A vous les studios!

[Bkg2k]

Bonjour,

Cette semaine, j'ai pu passer pas mal de temps avec des gens qui travaillent en studio.
Un vieil ami, musicien autodidacte expatrié outre atlantique, était de passage en france pour quelques jours, pour affaire et pour vacances.
Pour la petite histoire, il est partit de pas grand chose, et il a aujourd'hui sa propre maison de production, ainsi que deux studios, outre atlantique et outre manche.

J'ai été présenté à un ami à lui qui a monté un "home studio" (un "petit" studio personnel de 70m²...), et deux de ses collègues, un ingénieur du son assez porté sur le coté numérique, et un autre, plutôt sur la partie analogique, l'appareillage, et toute la partie installation.

Forcement, j'ai profité de l'occasion pour leur poser tout un tas de questions
Le domaine du studio d'enregistrement et de la musique pro est un domaine visiblement assez fermé, ou les choix et les "secrets de montage" sont jalousement gardés... Mais j'ai quand même eu tout un tas d'infos intéressantes.

Voici donc, une compilation de ce que j'ai pu avoir.
@Olivier, libre à toi de déplacer le post dans une autre section. Le post touche plusieurs sujets, mais ça reste majoritairement orienté "secteur"

Dans un studio, la problématique est double: la partie enregistrement doit être de qualité. Et pour la contrôler, la restitution ne doit pas être en reste.
Si la qualité du matériel est importante, c'est la qualité de l'isolation qui fera la différence. Et là, c'est une vraie chasse aux courants parasites.

Globalement, les signaux "chaud" sont plutôt bien protégés. En revanche, la partie "froide" l'est moins (la masse), d'autant qu'elle constitue l'essentiel des blindages.
Seulement, dans les installations électrique, tout courant va finir sa course à la terre. Et si les connections à la terre ne sont pas suffisantes ou bien faite, les courants parasites vont se "promener" là ou il ne faut pas et ils perturberont le rendu.
Et des courants parasites, il y en a des tonnes, induits par le secteur, par tous les appareils électriques, par rayonnement, etc...
Avant, dans les studios, ou lors d'installation de concerts, les ingénieurs son (aidés par les constructeurs) jouaient un peu avec le feu. Tout le monde y allait gaiement de sa petite modif du matériel, jusqu'aux coupures sauvages, ou explicitement permises par le matériel, de quelques lignes de terre, histoire de couper les effets antenne, les boucles de masse, et le passage de parasites vers tel ou tel appareil.
Forcement, il y a eu quelques accidents.

Maintenant, les techniques ont changé, et sont moins dangereuses.
Pour les connexion entre les appareils, ils évitent de connecter plusieurs masses, ou de raccorder systématiquement les blindages aux boitier des deux cotés. C'est le principe des câbles asymétriques.
Ils evitent une partie des effets antenne (pratiquement tous les câbles sont des antennes à large bande), et les petites boucles de masse. Bien entendu, il faut utiliser des connecteurs métalliques, et faire entrer les blindages dans le connecteur, même du coté ou on ne raccorde pas, afin d'offrir un volume quasi perméable.
Mais ce n'est pas suffisant. Tous les appareils doivent avoir une solide connexion à la terre. Et les appareils eux même doivent offrir des raccord masse-terre aux endroit stratégiques (ça, on ne peux pas le contrôler, ça dépend des fabricants et de chaque appareil).
En studio, ils utilisent des "hearthing trees", ou arbres de mise à la terre en french in the text. Ce sont des réseaux de câbles de grosses sections (4-6mm² minimum, et parfois de la tresse métallique en plus), branchés sur une unique prise de terre. Chaque "branche" connecte le boitier d'un appareil à la terre. C'est particulièrement important pour les appareils qui ne sont pas alimentés directement sur secteur, mais via une alimentation qui leur fournit une isolation galvanique. Ces appareils raccordent quasi-systématiquement les blindages à la masse, et sans retour à la terre, c'est la propagation des parasites assurée.
La règle est simple: les masses sont exposées, et vont drainer toute sorte de perturbations. Il faut renvoyer ces courants parasites à la terre le plus vite possible en leur offrant des autoroutes 4 voies.
Physiquement, ça va créer de multiples et grandes boucles de terre et de masse. Mais dans la pratique, ça offre des raccourci très attirants pour les courants qui se promènent sur les masses.
Pour les mêmes raisons, chaque appareil devraient avoir des connexions masse-boitier au niveau des entrées et des sorties. Mais ça, comme dit plus haut, on ne le contrôle pas..

