1-4-2-3 : Terre, masse et boucle de masse

Mise à jour : 6 février 2024, Antimode 11.

 

Préambule

Pour des raisons de sécurité électrique, j'avais retiré la solution de traitement des boucles de masse par la prise de terre que je proposais.
Je n'avais rien à proposer à la place dans le site, il restait une annotation laconique "Solution retirée".
Je pensais en faisant ainsi avoir la tranquillité sur les forums en faisant taire les remarques.

Rien n'a changé, les critiques ont continué, peut-être encore plus qu'avant, il y a des forumeurs qui ne sont pas malins, pour ne pas dire complètement cons.
J'ai donc remis les solutions retirées, et j'emmerde certains esprits chagrins sur les forums, vous avez eu ce que vous vouliez, êtes-vous content ?

Malgré tout votre sécurité électrique me préoccupe, et il y aura de très sérieuses réserves sur la 4^e solution exposée ci-dessous.

 

Les quatre solutions :

Ces chapitres expliquent quatre solutions, que vous essayerez dans l'ordre :

• La réduction de la taille des boucles de masse, qui ne demande que du scotch.
  Si ça ne fait pas de bien, cela ne peut en aucun cas faire du mal.
  Vous pouvez essayer la solution sans faire le diagnostic de votre installation.
   
• Si pour la liaison entre deux appareils vous avez le choix entre une liaison asymétrique avec des fiches RCA et une liaison symétrique avec des fiches XLR, vous prendrez la liaison symétrique, quels que soient les avis lus sur les forums.
  Vous pouvez essayer la solution sans faire le diagnostic de votre installation.
   
• Un ou plusieurs transformateurs d'isolation, pour couper la boucle de masse au niveau des câbles de modulation.
  Ces transformateurs ont un coût puisqu'un transformateur de qualité ne peut pas être bon marché.
  Un élément de plus dans la chaîne peut apporter des pertes, si vous n'avez pas en parallèle un solide gain avec la suppression des ronflettes.
  Vous pouvez essayer la solution sans faire le diagnostic de votre installation, le seul risque est d'utiliser un transformateur d'isolement pour rien.
   
• La 4^e solution, qui agit sur les boucles de masse par la terre, est très polémique.
  Elle demande au préalable le diagnostic de votre installation, et une analyse sérieuse.
  Diagnostic et analyse ne sont pas à la portée de tous, donc si vous ne savez pas faire, surtout vous ne faites rien.
  Je ne cacherai pas que cette 4^e solution n'a plus d'intérêt quand un transformateur d'isolement fait aussi bien.
  Simplement un transformateur d'isolement peut apporter des pertes à l'écoute, tandis que couper une boucle de masse au niveau de la terre n'apportera que des gains à l'écoute, mais avec un risque sur la sécurité électrique.

 

L'hypothèse de travail :

Pour moi les électroniques sont des "boîtes noires", je n'interviens pas à l'intérieur, je n'ai pas les connaissances pour cela.
Je ne regarde les électroniques que sur l'aspect résistance entre la masse des prises RCA et la prise de terre.

Vous pouvez trouver des vidéos qui vous expliqueront le pourquoi du comment à l'intérieur des appareils.
C'est très bien pour la culture générale !!!
Mais si, comme moi, vous n'avez pas la compétence pour reprendre la conception des appareils pour en tenir compte, ça vous fait une belle jambe !!!

Même avec cette hypothèse simplificatrice, si je n'avais pas eu d'excellents résultats pour supprimer les ronflettes et autres buzz, je n'en parlerais pas.
Si la suite de ce chapitre existe, c'est que les solutions fonctionnent, même sans savoir où passent les électrons dans les transistors !!!
Cette approche dérange très fortement les esprits chagrins de certains forums.

