©   Thierry Martin 2005-2010       

Mesure acoustique

 

4 : Exemples pratiques

Avril 2008

Exemple n°1 : relevé d'une courbe de réponse

L'objectif de cet exemple et de montrer les erreurs courantes lorsque l'on débute. Afin de commencer par quelque chose de simple nous nous occuperons ici d'enceintes à filtrage passif. Il s'agit des IMF Super Compat Mark I. Les numéros de série CS8014L et CS8014R figurant à l'arrière indiquent une fabrication et une commercialisation par paire, ce que le positionnement des haut-parleurs en miroir implique. Elles ont été fabriquées vers 1974, et on pourra utilement consulter les spécifications du constructeur publiées à l'époque.

Les relevés figurant sur cette page sont effectués en bruit rose dans la bande 20Hz-20KHz avec une courbe tracée en 1/48ème d'octave. Les différents graphes illustrent les effets de divers positionnements de l'enceinte et du capteur. Les mesures sont faites dans une pièce d'habitation normale (mon bureau) avec le microphone placé à environ 1 mètre de la face avant de l'enceinte, dans l'axe du baffle supportant les haut-parleurs. Chaque enceinte est mesurée individuellement*, le signal est envoyé depuis le PC jusqu'à l'amplificateur de mesure comme dans ce synoptique sauf que cette fois il s'agit d'un filtrage passif.

* si une correction devait être appliquée elle le serait pour chaque canal séparément, la réponse n'étant jamais indentique de l'un à l'autre en raison du couplage pièce/enceinte. Il faut donc disposer de mesures individuelles.

La pièce est trapézoïdale, d'une surface d'environ 15m² et une partie de son plafond est inclinée à 45°. Le sol est recouvert de moquette rase et de nombreux meubles et rayonnages assurent une diffraction correcte des ondes émises par les HP. Il ne faut pas tenir compte du tracé sous 20Hz car il ne fait pas partie de la mesure. Voyons d'abord ce qu'il faut éviter de faire.

 

 

 

Méthode empirique

Micro à 1 mètre de l'enceinte dans l'axe du médium.

Les enceintes sont sur leur pied et positionnées à leur emplacement normal mais le microphone de mesure ne se trouve pas exactement au même endroit par rapport à l'enceinte entre chaque relevé. C'est l'erreur classique : on positionne le micro un peu "au pif" en se disant que ça ne fera pas de grosse différence de toute façon. La différence de distance micro/HP est de l'ordre de quelques centimètres seulement et l'environnement immédiat de chaque enceinte n'est pas tout à fait le même.

Enceinte droite CS8014R le tracé situé avant 20Hz ne doit pas être pris en compte, il n'est pas inclus dans la mesure

 

Enceinte gauche CS8014L le tracé situé avant 20Hz ne doit pas être pris en compte, il n'est pas inclus dans la mesure

Résultat immédiatement visible : le micro n'étant pas positionné très exactement au même endroit par rapport à chacune des enceintes mesurées tour à tour, la courbe montre des résonnances, des creux et des bosses constituant la "signature" de son environnement proche. La conséquence est qu'il est impossible de comparer la courbe de l'enceinte gauche avec celle de la droite : 12dB d'écart vers 65Hz, 15db à 130Hz etc...mais où est donc passé l'appairage évoqué plus haut ? Quel relevé croire et surtout, où et comment intervenir pour corriger éventuellement les défauts de linéarité ?

 

Changement de méthode : enceinte au sol

Micro à 1,20m au dessus du baffle support de l'enceinte posée au sol.

Comment avons nous pu commettre une telle erreur ? Prenons le taureau par les cornes, ou plutôt l'enceinte par les coins et plaquons-la fermement au sol : positionné ainsi, le micro de mesure ne bouge absolument pas entre deux relevés (on découvre ici l'intérêt d'utiliser un vrai pied de qualité). Il est très précisément situé au-dessus de l'enceinte mesurée, laquelle est également placée exactement au même endroit sur le sol lors de chaque relevé. L'environnement est donc le même à chaque mesure.

