2-1-8-1 : L'enceinte infinie

Mise à jour : 25 juillet 2023, Antidote 11.

 

Principe de l'enceinte infinie :

Contrairement au baffle plan qui est de dimensions finies pour pouvoir rentrer dans la pièce d'écoute, ou l'enceinte close qui est un volume fermé relativement petit, l'enceinte infinie est un volume clos de grand voire très grand volume.

Pour donner un ordre d'idée, un placard de 1.5 m de large, 2.5 m de haut et 0.6 m de profondeur, c'est à dire 2.25 m³ ou encore 2250 L sont une petite enceinte infinie.
Un trou dans le mur pour placer le haut-parleur entre deux pièces fait une grande enceinte infinie.
Le volume fait alors plusieurs m3.

Pour donner un ordre d'idée un peu plus précis, je pense que l'on peut parler d'enceinte infinie pour un volume supérieur à 20 fois le Vas.
Un 38 cm avec un Vas de 200 L demande un volume supérieur à 4 m³.

Le gros intérêt de cette charge est que la fréquence de résonance propre du haut-parleur n'est pratiquement pas modifiée par le grand volume arrière.
Et compte tenu du très grand volume, la membrane n'a pas de volume d'air à comprimer ou à détendre pour se déplacer.
Sur ces points, l'analogie avec les baffles plans est totale.

Il y a un énorme avantage dans les basses fréquences.
La séparation entre les ondes avant et arrière est totale.
Le haut-parleur descendra donc parfaitement dans le grave, sans les limitations propres du baffle plan.
La réponse dans le grave dépend directement de la fréquence de résonance Fs du haut-parleur utilisé.

Par contre, par rapport au baffle plan, et pour un même haut-parleur, la sensibilité chute de 3 dB dans le grave, l'onde arrière n'est pas récupérée.

 

Haut-parleur utilisable :

Il n'existe pratiquement rien dans les livres sur le sujet.
J'ai ressorti un vieux livre de 1962, écrit par un célèbre G.A. BRIGGS, qui assimile directement les enceintes infinies aux baffles plans.

En première approche, les haut-parleurs utilisables sur baffle plan le sont aussi sur enceinte infinie, ce sont des haut-parleurs avec un Qts relativement élevé, idéalement pour avoir un Qtc = 0.707.

Il est parfaitement concevable d'utiliser un système multivoie dans cette configuration.
Un large bande est aussi une excellente chose.

 

Simulation PHY-haut-parleur KM30 :

 

Simulation PHY-haut-parleur KM30 avec 2.2 Ohms en série :

 

Simulation PHY-haut-parleur KM30 avec 4.6 Ohms en série :

 

Ces trois courbes prouvent qu'un Qtc de 0.707 est idéal en enceinte infinie, pour avoir la réponse dans le grave à -3 dB la plus étendue.
Un Qtc < 0.707 donne une courbe de réponse légèrement descendante dans le grave.
Un Qtc > 0.707 donne une bosse avant la coupure, bosse peu sensible de +0.3 dB environ avec Qtc = 0.800, bosse plus importante avec un Qtc plus élevé.

 

Actualisation en 2020 :

Une enceinte infinie est une enceinte close de grand volume.
Les outils de calcul des enceintes closes s'appliquent parfaitement pour les enceintes infinies, à condition de mettre un très grand volume, par exemple 9999 L (et 5000 L dans les exemples ci-dessus).

La transformée de Linkwitz pour une enceinte close simplifie grandement le choix du haut-parleur, avec la possibilité d'avoir le Qt idéal quelque soit le haut-parleur choisi et le Qtc dans son enceinte.
Pour une enceinte infinie, c'est exactement la même chose.

La transformée de Linkwitz pour une enceinte close permet d'avoir une fréquence Ft théoriquement aussi basse que souhaitée, en pratique Ft = Fc / 1.32
Pour une enceinte infinie, c'est exactement la même chose, sauf que si l'enceinte est vraiment infinie vous aurez Fc = Fs. La limite Ft = Fs / 1.32 ne change pas, associé à un filtre passe-haut Butterworth à 30 dB/octave.

Une méthode de réglage un peu différente de la transformée de Linkwitz permet de prendre en compte la pièce d'écoute.
Ce point est détaillé dans le chapitre annuler l'influence de la pièce dans le grave.
Pour une enceinte infinie, c'est exactement la même chose.

Dans une enceinte infinie, le haut-parleur est "in wall", avec la conséquence de ne pas avoir de baffle step.
C'est un avantage pour ceux qui utilisent un haut-parleur large bande sans la moindre correction. (Ce qui est pour moi une grosse erreur, mais ce n'est pas le sujet).

