2-1-6-5 : Enceinte close en autorégulation acoustique

Mise à jour : 2 mai 2025, Antidote 12.

 

Historique :

Il y a plus de 45 ans, les enceintes "Audience" puis "Perspective" utilisaient cette solution d'enceinte close en autorégulation acoustique, avec deux haut-parleurs, l'un externe et l'autre interne, pour le grave et bas médium jusque 1000 Hz environ.
Les haut-parleurs de graves étaient des AUDAX WFR24, le haut-parleur de médium était un AUDAX WFR12 et le tweeter était un AUDAX TW8B.

L'autorégulation acoustique est aussi appelée "simulateur de charge infinie".
Ce système est composé de deux haut-parleurs situés l'un derrière l'autre dans un volume clos, le haut-parleur intérieur simulant, pour le haut-parleur extérieur, une charge acoustique infinie.
L'avantage de ce procédé est de faire travailler le haut-parleur extérieur dans des conditions voisines du champ libre, d'où une réduction notable des phénomènes de traînage dans le grave, une bande passante absolument linéaire jusque 30 Hz (fréquence de résonance de l'enceinte), et une impédance à cette fréquence ne dépassant pas 8 Ohms.
Auditivement, ce principe supprime tous les phénomènes de boomies et de traînage, il permet une écoute naturelle de tous les instruments jusque dans l'extrême grave, malgré les dimensions raisonnables de l'enceinte.

Si on réduit le volume entre les deux haut-parleurs à 0, nous sommes dans le cas d'une enceinte push-pull.
Si nous ne gardons que le haut-parleur extérieur, nous sommes dans le cas d'une enceinte close classique, avec un volume double par rapport à l'enceinte push-pull pour une même performance dans le grave.

En autorégulation acoustique, les quelques simulations que j'ai effectuées montrent que le volume total est plus grand que celui d'une enceinte close classique avec un seul haut-parleur.
La fréquence de coupure à -3 dB, avec le volume total plus grand, est plus basse que l'enceinte close classique avec un seul haut-parleur, sans avoir à utiliser une transformée de Linkwitz.

 

Aujourd'hui :

L'entreprise Pierre-Etienne Leon, PEL, utilise toujours le procédé de l'autorégulation acoustique.
Leur enceinte QUATTRO a été la première que j'ai remarqué, il y a quelques années, dans les bancs d'essais dans les revues. Il y a eu d'autres modèles depuis.

 

Le scan de 3 pages d'un livre :

Il s'agit du livre de Pierre LOYEZ, techniques des haut-parleurs et enceintes acoustiques.
Les 3 pages font parties du chapitre coffret à haut-parleur auxiliaire actif.
L'intérêt est la résistance en série avec le haut-parleur extérieur, et le filtre passe-bas sur le haut-parleur interne.
Ce sont des méthodes de réalisation de l'enceinte bien utile, l'utilité de la résistance se voit à la simulation, via le paramètre Alpha.

Le livre de Pierre LOYEZ ci-dessus, et le PDF de l'AFDERS ci-dessous, sont parfaitement en accord sur le principe de réalisation, et sur la façon de le faire.
Il ne me reste qu'à le calculer sans erreur.

 

Un PDF de l'AFDERS sur une base d'enceinte close :

Janvier 2012 : J'ai reçu un email de la part de Jean-Marie GRANDEMANGE, qui m'a fourni plusieurs PDF de l'AFDERS dont un de mai 1998 concernant l'autorégulation acoustique telle qu'elle est défini ici.
Ce PDF permet de calculer ce type d'enceinte avec les outils disponibles dans le site.

La base d'enceinte close est ce qui est décrit dans le PDF ci-dessous, pour calculer cette enceinte, avec deux haut-parleurs identiques ou différents.

Le but de ce chapitre est de vous permettre de lire le PDF, en restant dans le site avec les hauts et bas de page habituels, avec les menus déroulants.
Par sécurité, je rajoute le lien direct de téléchargement :
Enceinte close à autorégulation acoustique.
Outre le PDF, il y a deux exemples qui me servent à vérifier les équations.

Pour mieux afficher le PDF dans la fenêtre, faites CTRL + mollette de la souris.

 

 

Enceinte close simple :

L'équation numéro 6 du PDF demande les paramètres :

• f, la fréquence de calcul.
• Fs, la fréquence de résonance du haut-parleur à l'air libre = 47.71 Hz.
• Vas, le volume d'air équivalent à l'élasticité de la suspension du haut-parleur = 117.9 L.
• Vb, le volume d'air de l'enceinte = 100 L.
• Qts, Le coefficient de surtention total du haut-parleur = 0.397.