 

Comment je suis arrivé à ces solutions :

Ce chapitre n'aurait jamais vu le jour sans un long échange sur un forum avec Pierre, qui est un professionnel des câblages de studio.
Des échanges ont suivi sur différents forums, et si nombre d'intervenants ne sont pas explicitement cités, l'esprit de leurs réponses se trouve bel et bien dans la suite.
Certains avis ont été délibérément écartés, tels ceux qui me demandaient la suppression pure et simple de ce chapitre, un peu excessif comme point de vue à mon goût.
Surtout quand les arguments n'ont pas suivi.
Les solutions proposées ne sont pas tout à fait celles des studios, c'est une variante sans modification des appareils.
Un autre chapitre vous explique le câblage des studios d'enregistrement.

L'esprit de ces chapitres est de considérer les appareils comme des boîtes noires, à l'intérieur desquels on ne rentre pas.
Les liaisons entre appareils, c'est de la connectique, entrer dans les appareils c'est de l'électronique, qui sort de mon domaine de compétence.

À la demande de certains internautes sur les forums, j'ouvre ci-dessous une liste de liens contradictoires de mes propos, afin que chacun puisse se faire une opinion.
Cette liste n'est pas limitative.

• http://forums.futura-sciences.com/thread1585.html "dont celui-ci, particulièrement clair :"
• Comprendre, trouver et éliminer les boucles de masse dans les systèmes audio et vidéo.
• Vous avez dit Ronflette ?

 

Un petit poids dans le cerveau ?

Mon titre ne plaira pas à tous, mais je l'assumerai...

C'est pourtant la réflexion que je me suis faite en discutant avec un Internaute qui n'avait qu'une seule terre sur son installation, et qui l'a supprimée sans percevoir de gain à l'écoute. (Pas de tête, mais des oreilles...)
Il me semblait évident avec les schémas ci-dessous que pour qu'il y ait une boucle de masse par la terre, il fallait au moins deux terres...

C'est aussi la réflexion que je m'étais faite avec un autre internaute qui avait supprimé les masses des câbles D et G d'une liaison, et qui pour le coup s'est retrouvé avec une super ronflette.
Une masse entre les appareils est nécessaire.

Je vais être clair et franc, les chapitres sur les boucles de masse ne s'adressent pas à tous.
Les chapitres demandent une analyse préalable, pour diagnostiquer ou son réellement les boucles de masse.
En fonction de cette analyse, et s'il y a une boucle de masse, il faut adopter la solution qui convient.
Si vous ne savez pas faire l'analyse préalable pour bien poser le diagnostic, surtout ne faites rien.

Mon travail est de rendre les chapitres les plus précis possibles en fonction de vos remarques.
Mais il ne peut pas y avoir de solution clef en main, car chaque appareil se comporte différemment. C'est encore plus vrai pour les associations de matériels.
Notez qu'en juin 2022 il y a la solution des transformateurs d'isolation, qui est une solution clef en main.

Les fabricants de câbles ne s'y sont pas trompés, ils ne vont pas sur ce terrain trop problématique.
C'est pourtant la seule solution pour avoir une très bonne écoute, à condition de savoir réfléchir.

 

Rôle des prises de terre :

Le rôle d'une prise de terre est la sécurité des personnes pour les appareils qui n'ont pas une double isolation électrique.
Si votre appareil a une double isolation électrique, la prise de terre est totalement inutile.
La prise de terre n'a pas d'effet bénéfique sur la qualité du son.

La conclusion est que si votre appareil a une double isolation électrique, et qu'il est sans prise de terre, vous n'aurez aucune amélioration à l'écoute à ajouter une terre.
Si vous le faites tout de même, vous avez des chances d'avoir une perte de qualité sonore à cause d'une boucle de masse que vous aurez créée.

 

Les boucles de masses :

Tout n'est pas rose dans le domaine des liaisons.
Je vais prendre l'exemple de ma chaîne qui, à une époque, était composée de plusieurs éléments.
Deux de ces appareils étaient reliés à la terre : Le filtre actif BEHRINGER DCX 2496 et le lecteur CD 723 PHILIPS modifié DIY.