 

Amortissement et forme de l'enceinte :

Tout comme les enceintes classiques, l'enceinte infinie n'aime pas les faces parallèles.
Il y aura un phénomène d'écho de l'onde arrière qui rebondira sur la paroi arrière, avant de ressortir par la membrane du haut-parleur, avec un temps de retard d'autant plus perceptible que la paroi arrière est éloignée.

Des parois non parallèles limiteront grandement ce phénomène, mais à moins de faire une pièce dédiée spécialement à cette fonction en réduisant la pièce principale, ce n'est pas courant.

Un grand volume permet d'amortir fortement les parois, avec par exemple 20 cm de laine de verre.
Mais le meilleur amortissement, n'est t-il pas d'utiliser ce volume en penderie ?

 

Orientation des haut-parleurs :

Avec des enceintes classiques, ou même avec des baffles plans, il est facile d'orienter plus ou moins fortement les haut-parleurs d'une position parallèle à l'axe d'écoute, à une position dirigée vers l'auditeur.

Avec des haut-parleurs fixés dans un mur, la chose est beaucoup plus délicate.
Mais il convient de faire des essais d'orientation avant de sceller définitivement la planche qui fixe le ou les haut-parleurs.
Cette planche devra être particulièrement rigide, et fixée solidement sur les 4 côtés.

 

Fixation de la planche :

Si le mur ou la cloison est épais, la planche qui tient le haut-parleur devra être fixée au milieu de l'épaisseur de celui-ci, avec un bon chanfrein à 45° minimum des deux côtés pour éviter les réflexions parasites.
L'idée de monter la planche qui tient le haut-parleur plaqué contre le mur dans la pièce d'écoute, et avec un bon chanfrein de l'autre côté est moins bonne.
Enfin le montage de la planche plaqué contre le mur côté pièce d'écoute, sans chanfrein dans le mur de l'autre côté est le pire des montages surtout si l'ouverture dans le mur est d'un petit diamètre.
Ces recommandations viennent du livre de G.A. BRIGGS sorti en 1962, époque à laquelle les baffles infinis étaient encore souvent utilisés.

 

Une fausse manœuvre :

J'ai lu l'anecdote suivante il y a longtemps dans un forum.
Le but n'est pas de vous faire peur, mais d'attirer votre attention sur ce problème réel, et surtout de proposer une solution.

L'internaute avait fait son baffle plan dans un grand placard au fond de sa pièce, placard qui fermait avec une porte.
Lors d'une écoute, il se rend compte que la porte était restée ouverte.
Du bout du pied, pratiquement sans quitter son siège, il a poussé la porte pour qu'elle se ferme en claquant.
Cette fermeture brutale a créé une surpression qui a fait sortir brutalement les deux membranes des haut-parleurs, avec destruction immédiate des suspensions.
C'est con, tout ça pour une porte mal fermée, et la sacro-sainte perfection audiophile !!!

À vouloir trop bien faire les choses, en ayant vraiment soigné l'étanchéité de la porte, les surpressions, ou les dépressions, peuvent détruire les haut-parleurs.
Une fenêtre dans la pièce d'écoute et pas dans l'enceinte infinie peut suffire.
Il est indispensable de laisser un passage d'air entre la pièce d'écoute et l'enceinte infinie, c'est ce que je fais pour mes enceintes closes, en laissant un jeu autour des fils qui sortent, puisque je n'ai pas de bornier.
Je l'ai fait uniquement pour équilibrer les différences de pression atmosphérique.

La solution est très simple, il suffit de laisser un ou deux évents, comme pour une enceinte bass-reflex, mais avec un accord très bas.
Deux tubes PVC de 10 cm de diamètre, longueur 20 cm, dans une enceinte infinie de 4 m³, c'est un accord à 5.9 Hz.
Tant que vous avec un accord à moins de 7.5 Hz, le comportement du haut-parleur dans son enceinte est assimilable à celui d'une enceinte close, la simulation vous le confirmera.
Bien sûr vous placerez les évents proches des haut-parleurs, pour les protéger au maximum.

La différence, sur la courbe de réponse, ne commence à se voir qu'en dessous de 25 Hz, avec moins de 1 dB de différence à 20 Hz.
Ajoutez un filtre passe-haut, ce que je recommande avec la transformée de Linkwitz, et les évents seront acoustiquement totalement transparents.
Les courbes d'impédance ne montrent pas non plus de différences significatives avec ou sans les évents.
Les courbes de déplacement de la membrane sont pratiquement superposables, avec et sans évent.

Avec une porte, la tentation est grande de laisser un passage de 1.5 cm de haut sur 75 cm de large au bas de la porte, pour un accord à 7.6 Hz.
Je ne sais pas si j'aurai plus confiance dans cette solution par rapport aux deux évents très proches du haut-parleur.