Enceinte droite S8014R le tracé situé avant 20Hz ne doit pas être pris en compte, il n'est pas inclus dans la mesure

 

Enceinte gauche CS8014L le tracé situé avant 20Hz ne doit pas être pris en compte, il n'est pas inclus dans la mesure

Les choses s'améliorent nettement en ce qui concerne la reproductibilité de la courbe obtenue d'une enceinte à l'autre qui, je le rapelle, étaient vendues en tant que paire triée. Nous voilà donc rassurés, nous mesurons enfin quelque chose qui a du sens. Cependant un détail capital a une conséquence visible sur la courbe sous 150Hz qui semble anormalement linéaire par rapport à la courbe de réponse relevée par le constructeur. Explication : le rayonnement de l'enceinte dans le grave s'effectue cette fois en 2*Pi , c'est à dire en demi-sphère, à cause de la proximité immédiate du sol, alors qu'en usage normal le rayonnement se fait sur 4*Pi comme le montre le diagramme polaire . La courbe de réponse dans le grave est donc fausse car artificiellement relevée de +6dB, ce qui est parfaitement normal dans cette situation mais n'indique rien qui nous interresse, à moins que vous ne soyez Spiderman ou une mouche et n'écoutiez Beethoven collé au plafond avec vos enceintes placées au sol.

 

Enfin la bonne méthode !

Micro 1 mètre devant le baffle dans l'axe du tweeter, enceinte posée sur son pied.

 

Courbes superposées de CS8014R et CS8014L

le tracé situé avant 20Hz ne doit pas être pris en compte, il n'est pas inclus dans la mesure

 

Voilà maintenant à quoi ressemble la courbe de réponse de l'enceinte dans la pièce d'écoute. On constate cette fois que l'appairage est réel. La bosse à 40Hz est due à un mode de résonnance spécifique de la pièce d'écoute et ne doit pasêtre considéré. Le graphe présente la réponse superposée des deux enceintes afin de visualiser les écarts d'un coup d'oeil , le tracé de l'enceinte gauche apparaît en rouge, celui de l'enceinte droite en bleu. Cette fonction de SynRTA est bien pratique, par exemple pour comparer une courbe avant et après correction. Remarquons au passage que pour des enceintes âgées de 35 ans le résulat obtenu est loin d'être ridicule en ce qui concerne la linéarité.

Comparaison de la courbe IMF / SynRTA

Et justement, 35 ans après ça donne quoi la mesure d'une IMF Super Compact ? Comparons le relevé fourni par IMF et celui que nous venons d'effectuer : mis à part les différences d'échelle et celles dues au protocole de mesure ces courbes sont semblables. Le tracé du relevé Brüel et Kjaer de 1975 a été volontairement lissé par IMF par un défilement rapide de la bande de papier, ce qui gomme les petits pics et creux que vous voyez sur le courbe de SynRTA. C'est une pratique courante chez beaucoup de constructeurs, elle permet de ne pas effrayer l'acheteur potentiel avec ces pics et creux non significatifs en analyse temps réel. Par comparaison, voici la courbe de réponse de l'enceinte gauche  fournie dans les documents de mes Quadral Titan lorsque je les ai achetées. La mesure a été faite avec le même matériel dans la chambre semi-anéchoïque du constructeur mais la vitesse de défilement utilisée (rubrique "Speed :______mm/sec") a sans doute été plus faible que pour les IMF.

Pour revenir aux Super Compact force est de constater qu' IMF était un constructeur sérieux, y compris pour ses modèles d'entrée de gamme. Le creux dans le médium est certainement volontaire et assez fréquent sur beaucoup d'enceintes britanniques de cette époque. L'objectif était de procurer cette écoute agréable, jamais agressive que l'on appelle le son anglais. Le propriétaire de Super Compact épris de rigueur pourrait éventuellement en revoir le filtrage pour linéariser la réponse dans le médium et atténuer la bosse de résonnance située vers 12Khz, typique du tweeter à dôme souple Audax. Il faudra que je mesure les B&W D5 situées dans la même pièce que les IMF, et pour rire un peu que je compare ces résultats avec ceux des petits moniteurs récemment construits.

 

Réponse 1/3 octave publiée par IMF en 1975

 

Réponse 1/12ème octave en 2008 - micro idem ci-dessus à 1m dans l'axe du tweeter

La bosse à 40Hz entourée de rouge n'est pas significative de la réponse de l'enceinte.

 

 

 

Conclusions de l'exemple n°1

Si l'on souhaite évaluer le comportement d'une enceinte et pour que le résultat soit valable ce type de relevé doit être fait dans des conditions rigoureusement identiques entre chaque voie, en évitant les erreurs grossières démontrées ci-dessus. En milieu domestique et en mode fréquentiel, faute de chambre sourde, l'enceinte est mesurée avec son environnement. Celui-ci a évidemment une influence sur le résultat et c'est pour cela que le mode pseudo-anéchoïque évoqué dans la première partie du dossier est parfois utilisé.