 

Et alors, allez-vous me dire ?
Et bien quand je teste ces deux appareils totalement débranchés entre la prise de terre et la masse des prises RCA ou XLR, il y a 0 Ohm entre les deux.
Cela veut dire que lorsque la chaîne est complètement branchée, le référentiel "0" passe par les câbles de liaison ce qui est normal, et passe aussi par la terre de deux appareils, ce qui l'est moins.
C'est le cas sur le schéma ci-dessus, ou la terre et la masse en vert forme une première boucle par les deux câbles de liaison, et une deuxième par la prise de terre.

La simplification ci-dessous vous montre beaucoup mieux la boucle par les prises et la barrette de secteur.
À vous de vérifier si vous êtes ou non concerné par cette boucle.
Je ferai remarquer que pour qu'il y ait une boucle par les terres, il faut au moins deux terres, et que pour qu'il y ait boucle par les câbles il faut aussi au moins deux câbles.

 

Cette deuxième simplification vous montre la boucle par les blindages des câbles de liaison D et G.
Cette boucle est très fréquente, mais ne concerne pas les blocs mono par exemple.
Vous êtes sans doute tous concernés par cette boucle, la rubrique Diagnostic de votre installation vous indiquera comment le vérifier.
Pour les câbles de modulation, vous commencerez à réduire la taille de la boucle de masse avec du scotch, et si c'est suffisant vous ne ferez rien d'autre.

 

Comme le courant cherche le chemin de moindre résistance, et que les terres sont dans un conducteur plus gros que les masses de nos câbles de liaison, vous avez la quasi-certitude que le courant préférera le passage par les câbles sur le secteur plutôt que par les câbles de liaison audio.

Il est bon de savoir, quand on investi des sommes folles dans des câbles de qualités et/ou ésotériques, que le référentiel "0" de vos appareils peut prendre un itinéraire bis un peu plus aléatoire et beaucoup moins bon à l'écoute.

Les explications de Jean Louis :

Il y a deux choses bien différentes à concilier:

• L'aspect sécurité des personnes, qui impose que tout ce qui peut conduire l'électricité sans être destiné à cela doive être relié à la terre de l'installation EDF (ou Electrabel!), de façon à rester quoi qu'il arrive à un potentiel non dangereux pour celui qui viendrait à y toucher.
  Potentiel défini par la résistance de terre de votre installation et la sensibilité de l'interrupteur différentiel qui vous protège, selon la loi bien connue d'un certain monsieur Ohm.
   
• L'aspect électronique qui préfère que tout ce qui est raccordé par des conducteurs dispose d'une référence de tension unique et bien définie, disons le 0 V.
  Or, cette équipotentialité, qui est acquise en l'absence de tout courant, peut être dégradée par la circulation de courants plus ou moins élevés, encore la faute à Ohm et sa clique.
  Un exemple trivial de mauvaise conception à ce niveau, c'est le 0 V à l'entrée d'un ampli qui se pique sur le 0 V de l'alimentation de cet ampli en ayant, disons, 20 cm de fil en commun vers la "masse".
  La résistance de ces 20 cm et le courant d'alimentation font que le 0 V espéré de l'entrée va valser au rythme du courant consommé, avec le résultat déplorable qu'on peut imaginer.

Si cette équipotentielle (la masse de l'ensemble électronique) est bien réalisée, il n'y a aucun inconvénient, au contraire, à la relier à la terre au sens EDF et sécurité.
La difficulté, c'est que les liaisons plus ou moins longues entre appareils différents tendent à fiche en l'air cette équipotentialité, Ohm toujours.
D'où l'intérêt d'avoir des isolations galvaniques entre les matériels, par exemple à l'aide de transformateurs d'isolements.
Et pour mémoire, la symétrie éventuelle des liaisons permet de s'affranchir peu ou prou des saletés récoltées par les câbles (rayonnements parasites, etc.), mais, en l'absence d'isolement galvanique, ne règle pas les problèmes de défaut d'équipotentialité.