 

Un exemple de réalisation :

Je ne suis pas l'auteur de cette réalisation.
Je ne fais ici que recopier, avec accord, les propos envoyés par mail d'un audiophile passionné, M. TANCHON Jean Philippe.

 

La pièce :

J'ai eu la chance de pouvoir récemment construire au fond de mon jardin une pièce dédiée à l'écoute.
Après avoir étudié plusieurs solutions, j'ai opté pour la solution enceinte " infinie " en partant des deux haut-parleurs large bande KM 30 SAG de chez PHY-haut-parleur, avec les conseils et les avis de Bernard SALABERT le concepteur.

Murs et plafond sont non parallèles, différents absorbants muraux, parquet sur sable sont autant de petites solutions que l'on peut mettre en œuvre lorsqu'on construit soit même sa pièce d'écoute.
La pièce principale mesure environ 6,20 m x 4,20 m tandis que la pièce "enceinte" fait 1,50 m x 4,20 m, la hauteur sous plafond varie de 2,25 m à 2,70 m.
Le mur baffle est en béton de 10 cm d'épaisseur "flottant" sur la structure.

La pièce arrière qui sert d'enceinte aux haut-parleurs sert de rangement et de penderie, ce qui est un rangement non négligeable.
Elle est totalement indépendante de la pièce d'écoute alors que beaucoup de gens me conseillaient de garder un passage entre cette pièce et la salle d'écoute.
L'avantage aurait été de pouvoir se servir de la pièce arrière comme d'un Bass-reflex géant et de faciliter les réglages, mais les contraintes (construction et surtout calculs) devenaient supérieures aux avantages.
Je n'ai pas noté de résonance dans cette petite pièce totalement asymétrique et par ailleurs fortement isolé par 20 cm de laine de roche sur les murs et du jonc de mer au sol).

Pour fixer les idées, le montage du haut-parleur dans le mur se rapproche de ce qui décrit précédemment comme le "type F".
Les réglages sur le "type D" lors de la construction me paraissent si compliqués et exigent une telle perfection dans la réalisation du mur que le E ou F sont à recommander.

 

Les haut-parleurs :

Le passage aux PHY-haut-parleur a été le fruit d'une rencontre, celle de Bernard SALABERT, et de l'achat d'une maison avec un vieux cabanon à retaper au fond du jardin.
Cela a représenté 4 mois de travaux quotidiens avec des amis, un vieux rêve !!!

Je possède la version bobinage argent du KM30.
La différence d'écoute entre ce modèle et le modèle standard est claire, encore plus de liberté, de douceur, pour la version Argent !
En fait même avec une source numérique on se rapproche d'une écoute analogique.

Personnellement , je pense que le PHY-haut-parleur représente une économie notable par rapport à l'immense majorité des enceintes du commerce.
En essayant d'être objectif, je n'ai pas trouvé d'enceinte plus naturelle, plus libre que les KM 30 SAG, dans cette gamme de prix.
Les conseils et l'optimisation du concepteur représentent aussi une "plus value" notable.
Les haut-parleurs sont garantis à vie.
Le service et la franchise de Bernard Salabert sont vraiment à la hauteur du produit.

Mon câblage est devenu du PHY-haut-parleur, isolant lin, coton, pour un prix "honnête", il dépasse largement des câblages ésotériques.

Cependant, je dispose d'un système modeste, ampli ION Xpack2, lecteur Cambridge + convertisseur Cambridge, platine TD artisanale, toute la connectique est revue en Phy-haut-parleur.

 

L'écoute :

Mes goûts musicaux me portent vers le Jazz et la musique contemporaine ou du 19° siècle et plus.
Cela à sans doute son importance dans les plaisirs que peut apporter ce genre de montage.
Je ne recherche pas l'effet discothèque, mais la vérité, l'émotion musicale et la transparence.

L'écoute est en accord avec ce qui est écrit dans le site Dôme Acoustique.
On obtient une dynamique fantastique avec quelques Watts seulement, une précision et une vérité des timbres, un grave ferme, mais surtout vivant et varié, des aigus fins et non démonstratifs presque troublants pour ceux qui fréquentent les salons des magasins de hi-fi.
L'extrême grave (< 50Hz) est présent, bien que discret, mais la pièce est sans doute un peu responsable de cet état.
Les aigus surprennent au début, car l'essentiel d'entre eux (jusqu'à 9 ou 10000 Hz) provient du 30 cm, et sont donc parfaitement intégrés aux autres registres.
L'absence de filtrage contribue, je pense, à cette sensation de linéarité sur toute la bande et en particulier sur le bas médium.
C'est l'idéal pour rendre toute la sensualité ou l'énergie d'une voix ou d'un saxophone...
Par contre il me semble que le tweeter coaxial perturbe légèrement l'écoulement des hauts médiums, par rapport au même tweeter TW 37 placé au-dessus du large bande H 30 LB.
Mr SALABERT est d'accord là-dessus et son système de référence est équipé d'un tweeter extérieur.

