2-9-9 : Puissance des enceintes de grave de sono

Mise à jour : 15 novembre 2023, Antimode 11.

 

Le problème :

Ce chapitre est la suite logique du chapitre sur la puissance des enceintes de bas médium de sono.
Nous avons vu qu'un filtre passe-haut améliore considérablement la tenue en puissance d'une enceinte de bas médium.
Nous allons utiliser rigoureusement la même méthode sur les enceintes de graves, mais en plaçant le filtre passe-haut le plus bas possible en fréquence.

Dans ce chapitre, je me place dans l'hypothèse que vous avez un filtre actif qui autorise un passe-haut sur la voie grave.

Je n'ai pas de solution à proposer si vous êtes avec un filtre passif.
Regardez simplement si votre table de mixage ne vous propose pas un filtre passe-haut, et utilisez-le.
Le filtre passif est probablement moins cher, tant que vous n'avez pas grillé ou détruit une paire de haut-parleurs de graves.

 

Mécaniquement :

Nous prendrons pour exemple le haut-parleur RCF L15P200AK monté dans 100 L avec un accord à 41.7 Hz.
C'est un bon haut-parleur de grave, avec un Qts de 0.35 et un déplacement de la membrane de ±8.5 mm.
Il est capable théoriquement de 121.4 dB avec 485 W.

 

Sur la courbe de déplacement de la membrane :

Vous allez me dire "Pourquoi ajouter un filtre passe-haut, les chiffres actuels sont excellent et me conviennent parfaitement ?"
Regardons la courbe de déplacement de la membrane :

 

J'ai calculé la puissance admissible du haut-parleur sur le maximum de déplacement de la membrane, en retenant le maximum situé au-dessus de Fb = 40.0 Hz.
Dans notre cas il se trouve à 57.7 Hz.
Je n'ai pas retenu la partie de la courbe située en dessous de Fb parce que le déplacement tend vers l'infini ce qui donne une puissance admissible nulle.
Logique donc.
Dès que vous utiliserez un filtre de coupure, avec M18 > 0, la puissance de l'enceinte sera calculée sur la totalité de la courbe de déplacement de l'enceinte.
Logique aussi...

En 2022, avec l'abandon d'Excel au profit d'outils de calculs en PHP, "M18 > 0" n'existe plus...

Dans le cas d'une enceinte SONO, il faut ajouter un filtre passe-haut placé à une fréquence telle que le déplacement en dessous de Fb ne soit jamais supérieur au déplacement au-dessus de Fb.
En fonction de la pente du filtre, la fréquence change pour avoir le même résultat.

Placé à 50 Hz, le filtre est un peu trop haut et va limiter la bande passante dans les graves.

 

Placé à 30 Hz, le filtre est un peu trop bas et va limiter la tenue en puissance à 330 W.
Je rappelle que dès qu'un filtre est utilisé, la puissance de l'enceinte est calculée sur la totalité de la courbe de déplacement.
Il est donc logique de ne pas dépasser le déplacement maxi du haut-parleur, c'est la puissance qui est diminuée dans ce cas.

 

Placé à 41.1 Hz, le filtre est idéal : Le haut-parleur est utilisé au maximum de ses possibilités, et la perte dans le grave sera limitée.
Avec un filtre à 12 dB/octave, la puissance monte à 870 W.
En pratique, vous n'aurez pas cette fréquence dans votre filtre actif.
Il faut retenir la fréquence immédiatement supérieure à celle calculée.

 

Sur la courbe de réponse :

Avec un filtre à 12 dB/octave, ordre 2, placé à la fréquence de 41.1 Hz, Il y a une perte de 7 dB sur la coupure à -3 dB.
Le gain en puissance est réalisé au détriment de la bande passante dans les graves.

 

Avec un filtre à 18 dB/octave, ordre 3, placé à la fréquence de 35.1 Hz, il y a une perte de 3 dB sur la coupure à -3 dB.

 

Avec un filtre à 24 dB/octave, ordre 4, placé à la fréquence de 33.5 Hz, il y a une perte de 2 dB sur la coupure à -3 dB.
Nous avons retrouvé la puissance de notre enceinte de départ.

 

Avec un filtre à 48 dB/octave, ordre 8, placé à la fréquence de 32.7 Hz, il n'y a pas de perte dans les graves.
Nous avons retrouvé la puissance de notre enceinte de départ.

 

Conclusion :

En SONO, vous devez absolument ajouter un filtre passe-haut sur la voie grave, pente >= 18 dB/octave, idéalement à 30 dB/octave à Fb moins 7 à 8 Hz.
Fb moins 7 à 8 Hz, pente 30 dB/octave, ne sont pas un résultat calculé, ce sont des résultats d'essais pratiques, essais réalisés entre 2018 et 2022.

 

Dôme Acoustique