Si l'objectif est de relever la réponse en fréquence dans la pièce d'écoute, puis de la linéariser raisonnablement avec un égaliseur , il faudra positionner le micro de mesure à la position d'écoute, mesurer chaque voie successivement sans toucher au micro ou en tout cas en conservant rigoureusement la relation de distance entre le capteur et l'enceinte (axe compris).

Enfin cet exemple illustre la difficulté, voire l'impossibilité pour un appareil automatique de proposer une correction pertinente : un micro n'est pas une oreille dotée d'un cerveau, il n'interprète et ne pondère rien mais retranscrit très exactement ce qui arrive sur son diaphragme. Sans entrer dans les problèmes de perturbations de la phase par des éléments non maîtrisés de l'environnement immédiat du HP, la conséquence est que la moindre influence sur l'onde sonore, aussi ténue soit-elle comme par exemple une reflexion sur le bord de l'ébénisterie, d'un meuble proche, d'un obstacle quelconque, la présence ou pas du tissu de façade etc... sera interprétée par le DSP de la machine utilisée et elle tentera de corriger sans comprendre. Il faut donc apprendre à interpréter avec ses neurones ce que la courbe nous dit, éviter les causes les plus courantes d'erreurs de relevé et ne pas essayer absolument de TOUT corriger, sous peine de ne jamais parvenir à un résultat satisfaisant. Lorsque l'on observe une courbe de réponse de type RTA il faut procéder à un lissage "à l'oeil" pour détecter les non-linéarités vraiment gênantes, ce sont elles qu'il faut s'efforcer de corriger, et elles seulement. Il est absurde de vouloir combler absolument un creux de 12db à 33Hz ou de raboter un pic de 9dB à 153Hz qui seront dûs la plupart du temps à des annulations ou des résonnances très localisées liées à la pièce d'écoute et qui disparaîtront si le micro est déplacé de quelques centimètres. Cela aboutira forcément à l'échec, voire à un résultat pire que l'absence de correction.

 

 

Exemple n° 2 : correction du couple enceintes + local

Cette fois il s'agit du sytème principal situé dans une pièce d'environ 75m². Pour effectuer le relevé le micro de mesure est placé au point d'écoute habituel à environ 5 mètres des enceintes. Le système étant configuré en filtrage actif au moyen du Behringer DCX2496, il a été facile après analyse de la réponse de chaque enceinte d'introduire les compensations pour chaque canal dans le DSP de la machine, ce qui est aisé si l'on a bien configuré la station de travail. Voici les corrections appliquées grâce à l'égaliseur paramétrique du DCX :

* Note : en égalisation paramétrique le facteur Q est le coefficient de surtension de la correction, et non comme vous l'imaginiez un employé de la Poste enclin à la lubricité. En bon français : c'est la largeur de la bande sur laquelle la correction est appliquée, les deux autres réglages étant le gain (ou l'atténuation) et la fréquence. Le facteur “Q” exprime simplement la relation de la fréquence basse par rapport à la fréquence haute de la bande de correction.

Les corrections introduites correspondent aux non-linéarités des haut-parleurs et bien sûr à celles de la pièce d'écoute. L'annulation des pics et des creux très ponctuels n'a volontairement pas été effectuée, ces accidents n'étant pas perceptibles à l'oreille. Encore une fois, vouloir compenser parfaitement toute irrégularité du tracé au point d'écoute est la garantie d'un résultat épouvantable. Ici , en prenant pour référence 0dB la fréquence de 1 Khz vous remarquerez la régularité de la réponse entre 16 hertz (ce n'est pas une faute de frappe) et 20 kilohertz selon une pente très légèrement descendante. Cette linéarité associée à l'absence d'accidents de phase entre 200Hz et 20Khz grâce à un travail conséquent sur les pentes et les fréquences de recoupement des filtres procure une sensation de plénitude et d'aisance sur tous les programmes musicaux ainsi qu'un respect de la scène sonore dont sont capables très peu de systèmes selon mon expérience. Ces caractéristiques sont conservées à tout niveau d'écoute.

 

SUITE

la correction de la courbe de réponse