 

Enceinte en push-pull :

C'est un push-pull qui est calculé dans cet exemple, pour comparer avec l'équation numéro 6 du PDF.
Les deux haut-parleurs sont identiques, alimenté avec la même tension (Alpha = 1).
L'équation numéro 14 du PDF demande les paramètres :

• f, la fréquence de calcul.
• Fs1, la fréquence de résonance du haut-parleur extérieur à l'air libre = 47.71 Hz.
• Fs2, la fréquence de résonance du haut-parleur intérieur à l'air libre = 47.71 Hz.
• Vas1, le volume d'air équivalent à l'élasticité de la suspension du haut-parleur extérieur = 117.9 L.
• Vas2, le volume d'air équivalent à l'élasticité de la suspension du haut-parleur intérieur = 117.9 L.
• Va, le volume d'air entre les deux haut-parleurs = 0.1 L.
• Vb, le volume d'air à l'arrière du haut-parleur intérieur = 49.9 L.
• Qts1, Le coefficient de surtention total du haut-parleur extérieur = 0.397
• Qts2, Le coefficient de surtention total du haut-parleur intérieur = 0.397
• Alpha, Le coefficient de puissance du haut-parleur intérieur par rapport au haut-parleur extérieur = 1

 

Résultats comparés :

Avec les valeurs utilisées, nous avons rigoureusement les mêmes valeurs en push-pull qu'en clos simple.
Il faut regarder de très très près pour voir des points rouges derrière la ligne bleue.
L'équation 14 donne bien les mêmes résultats que l'équation 6 quand Va est proche de 0 L, nous pouvons avoir confiance dans le calcul qui est fait.

 

Graphique en push-pull :

Bleu, clos simple avec juste le haut-parleur extérieur, Va = 0 L, Vb = 100 L, équation numéro 6.
Rouge, en push-pull : Va = 0.1 L, Vb = 49.9 L, Vt = Va + Vb = 50 L, équation numéro 14.

 

Le même haut-parleur avec l'outil des enceintes closes :

Même avec des outils de calculs et des équations différentes, les résultats sur la courbe de réponse sont identiques, les différences ne sont pas visible à l'œil.
C'est une excellente chose pour la suite, nous pouvons faire confiance aux équations utilisées.

Rouge, clos simple avec juste le haut-parleur extérieur, Va = 0 L, Vb = 100 L, équation des enceintes closes.

 

Autorégulation acoustique avec des AUDAX WFR24 Ticonal :

Pourquoi cette référence introuvable aujourd'hui ?
Parce que les enceintes Audience et Perspective les utilisaient dans le grave et bas médium avec une charge en autorégulation acoustique dans 70 L environ.
Les dimensions de l'enceinte, indiquées dans le lien en début du chapitre, sont 115x33x33 cm, et environ 90x33x33 cm pour le caisson.
Avec une épaisseur de 20 mm, 84x29x29, le volume interne est pas loin de 70 L.

J'avais réalisé cette partie grave, en changeant la position de la cloison qui tenait le haut-parleur interne, sans changer le volume total.
Je me souviens qu'un rapport précis entre les deux volumes donnait les meilleurs résultats à l'écoute. Va = 40%, Vb = 60%, de mémoire 45 ans après.
C'est ce que je veux vérifier au calcul.
Les deux haut-parleurs sont identiques, alimenté avec la même tension (Alpha = 1).

• f, la fréquence de calcul.
• Fs1, la fréquence de résonance du haut-parleur extérieur à l'air libre = 29.95 Hz.
• Fs2, la fréquence de résonance du haut-parleur intérieur à l'air libre = 29.95 Hz.
• Vas1, le volume d'air équivalent à l'élasticité de la suspension du haut-parleur extérieur = 162.37 L.
• Vas2, le volume d'air équivalent à l'élasticité de la suspension du haut-parleur intérieur = 162.37 L.
• Va, le volume d'air entre les deux haut-parleurs = 40.75 L.
• Vb, le volume d'air à l'arrière du haut-parleur intérieur = 29.25 L.
• Qts1, Le coefficient de surtention total du haut-parleur extérieur = 0.457
• Qts2, Le coefficient de surtention total du haut-parleur intérieur = 0.457
• Alpha, Le coefficient de puissance du haut-parleur intérieur par rapport au haut-parleur extérieur = 1

 

Graphique en clos simple et en autorégulation acoustique :

 

 

Bleu, clos simple avec juste le haut-parleur extérieur, Va = 0.0 L, Vb = 70 L.
Rouge, en autorégulation acoustique : Va = 40.75 L, Vb = 29.25 L, Vt = Va + Vb = 70 L, Alpha = 1.

 

Comme ci-dessus, mais avec Alpha = 0.53 :

 

 

 

Bleu, clos simple avec juste le haut-parleur extérieur, Va = 0 L : Vb = 70 L.
Rouge, en autorégulation acoustique : Va = 40.75 L, Vb = 29.25 L, Vt = Va + Vb = 70 L, Alpha = 0.53.

N'oubliez pas que, même si les fréquences de coupure à -3 dB et à -6 dB sont pratiquement identiques, le haut-parleur extérieur A est pratiquement dans une charge infinie.
Ce point change les choses sur le rendu sonore à l'écoute.

 

Un outil de calcul :

L'outil fonctionne comme les autres outils de calcul du site.
Actuellement il s'arrête à la page 4 avec le calcul de la courbe de réponse.

Les deux haut-parleurs sont identiques.
Le rapport de puissance entre les deux haut-parleurs, le paramètre Alpha, peut être utilisé.
Deux haut-parleurs différents, c'est pour bientôt !

Calculs d'une enceinte close en autorégulation acoustique, 1/4.

 

 

Dôme Acoustique