Et si c'était simple, ça ne serait pas compliqué!
JLM.

 

Une parenthèse :

On voit, sur les schémas ci-dessous, que la masse entre les appareils utilise aussi la liaison de terre jusqu'à la barrette secteur.
Ce chemin explique pourquoi les cordons du secteur peuvent s'entendre dans certains cas quand vous avez une boucle de masse, alors qu'il ne sert à rien d'aller jusqu'au compteur, ou jusqu'à la centrale nucléaire la plus proche.

Mais surtout une liaison de terre blindée entre l'appareil et la barrette secteur à un intérêt pour ne pas capter des parasites sur ce chemin, si vous avez une boucle de masse par la terre.
Les câbles de liaison entre les appareils sont blindés, si vous avez une boucle de masse par la terre, les liaisons de terre doivent être blindées elles aussi.

 

Suppression de la boucle de masse :

La solution présentée ci-dessous ne respecte pas les règles de sécurité qui disent qu'une terre ne doit jamais être coupée.
Si vous n'avez pas de ronflette, vous n'appliquerez pas cette solution, il n'y a dans ce cas aucun justificatif à le faire.
Si vous avez une ronflette, et que votre conscience vous dit de ne pas outrepasser les normes de sécurité, vous garderez votre ronflette, ou vous prendrez la solution du transformateur d'isolement.
Si vous constatez, comme moi, que la terre a tout de même un chemin pour s'évacuer, à condition que cela ne concerne que des appareils peu puissants, vous prendrez la solution en connaissance de cause, et sous votre responsabilité.

La solution est de tester à l'Ohmmètre tous les appareils qui ont une prise de terre pour savoir ceux qui sont concernés par une boucle de masse.
Voir la rubrique Diagnostic de votre installation.
Ensuite, il faut remplacer la fiche secteur surmoulée sur l'un des câbles de secteur de l'appareil le moins puissant et la remplacer par une nouvelle fiche sur laquelle vous ne brancherez pas le fil de terre.

L'appareil sera tout de même à la terre par la masse des câbles de modulation et la terre de l'autre appareil.
La terre qui passe par les masses des cordons RCA, ce n'est pas dans les normes de sécurité, mais comme ce sont des appareils peu puissants qui sont concernés, la section des câbles est suffisante.
Un ampli à tubes reste branché à la terre compte tenu des tensions dans l'appareil, ne jouez pas avec le feu compte tenu des tensions élevées qui sont utilisées.

Vous vérifierez la chaîne branchée à l'Ohmmètre, entre les carcasses métalliques de chaque appareil et la terre, avant de remettre sous tension vos appareils.

 

Sur le schéma ci-dessus, deux modifications ont été faites :
La première : Couper la terre au niveau de la prise secteur de l'appareil le moins puissant.
La deuxième sur la masse d'un des deux câbles de liaison, la masse a été supprimée à l'entrée de l'appareil 2 sur le câble du bas.

La simplification du schéma rend explicite l'absence de boucle de masse, un seul conducteur de masse relie les appareils entre eux.

 

Je ne suis pas le seul à conseiller la solution de supprimer les boucles de masse, certains fabricants de câbles s'y mettent aussi.
Laurent m'a envoyé le courriel suivant :

Bonjour Dominique,
J'ai pensé que le lien suivant pourrait vous intéresser : il s'agit de l'importateur des câbles de Junji Kimura. On y trouve ceci, rubrique 47Labs, câble Stratos :

Voici une amélioration à la portée des audiophiles audacieux ou ayant quelques connaissances en électronique :
Très souvent le pôle négatif de la prise RCA d'une source ou du préamplificateur est commun aux deux canaux, le tout est mis à terre.
La vérification peut en être aisément faite à l'ohmmètre : il y a alors une boucle de masse entre les pôles négatifs des prises RCA du canal droit et du canal gauche.
Une telle situation à la fois à la source et au préamplificateur (ou amplificateur intégré) produit avec les câbles de modulation habituels une boucle de masse par la mise en parallèle des masses des canaux gauche et droit.
Pour éviter la boucle de masse et les désagréments qui l'accompagnent, il est préférable de relier la masse de la source à celle du préamplificateur sur un seul canal.
Ce que permet le système 47 LAB par l'indépendance des deux brins : il suffit de connecter les masses sur un seul canal et pas sur l'autre (mais, bien sûr, les pôles positifs sur les deux !).
La différence devrait être audible !

