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2-3-2-1 : Les pavillons avant

Mise à jour : 14 septembre 2023, Antimode 11.

Les pavillons avant :

L'homme a toujours su naturellement exploiter la fonction de porte-voix simplement en plaçant ses mains devant la bouche.
De la même façon, on peut augmenter le rendu acoustique d'un haut-parleur en le chargeant avec un pavillon.

Le pavillon acoustique joue le rôle d'un transformateur entre la haute impédance de la source rayonnante (en l'occurrence la membrane du haut-parleur, dont la masse volumique est forte, par exemple le papier utilisé pour la fabrication des cônes) et la très basse impédance acoustique de l'air dont la masse volumique est faible (1,200 kg/m³).
Il est en effet démontré physiquement qu'il est toujours très difficile de transmettre une vibration d'un milieu dense à un milieu léger.

Lors du fonctionnement dynamique du haut-parleur, le pavillon a pour effet physique d'augmenter la masse volumique apparente de l'air au voisinage du cône, il s'ensuit une meilleure transmission des vibrations.

On trouve dans la littérature beaucoup de publications qui s'intéressent aux pavillons acoustiques.
Certains des livres publiés sont très théoriques et il est difficile aux néophytes d'en extraire la substantifique moelle et de passer ainsi à une réalisation pratique.
D'autres ouvrages se présentent comme des articles scientifiques, mais ne donnent en fait que des recettes mystérieuses et secrètes, sans aucune base technique sérieuse, ce qui est toujours un peu frustrant.
Dans tous les cas il manque toujours une ou deux données essentielles pour pouvoir enfin concevoir et réaliser un pavillon acoustique.

Dans une forme que nous espérons la plus claire et concise possible, cet article n'a que pour modeste ambition d'établir les bases et principes nécessaires à la réalisation pratique des pavillons acoustiques.

Le plus bel exemple de pavillon que l'on puisse donner se trouve sur le site d'un internaute de ma région.
Je puis vous assurer que l'écoute est à l'image des photos, grandiose.

Généralités :

Modification de l'impédance :

Lorsque l'on fait l'étude d'un haut-parleur (non chargé par un pavillon) on néglige les "pertes" dues au rayonnement de celui-ci (résistance de rayonnement) .
C'est une bonne approximation pour le cas général, car comme nous l'avons vue précédemment le rendement acoustique des haut-parleurs classiques est faible de quelques %.

À la résonance mécanique, c'est-à-dire quand la membrane émettrice du haut-parleur réagit mécaniquement aux excitations électriques de la bobine par la masse (m) de son équipage mobile suspendu par le "spider" et la suspension périphérique (raideur K; et à une fréquence telle que 4*Pi² fs² = K/m ), l'impédance du haut-parleur présente un pic bien connu :

La différence Rmax-Re mesure à un facteur près et sensiblement (puisqu'on néglige la résistance de rayonnement) la puissance électrique transformée en puissance mécanique (c'est-à-dire le seul mouvement vibratoire de la membrane du haut-parleur).

Le rapport (Rmax-Re)/Rmax donne le rendement de la transformation électrique/mécanique du haut-parleur.
Cette conversion est relativement efficace puisque pour la plupart des haut-parleurs elle atteint généralement 80%.
La conversion des mouvements vibratoires de la membrane en sons dans l'air ambiant, quant à elle (conversion mécanique/acoustique) est plus particulièrement désastreuse comme déjà évoqué.

Lorsque l'on charge un haut-parleur par un pavillon, on ne peut plus faire l'approximation précédente sur la résistance de radiation.
Celle-ci n'est plus alors négligeable, un pavillon acoustique et sa chambre de compression vont donc modifier significativement l'impédance du haut-parleur ainsi chargé.
On peut prédire par intuition qu'il y aura une augmentation de cette impédance.

La littérature ne donne malheureusement pas de formulations claires pour une prévision de cette augmentation d'impédance.
Il ne reste plus aux passionnés qu'à faire eux-mêmes la mesure de la nouvelle courbe d'impédance du haut-parleur.
Les paramètres fs et Qts s'en déduisent comme rappelé dans la figure 3.

Cet aspect (modification de l'impédance) est important si l'on souhaite optimiser la charge arrière du haut-parleur (qui peut être une charge bass-reflex) et le filtrage passif.

Quelques liens :

• http://www.azurahorn.com/index.html.
• Les installations utilisant des pavillons, en images, sur plus de 100 pages.
• Une méthode en images que je n'avais jamais vue de réalisation des pavillons de bas médium. Des idées remarquables à reprendre.
• Des pièces de mise en phase DIY.

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