennent un tout autre résultat dans leur salon, simplement pour avoir oublié la pièce...

Comment peut-on oublier la pièce dans une conception d'enceinte ?
À cause d'un dogme qui ne s'applique pas aux amateurs que nous sommes, amateurs qui n'ont qu'une paire d'enceintes à faire marcher dans leur salon.
Un fabricant d'enceintes doit mesurer dans une pièce acoustiquement neutre, ou représentative de la moyenne des pièces des acheteurs.
Un amateur d'enceinte DIY doit simplement faire marcher ses enceintes dans sa pièce.
Si le placement est trop près dehttps://www.msn.com/fr-fr/feeds angles de la pièce, et que la conséquence de ce placement, sur la courbe de réponse, est retirée par la fonction compensate, le résultat sera très bon, meilleur même qu'avec une enceinte du commerce mal adaptée à la pièce réelle.
De là à dire qu'il n'est pas possible d'avoir de bons résultats chez soi sans passer par la fonction compensate, j'ai presque envie de faire le pas.

 

Un changement de la philosophie du réglage des enceintes dans le grave :

Avec une fonction compensate bien réglée, vous rendez votre enceinte linéaire dans le grave dans votre pièce d'écoute.
Ce sont les filtres, qui terminent la transformée de Linkwitz, que vous ajoutez ensuite qui permettront d'avoir une bonne écoute dans la limite de ce qu'est capable de faire le haut-parleur, dans la limite du niveau de graves accepté par la pièce.
Ces filtres doivent être réglés à l'écoute, sans idée préconçue.

Si vous êtes bourrin moyen, du genre à épater la galerie avec une enceinte qui descend à 20 Hz, votre haut-parleur ne va pas apprécier et l'écoute ne sera pas bonne.
Si vous êtes plus subtil vous partagerez mon point de vue que le grave ce n'est pas le 20 ou 30 Hz à -3 dB, mais le 60 à 300 Hz au bon niveau par rapport au médium aigu, votre réglage va privilégier le rendu du bas médium, bas médium qui fait une bonne partie de la qualité d'écoute.

Il faut retenir que le bon réglage n'est plus obtenu totalement par l'acoustique, mais par l'électronique numérique.
Vous avez une réelle possibilité de réglage, d'un côté sur la fréquence de coupure, de l'autre en ajoutant un filtre passe-haut de plus, environ 7 à 8 Hz en dessous de Fb pour une enceinte à évent, 12 à 15 Hz en dessous de Ft pour une enceinte close.
Ne vous privez pas d'écouter différents réglages, la seule limite est votre imagination.
Ces réglages ne coûtent rien, par rapport à des changements de câbles, qui de plus sont rigoureusement incapables d'y arriver.

 

Dôme Acoustique