Bien cordialement.

Je ne peux que remercier l'importateur de la société 47 LAB d'aller dans mon sens. Je ne suis plus le seul à défendre cette idée.
Mais le câble en question est tellement "bidulique" qu'il a droit à un chapitre dans le Bêtisier des câbles, sous le titre "inachevé".
Dans le cas présent, le proverbe "Qui aime bien châtie bien" ne s'applique même pas...

 

L'interrupteur GROUND LIFT :

Dans le monde de la SONO, il y a énormément d'appareils reliés entre eux.
Les boucles de masses sont nombreuses, avec les désagréments qui vont avec, parfois ça ronfle.
Les sonorisateurs n'ont pas le temps d'aller bricoler les câbles ou les barrettes du secteur, il faut trouver une solution, et vite.
Certains matériels de SONO sont équipés d'un interrupteur "Ground Lift" qui permet de couper la masse des prises de modulation (RCA, XLR, Jack) par rapport à la terre, en gardant le châssis de l'appareil à la terre. (Voir l'interrupteur à côté de la prise secteur sur l'image ci-dessous : Le dessin est explicite).
Lorsqu'une boucle de masse est entendue, il suffit de chercher quel appareil en est la cause, de déconnecter la terre avec l'interrupteur, et le problème est réglé pour le temps du concert.

Certains appareils ont un interrupteur Ground Lift qui laisse une résistance et un condensateur en série entre la masse du signal et la terre.
Le courant continu ne passe pas, les plus hautes fréquences passent sans problème si cela est nécessaire.

Dans les bancs d'essai, je remarque que les appareils récents n'ont plus d'interrupteur Ground Lift, les normes de sécurités sont-elles passées par là ?

 

Des essais à faire :

Les concepteurs d'appareils électroniques prennent d'énormes précautions sur les boucles de masse avec un câblage en étoile de celle-ci.
Le problème est plus général et concerne toute la chaîne.
La conception des liaisons entre éléments me laisse dubitatif.

J'avais acheté deux amplis HAFLER TA1600.
Il n'y a pas de boucle entre les masses des RCA et la prise de terre.
Il y a par contre une boucle entre les masses des deux RCA.
Il suffit de débrancher les 4 cosses de la prise casque au niveau des bornes haut-parleurs pour avoir un ampli qui se comporte, du point de vue des boucles de masse, comme un double bloc mono.
Voir image ci-dessous, la prise casque est totalement débranchée et les fils avec cosses déposés.

 

Le branchement des HAFLER TA1600 modifiés dans la chaîne se fait donc avec des câbles de liaison standard, et ils sont branchés sur la terre du secteur.
Des amplis bien conçus existent aussi, c'est peut-être pour cela qu'ils sont aussi bons à l'écoute.
Mon diagnostic ne concerne que le branchement via les prises RCA, je n'ai pas regardé les prises Jack.
Bug de conception sur cet appareil : jack en entré, jack en sortie, des inversions sont possibles.

La fiabilité déplorable de ces appareils me les a fait abandonner en panne quand un acheteur m'en a proposé 150 €.

 

En vidéo et en home cinéma, le problème existe aussi :

Prenons maintenant le DVD, la télé et le magnétoscope.
Les trois sont reliés à la chaîne par trois liaisons stéréo RCA.
Télé et magnétoscope sont reliés par une péritel avec des masses.
DVD et télé sont reliés par un câble SVHS avec une masse.
Là encore des boucles de masses. Est-ce bon ou pas ?