Les câbles secteurs classiques offrent souvent une section de terre inférieure ou égale aux autres sections phase/phase ou phase/neutre. Les câbles "audiophiles" privilégient souvent tout un tas de paramètres de moindre importance, mais considèrent la terre comme le mouton à 5 pattes, alors qu'au final c'est la connexion la plus importante.

Il est important de ne passer que par un seul point de terre. L'utilisation de plusieurs prises (ou rallonges) qui viennent de plusieurs prise murales pourraient fournir des raccord à la terre d'impédances différentes et favoriser dans certains cas, la traversée d'un appareil plutôt que d'un câble de terre.
En studio, ils utilisent de grosses barrettes secteurs. Une barrette par groupe d'appareils inter-connectés. Quand c'est possible, les câbles passent dans des goulottes métalliques pour fournir une isolation supplémentairement.

La partie épuration des alimentation n'est pas en reste. Soit ils utilisent des onduleur de type "online" qui fournissent un courant sinusoïdal des plus propre. Soit, pour des questions de coût, ils utilisent des "line-interactive", qui fournissent un courant propre tant que le secteur est disponible, et un courant sinusoïdo-carré quand il y a une coupure secteur.
D'autres utilisent des gros transformateurs d'isolation, alliés à des filtres secteurs. De ce coté là, une sortie symétrique peut éviter la ronflette de certains transformateurs sensibles au sens phase/neutre.
La propreté du secteur et la qualité des alimentations évitent la création et/ou la propagation de perturbations, et pas seulement les 50Hz.

Voilà... je crois que je n'ai rien oublié.
Pour résumer, voilà en quelques mots les techniques de câblages studio:
- Câbles de connexion inter-appareils asymétriques.
- Raccord à la terre à l'aide de gros câbles (+ éventuellement tresse métallique) sur un point de terre unique.
- Filtrage secteur.

Pour aller encore plus loin (parce qu'on le vaut bien ), en voulant vérifier le pourquoi du comment de l'utilisation de la tresse en sus d'une grosse section, je suis tombé sur quelques informations éparses, provenant de diverses sources (et pas seulement des sources audiophiles).
Les basses fréquences sont attirées par les faibles résistances et les grosses sections. Les hautes fréquences, plutôt par les grandes surfaces, dû a un effet inductif. Au plus la fréquence augmente, au plus le courant se déporte en surface des conducteurs, c'est "l'effet de peau". On peut donc aller plus loin que le câble + tresse.
En alliant grosse section, tresse et fils de litz, on peut offrir une autoroute 10 voies à une très large gamme de fréquence parasites. Soit, ça peut paraitre un peu délirant pour de "simples" câbles de rappel à la terre, mais c'est un test que je ferai volontiers... Même si la conception d'un tel câble n'est pas simple.

L'ingé "analogique", avec qui j'ai sans doute le plus échangé, m'a parlé de câbles de modulation dont on lui a confié la réalisation, conçus à partir de câbles Triax (câble coaxiaux à double blindages isolés: conducteur/gaine/feuille+tresse/gaine/feuille+tresse/gaine) et qui d'après lui, donnent d'excellents résultats. J'ai regardé, par curiosité, et j'avoue que l'idée m'intéresse. Ce type de câble est un peu compliqué à trouver, surtout si on est exigeant, mais je vais faire l'essai d'un câble asymétrique avec un blindage raccordé d'un coté et le second de l'autre coté. Ce qui devrait donner un écran quasi-infranchissable, hormis sans doute par quelques EMP et autres éruptions solaires

Désolé pour le post un peu long. J'espère ne pas avoir fait trop de fautes

[Olive]

(04-08-2016, 08:51 PM)Bkg2k a écrit : Avant, dans les studios, ou lors d'installation de concerts, les ingénieurs son (aidés par les constructeurs) jouaient un peu avec le feu. Tout le monde y allait gaiement de sa petite modif du matériel, jusqu'au coupure sauvage, ou explicitement permise par le matériel, de quelques lignes de terre, histoire de couper les effets antenne, les boucles de masse, et le passage de parasite vers tel ou tel appareil.
Forcement, il y a eu quelques accidents.

