1-1-2-4 : Grave rapide

Mise à jour : 04 février 2023, Antidote 11.

 

La définition du grave rapide est, pour moi, un grave sans traînage, capable de générer un niveau maximum élevé sans tassement de dynamique ni distorsion, avec un impact convainquant sur les percussions, et sans le moindre effet de masque sur les fréquences plus élevées.

Plusieurs points caractérisent un grave rapide :

• Les autres haut-parleurs de médium ou d'aigu.
• Le filtre, ou plutôt la fréquence de coupure et la mise en phase.
• La correction de la phase acoustique.
• Le choix du Haut-Parleur.
• L'enceinte, volume, évent et résonateur.
• L'amplificateur.
• La pièce d'écoute.

 

Le choix du haut-parleur :

Une membrane trop légère n'est pas une bonne chose, ce qui est gagné en rapidité est parfois perdu en impact.
La membrane doit être entraînée par une bobine de diamètre suffisant. 75 ou 100 mm sont les bons compromis avec un grave de 38 cm.

Il n'est pas possible d'avoir de bons résultats avec un haut-parleur de petit diamètre.
À surface de membrane comparable, un grand haut-parleur est préférable à plusieurs petits.
Le sous-chapitre "brelong.php" du chapitre "Bass reflex" est explicite sur ce point.

Un bon haut-parleur doit avoir une inductance faible pour avoir de bonnes accélérations.

 

L'inductance de la bobine du haut-parleur :

Une étude (dont le lien ne fonctionne plus) montrait que l'inductance de la bobine du haut-parleur est un paramètre plus important que la masse en mouvement.
Il y a deux conséquences directes :

• Choisir un haut-parleur avec une inductance faible, donc une bobine mobile courte et de petit diamètre.
• Éviter les filtres passifs pour les coupures basses fréquences, car la self en série avec le haut-parleur a vite fait de faire 5 à 10 fois la valeur de l'inductance du haut-parleur.
  Un haut-parleur bagué cuivre est excellent sur ce critère, la remonté de l'impédance dans le médium aigu est très limité.

Lorsque je recommande dans un autre chapitre de choisir des haut-parleurs linéaires dans le médium pour les utiliser sans self de filtrage, l'intérêt de cette solution trouve ici tous ses arguments.

 

L'enceinte :

La plupart des graves sont montés en Bass reflex.
Le volume situé derrière le haut-parleur, la surface et la longueur de l'évent sont des paramètres importants.
Les optimisations de la courbe de réponse les plus linéaires, ou qui cherchent à étendre au maximum la réponse dans le grave, ne sont pas les meilleures à l'écoute.
Une courbe de réponse régulièrement descendante, un alignement pseudo BESSEL est souvent bien meilleure à l'écoute.
Pseudo BESSEL parce qu'on est exactement BESSEL que pour un Qts bien précis.
Un accord à l'oreille de l'évent reste encore le meilleur moyen, le seul moyen, d'avoir de bons résultats.
C'est la seule méthode validée que je connaisse.

Un haut-parleur moyen parfaitement chargé donnera de meilleurs résultats que le meilleur haut-parleur du monde dans une enceinte inadaptée.
Avant d'investir dans un haut-parleur de rêve, avez-vous fait marcher correctement les haut-parleurs actuellement en votre possession ?

Un triple résonateur permet d'avoir, dans le même volume d'enceinte, des percussions beaucoup plus nettes qu'en simple Bass reflex, mais la solution n'est applicable qu'aux enceintes DIY, puisque plus aucun fabricant ne fait ce type d'enceinte.
Même si les simulations (toutes celles que j'ai vues étaient fausses) montrent une tenue en puissance plus faible, vous n'utilisez jamais un haut-parleur à fond : la qualité des percussions passe avant la tenue en puissance.
Les simulations ne montrent pas le gain en qualité sur les percussions, ou alors le critère pertinent à regarder n'a pas été trouvé.

 

La fréquence de coupure :

Un haut-parleur coupé très bas et raccordé à un bas médium peut avoir une membrane plus lourde qu'un autre haut-parleur appelé à monter dans le médium.
La rapidité dans le grave est la rapidité du haut-parleur de bas médium, de médium et d'aigu.

Un grand grave de 55 cm ne sera rapide que s'il est coupé à 50 ou 60 Hz, et s'il est correctement relayé par un 38 cm, ceci malgré une membrane trois fois plus lourde que celle d'un 38 cm.
Masse mobile et fréquence de coupure sont en étroite relation.

Un filtre actif, qui permet d'avoir le haut-parleur branché en direct sur l'ampli et de profiter de l'amortissement électrique de celui-ci, permet d'avoir un grave plus rapide qu'avec un filtre passif dont la self en série désamortie le haut-parleur.
L'amortissement électrique du haut-parleur sera d'autant plus important que le BL sera élevé.