S'il faut parfois se faire peur pour progresser, il ne faut pas dramatiser non plus.
Même avec des boucles de masses, tout ce petit monde fonctionne bien.
Simplement s'il est possible d'améliorer les choses, avec le DIY et les câbles de liaison maison, je ne m'en priverai pas.

 

Le scandale des câbles du commerce :

J'ai commencé mon chapitre par la phrase "J'ai un parti pris délibéré, celui de ne pas acheter de câbles tout faits dans le commerce."
Ce point de vue était défendable lorsque l'on parlait des matériaux du câble, cuivre OFC, pureté à 99.999999%, isolant Téflon, etc.

Quand j'ai commencé à séparer le blindage de la masse, je n'ai rien changé à mon approche, mais celle-ci devenait moins confortable.
Nous ne sommes plus dans le domaine des matériaux plus ou moins ésotériques, nous sommes dans le domaine de la conception.
Une erreur de conception n'est pas acceptable.

Maintenant qu'il ne faut pas relier la masse, sur l'un des deux câbles d'une liaison stéréo pour éviter les boucles de masse dans certaines configurations, mais pas dans toutes, je sors de mes gonds.
Avec tous les fabricants qui "travaillent" et "font des recherches" sur les câbles, aucun ne le propose ?

Il ne faut pas les mêmes câbles pour relier deux blocs mono à un préampli, ou un ampli de puissance stéréo au même préampli.
Avec deux blocs mono, si vous n'avez pas signal et masse de connectés sur chacun des amplis, aucun son ne sortira et le bruit parasite est garanti.
Avec un ampli de puissance stéréo ou les masses des prises RCA sont reliées, un câble avec signal et masse connectés pour le canal D, un câble avec juste le signal de connecté pour le canal G, marchent très bien sans boucle de masse.

 

Le problème est-il vraiment un problème de câbles ?

Si les fabricants d'électroniques nous faisaient de vrais doubles monos, avec les masses de RCA bien isolées entre elles, et avec une terre indépendante des masses des RCA, plus aucun souci de boucle de masse, les câbles actuels conviennent très bien.

Dans les interfaces, quand chacun fait au plus simple dans son coin sans s'occuper des autres, rien ne marche vraiment bien, les boucles de masse en sont la preuve.
Avec la majorité des électroniques actuelles, les câbles qui sont vendus ne conviennent pas.
Il est parfaitement envisageable d'avoir des électroniques adaptées aux câbles actuels.

Si NAIM maintient des prises DIN contre vents et marées, c'est pour cette raison, voir la photo ci-dessous.
Si certains amplis pros ont un interrupteur pour relier ou couper la masse des prises XLR et de la terre, c'est aussi pour la même raison.
Enfin si ceux qui câblent les studios prennent autant de précautions dans les terres et les masses, c'est encore pour les mêmes raisons.

 

Le problème des boucles de masse par la terre et les liaisons est donc connu, il n'y a que la hi-fi audiophile qui ne l'applique pas.
Mais tout bricoleur est capable d'appliquer les solutions, avec le DIY.

Maintenant quand un vendeur canadien écrit, via un forum, pour dire qu'après essais mes solutions de traitement des boucles de masse sont bonnes et apportent un plus incontestable, mais qu'une fois les boucles traitées, un câble plus sophistiqué apporte lui aussi un gain, je ne peux que lui répondre de continuer dans ce sens.
Il faut préciser l'importance des choses, et savoir où sont les gros et les petits gains.
Je préfère pousser pour vous faire profiter des gros gains à l'écoute, vous ferez les petits gains sans moi.
Si vous envisagez l'achat de câbles chers, modifiez au préalable vos câbles actuels pour supprimer les boucles de masse, faites-vous prêter les câbles chers, et comparez chez vous.
Je ne prends pas de pourcentage sur les économies que vous ferez...

 

Dôme Acoustique