Keith Relf, le chanteur des Yardbirds en est mort. Arc entre sa guitare et le micro mal isolés à la balance.
GzzZZzz le chanteur

Merci pour ton partage d'expérience

[Jacques92]

(04-08-2016, 08:51 PM)Bkg2k a écrit : Les câbles secteurs classiques offrent souvent une section de terre inférieure ou égale aux autres sections phase/phase ou phase/neutre. Les câbles "audiophiles" privilégient souvent tout un tas de paramètres de moindre importance, mais considèrent la terre comme le mouton à 5 pattes, alors qu'au final c'est la connexion la plus importante

+10, Merci Bkg2K ! J'avais raté ce fil.
Une réanalyse de ma chaine centrée sur ce très important fil vert/jaune l'a transfigurée l'année dernière après des mois de galère.

Et dire qu'on se prend la tête a expliquer le son des câbles secteur au travers des fils de phase et de neutre alors qu'il y une isolation galvanique et un mega redressement/filtrage entre eux et les circuits audio

[Bkg2k]

(07-12-2016, 08:48 PM)Jacques92 a écrit : +10, Merci Bkg2K ! J'avais raté ce fil.
Une réanalyse de ma chaine centrée sur ce très important fil vert/jaune l'a transfigurée l'année dernière après des mois de galère.

J'avoue être très admiratif de ton travail, et content que ça confirme

(07-12-2016, 08:48 PM)Jacques92 a écrit : Et dire qu'on se prend la tête a expliquer le son des câbles secteur au travers des fils de phase et de neutre alors qu'il y une isolation galvanique et un mega redressement/filtrage entre eux et les circuits audio

C'est exactement mon avis. Peut-être devrait-on essayer de faire plus attention aux blindages, isolations et aux mises à la terre!

[pascal]

C'est très intéressant.
Si je puis me permettre, les connexions entre les appareils sont bien en symétrique (le signal est véhiculé en double, sur deux conducteurs, en opposition de phase), c'est la masse qui n'est raccordée que d'un côté, je ne pense pas qu'on puisse parler de connexion asymétrique... ?

[Bkg2k]

(07-12-2016, 09:28 PM)pascal a écrit : C'est très intéressant.
Si je puis me permettre, les connexions entre les appareils sont bien en symétrique (le signal est véhiculé en double, sur deux conducteurs, en opposition de phase), c'est la masse qui n'est raccordée que d'un côté, je ne pense pas qu'on puisse parler de connexion asymétrique... ?

La plupart du temps, ce qui est asymetrique, c'est le blindage, qui au lieu d'être raccordé à la terre des deux coté, ne l'est que d'un seul coté, permetant d'eviter une partie des boucles des terre/masse.

Parfois, c'est la masse qui n'est pas raccordée. Par exemple, dans un cable de modulation qui transporte les signaux L et R, et une masse pour chaque signal, on peut couper une des masse lorsqu'elles sont communes. Ca permet d'eviter les petites boucles de masse.

[Vincent.]

Bonsoir,
J'étais aussi passé à côté, merci pour ces éléments qui confortent l'idée que la qualité du secteur qui alimente les appareils est primordial.

[Jacques92]

Chez moi, toutes les masses electriques sont reliées a un gros fil qui relie tous les appareils entre eux, en plus des cordons de modulation. Ce gros fil est relié à la terre côté ampli. C'est une sorte de collecteur à courants parasites (générés par les alims de chaque appareil).Il améliore l'equipotentialité des appareils. J'ai des boucles de masse en pagaille et pourtant pas de ronflette

[Bkg2k]

(07-12-2016, 11:00 PM)Jacques92 a écrit : Chez moi, toutes les masses electriques sont reliées a un gros fil qui relie tous les appareils entre eux, en plus des cordons de modulation. Ce gros fil est relié à la terre côté ampli. C'est une sorte de collecteur à courants parasites (générés par les alims de chaque appareil).Il améliore l'equipotentialité des appareils. J'ai des boucles de masse en pagaille et pourtant pas de ronflette

C'est la solution que personnellement je préfère. Plus que celle consistant à isoler les appareils entre eux au maximum, ou a tester et couper les liaisons masse et/ou terre.
La seule isolation qui vaille vraiment le coup à mon sens, est l'isolation optique, mais ça se limite au SPDIF pour le coup

[tonton flingueur]

La terre... très  important... mais le soleil aussi!
Sérieusement,  je crois que la liaison terre reste le point majeur à surveiller!