Un filtre passe-haut, dont la fréquence d'action est placée un peu en dessous de la fréquence d'accord du Bass reflex, 7 à 8 Hz environ, et dont la pente est importante : 24 dB/octave minimum, permet de limiter le déplacement de la membrane aux très basses fréquences, quand le haut-parleur ne passe plus rien.
La fréquence de coupure se règle facilement à l'écoute sans autre critère que la meilleure qualité d'écoute possible.
Ce filtre permet d'augmenter sensiblement la puissance acoustique du haut-parleur.
Ce point est aussi valable pour les bas médiums, ou pour tout les haut-parleurs complétés par un caisson de grave.
Bien sûr vous prendrez la précaution élémentaire d'utiliser un filtre numérique FIR, un filtre à phase linéaire, pour ne pas faire tourner la phase acoustique en même temps.

La mise en phase acoustique des différents haut-parleurs entre eux et les délais entre les différentes voies doivent être parfaitement ajustés.
Certaines solutions vendues dans le commerce, les caissons avec un réglage de phase en continu de 0 à 180°, ne sont capables d'y arriver que si vous avancez le caisson de 1 ou 2 m devant les haut-parleurs principaux.
La phase devrait être remplacée par un délai, et le délai devrait être placé sur les enceintes principales.
Il y a des solutions commerciales, les plus courantes, qui ne sont simplement pas capables d'obtenir un bon résultat avec le placement habituel du caisson.
Avancez vos caissons !!!
Voir filtrer un caisson de grave.

 

La correction de la phase acoustique :

Sans rien changer à votre système, si vous ajoutez deux corrections de la phase acoustique, la première à la fréquence de coupure électrique avec les enceintes principales, la seconde à la fréquence de coupure acoustique en passe-haut du caisson de grave, vous allez immédiatement avoir un grave beaucoup plus rapide, sans partir dans les solutions moins faciles décrites dans ce chapitre.
Si vous vous équipez pour corriger la phase au niveau du grave, profitez-en pour corriger aussi jusqu'à l'aigu, vous ne le regretterez pas.
Ces corrections par convolution se font en numérique avec un mini DSP ou un PC.
Voir Correction par convolution de vos enceintes acoustiques.

 

Les autres haut-parleurs :

La rapidité d'un grave est surtout assurée par les harmoniques qui sont reproduites par les haut-parleurs de médium et/ou d'aigu.
La linéarité globale de l'ensemble est une condition indispensable pour pouvoir parler de grave rapide.

Si vous faites monter votre 38 cm jusqu'à 2000 Hz, le médium ne sera pas bon, et vous n'aurez pas le grave aussi rapide qu'avec le même haut-parleur coupé à 500 ou 800 Hz.

Aussi bizarre que cela puisse paraître, à la mise au point d'un système, si l'aigu n'est pas bon il faut régler le grave (évent ou volume ou résonateurs), si le grave n'est pas bon il faut régler l'aigu (fréquence coupure ou niveau relatif ou mise en phase).

A partir des mêmes haut-parleurs et du même filtre, la correction de la phase acoustique par convolution vous donnera un grave plus rapide : toutes les fréquences du grave à l'aigu arriveront en même temps à vos oreilles.

 

L'amplificateur :

Tous les amplificateurs ne donnent pas le même grave.
Certains tronquent gentiment l'extrême grave, d'autres n'ont pas la pêche et l'impact.
Un bon ampli de sono réputé, ou un ampli FDA sont souvent préférables à un ampli audiophile, prétentieux et hors de prix.

Yvan présente remarquablement bien les choses :

L'association de l'enceinte ( haut-parleur + caisse ) avec l'amplificateur est très importante, on ne l'oublie que trop.
Je passe rapidement sur les classes d'amplification (A, B A/B, D,...) et sur les types d'ampli (Tubes, Transistors, hybride) ainsi que sur les types de tubes (Diode, Triode, Pentode,...) et de transistors (Bipolaire, Mos-fet, Hex-fet,...), pour dire que plus le haut-parleur de grave est important (10", 12", 15", 18") plus il est important d'avoir un ampli dont la capacité en courant est importante.

En effet, outre la F.C.E.M ( Force Contre-Electro-Motrice ) renvoyée par le haut-parleur vers l'ampli, il est primordial que l'ampli puisse débiter un très fort courant lorsque le haut-parleur le demande.
Il est donc nécessaire que l'ampli possède une alimentation surdimensionnée ( capacité réservoir de grande capacité ) et que sa capacité en courant soit très importante.

C'est pour cela que si l'on retourne vers les années 50 ou 60, on s'aperçoit que le couple mythique était JBL / McIntosh.
JBL mettait à l'époque des HPS de 38 cm dans ses enceintes, et McIntosh faisait des amplis capables de débiter plus de 50 ampères de courant.

C'est pour cela qu'un excellent ampli de sono, pour alimenter 1 ou plusieurs haut-parleurs de grand diamètre, peut-être considéré comme une solution pérenne dans le cadre d'un système multiamplifié.

 

La pièce d'écoute :

Des haut-parleurs, mal placés dans la pièce d'écoute, vont exciter les fréquences de résonance de celle-ci.
Comment parler de grave rapide si les résonances cachent une partie du registre grave et médium par effet de masque ?
Ce point concerne aussi bien les haut-parleurs de grave que bas médium, les résonances pouvant être excitées par les deux haut-parleurs, et les effets être ressentis sur les deux registres.

 

Dôme Acoustique