L'image stéréo est précise et vivante, mais surtout très profonde.
Cette composante est très importante pour rendre l'image crédible et nous fait comprendre pourquoi les prises de son multipistes en cabines n'égaleront jamais les prises de sons stéréo live.

Certes le haut-parleur large bande de 30 cm entraîne une directivité prononcée et la place idéale d'écoute est longue à déterminer suivant que l'on privilégie les timbres, l'image ou la réponse en fréquence.
Le résultat est une place optimale réduite à un fauteuil unique.

Une écoute de ce système avec une simple 300B (7 Watts) est une expérience unique, qui justifie, à mon sens, l'appellation haute fidélité, puisqu'on retrouve totalement la musique et physiquement les musiciens, pour oublier complètement la technique et les appareils.

Pour le prix d'un ampli haut de gamme, je dispose d'un lieu qui fait le bonheur de mes soirées, et c'est là le principal.

 

L'enceinte infinie permet sur un plan théorique de s'affranchir des phénomènes de boîte et permet de n'écouter que le haut-parleur.
Une des observations étranges tient au fait que l'image sonore se formant totalement derrière les haut-parleurs, la présence du mur baffle devient psychologiquement gênante.
On cherche les musiciens du regard et on se heurte à un mur.
Une écoute nocturne (dans le noir) résout ce problème.
On perd aussi un peu de rendement par rapport au baffle plan traditionnel (3 dB), mais cela reste confortable avec les PHY-haut-parleur.

D'autre part, les possibilités de réglages et d'interventions sont minimes, et la conception est primordiale.
Je conseille à ceux qui se lancent dans l'aventure de prévoir un système de contre baffle réglable en orientation, afin de pouvoir régler l'axe de chaque haut-parleur en fonction de l'écoute, de la pièce...
Les haut-parleurs large bande sont très directifs.
Pour ma part le réglage possible n'est que de 4 ou 5 degrés, et c'est limite.

Autre point à noter, ces haut-parleurs étant d'une transparence totale, il devient possible d'évaluer chaque modification du système de façon plus certaine.
D'ailleurs, un ami concepteur d'ampli à tube finalisait quelques-unes de ses réalisations chez moi, avant de se monter récemment lui aussi en Phy-haut-parleur.
Ainsi j'ai noté qu'en changeant la connectique entrée et sortie de mon ampli, de mon lecteur et du convertisseur le gain en qualité est aussi important qu'en changeant le câble.
J'ai aussi, quand je le pouvais, remplacé le câblage de sortie à l'intérieur des électroniques par du câble argent.

De toute façon je partage votre avis sur l'importance de l'amplification pour le registre grave (et les autres bien sûr).

 

Photos :

 

Sur la photo plus détaillée ci-jointe, j'ai recouvert provisoirement de feutrine un contre baffle afin de déterminer l'importance des réflexions de bord, réflexions importantes sur un baffle plan.

 

Je reste à votre disposition et vous autorise à orienter des gens vers mon E-mail s'ils sont désireux de tenter l'aventure du baffle infini.

Je remercie ici M. TANCHON Jean-Philippe pour sa très grande contribution à la rédaction de ce chapitre.

 

Et en 2022 ?

Rien de plus à dire sur le principe du baffle infini et la conception de la pièce.

Je vous incite fortement, au moins le temps de la mise au point, de mettre le haut-parleur sur une planche orientable vers le point d'écoute, pour choisir à l'écoute si les axes doivent se croiser en arrière, sur, ou en avant du point d'écoute.
Vous prendrez aussi en compte les mises au point sur les DAVIS 20DE8 et les ALTEC 420-8B.
Comment le faire en pratique ? Ce point est à réfléchir.

Mais c'est surtout toute la partie mesures et corrections par convolution qui serait à ajouter
Pour moi un haut-parleur large bande ne s'écoute pas sans correction, ce point s'applique aussi aux KM30 de PHY-haut-parleur, quelle que soit la qualité de ces haut-parleurs.
Correction de l'excess phase, de la courbe de réponse, transformée de Linkwitz avec prise en compte de la pièce, courbe cible, il y a encore des gains sensibles à faire pour améliorer l'écoute, sans dépenser beaucoup d'argent.

 

Dôme Acoustique