La caisse acoustique — est-elle la solution ou le problème ?

[Bela Lugosi]

images modifiées, cela devrait etre mieux

[ericb56]

Merci, la lecture est plus commode.

[Bela Lugosi]

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supprimer automatiquement l'image

[ericb56]

Décroissance temporelle:
Le temps de décroissance de l'amplitude d'une résonance due à l'excitation d'un mode propre d'un local ne dépend pas de la formule de Sabine mais du coefficient de surtension de cette résonance comme tu l'indique d'ailleurs dans le cas de la ligne en quart d'onde.
Il est plus rigoureux d'utiliser la formule d'Eyring dans les locaux de volume domestique plutôt que celle de Sabine.
L'une ou l'autre de ces formules ne peut être utilisée en dessous de la fréquence de Schroeder qu'en dehors des fréquences modales.

Traînage:
Le minimum d'oscillation parasite n'est pas obtenu par un Qts faible mais par l'amortissement critique de l'ensemble amplificateur, câbles, haut-parleur c'est à dire un coefficient de surtension de l'ensemble égal à 0,5.

Masquage par les modes:
Il n'y a effectivement pas de corrélation entre le diamètre du haut-parleur et l'excitation des modes propres ( donc le masquage ).
Un haut-parleur de grand diamètre placé sur un nœud de vibration n'excite pas le mode correspondant.
Un haut-parleur de petit diamètre placé sur un ventre de vibration excite le mode correspondant et donc crée un masquage.

Correction active:
L'utilisation d'une correction active ( highshelf ou autre ) pour compenser la chute de niveau dans le grave provoque une augmentation du délai de groupe et ceci quelque soit la nature du reproducteur sonore utilisé.

[Bela Lugosi]

Décroissance temporelle:
oui c’est juste. Le texte sera modifié.

Traînage:
C’est exact. Et au final Qsystem> Qts
Chaque maillon ayant un impact négatif sur le Q du Système, autant viser un Qts faible.

Masquage par les modes:
Oui

Correction active:
C’est exact également. Et ce groupe delay est assez faible comparé au reste.

[Bela Lugosi]

Bonsoir à tous,
je rame pour présenter la suite.
Est il possible de mettre directement un pdf, ce serait plus simple?
Paul

[indien29]

Bonjour

Je pense que les lecteurs apprécieraient un document de synthèse bref, d’autant que ce forum est assez peu technique (si on le compare à un forum voisin comme https://forum.soundpixelab.com ) ou il aurait peut être plus d’écho)

Le dipôle est un mode de diffusion sonore qui fonctionne bien mais pose des soucis d’efficacité devant les grandes longueurs d’ondes (les basses fréquences) 

On ne récupère pas l’onde arrière et le gain de la pièce est loin de récupérer l’énergie perdue

Le rendement est donc très mauvais.

Certains dans le grave améliorent le fonctionnement en dipôle par une augmentation de la surface de la membrane (infraflex, infraplannar)

L’onde arrière n’est pas contrôlée donc elle rajoute de l’énergie aux réflexions précoces alors que le but est de limiter ces réflexions précoces pour limiter la fusion 

Dans un environnement dédiée et traite acoustiquement il pourrait en être autrement…

Le souci c’est que le postulat de départ est erroné, la caisse close ou BR est critiquée et son fonctionnement mal compris

Les resonnances internes sont très denses et participent à la réponse du haut parleur dans un événement unique à condition que le volume de compliance correspondent aux paramètres T&S du HP.

De façon moderne c’est simulé.

L’amortissement interne élimine des réflexions parfois nuisibles sur les ondes plus courtes

C’est pour cela que l’on mets les HP électroacoustique dans des caisses, que ces caisses font l’objet d’un calcul, d’un amortissement et que lorsque c’est fait dans les règles de l’art, le fonctionnement est irréprochable comme le montre les différentes mesures audio 

Pour cette raison, l’ensemble de l’industrie audio a choisi ce mode de fonctionnement 

Le dipôle rajoute principalement des contraintes, demande un traitement acoustique adapté pour limiter la fusion entre direct et premières réflexions, manque de rendement, demande des HP spéciaux (très amortis pour éviter des excursions mécaniques incontrôlés)
Mais bien fait ça fonctionne aussi si la fusion est contrôlée 

Vu que l’on multiplie par 2 les réflexions, c’est plus destiné à de la musique lente car les réflexions masquent le champ direct, à utiliser en connaissance de cause 

Dans un salon non traité acoustiquement l’idéal est de faire le contraire, limiter les réflexions par des enceintes à pavillons plus directives,  surtout, pour limiter les premières réflexions qui sont catastrophiques car le cerveau n’a pas le temps de les séparer des sont directs, ce qui perturbe la dynamique (le cerveau perçoit le son du HP et le son de la réflexion, ça sonne mou) sans parler de la réponse en peigne…

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Un autre détail, un filtre de répartition permettant d’alimenter 2 HP dont les spécialités fréquencielles diffèrent montre les rotations de phase suivante 

Ordre 1 : 6dB/Oct, 90 degrés de rotation de phase
Ordre 2 : 12dB/Oct 189 degrés 
Ordre 4, c’est 360 degrés et non 720 degrés contrairement à ce qui est écrit

Pour info, le cerveau n’entends pas les rotation de phase d’un ordre 4, ordre 8 (720 degrés) est possible en anechoique sur signaux spéciaux (bong etc etc)

Aucune chance dans un salon d’entendre quoi que ce soit

[Bela Lugosi]

Merci pour cette réponse — elle reflète des convictions que beaucoup partagent, et je les comprends. Les a priori sur le dipôle ont la vie dure, souvent parce qu’ils contiennent une part de vérité mal contextualisée. C’est précisément pour ça que cette série existe.
Une précision d’abord sur l’objet de la démarche : elle ne remet pas en cause la caisse acoustique. Elle en identifie les contradictions au sens TRIZ — les propriétés qui sont simultanément utiles et nuisibles. Une caisse bien calculée fonctionne. Elle fonctionne avec des compromis mesurables. TRIZ ne condamne pas, il quantifie.
Sur la rotation de phase de l’ordre 4 : vous avez raison, c’est 360° et non 720°. Erreur corrigée dans le document — merci, c’est exactement le type de retour utile.
Sur l’efficacité dans le grave : c’est une vraie contrainte du dipôle — documentée comme contradiction secondaire résolue par la compensation active. Un dipôle sans compensation n’a pas de sens, comme une caisse sans calcul de volume n’en a pas.
Sur l’onde arrière, la réponse en peigne et la musique lente :
Reprenons votre paragraphe depuis le début. Vous écrivez : “on multiplie par 2 les réflexions… les réflexions masquent le champ direct… ça sonne mou… sans parler de la réponse en peigne.”
Ces arguments sont très répandus — et chacun mérite d’être examiné calmement.
Premier maillon : le dipôle n’“multiplie pas par 2” les réflexions. Il ajoute une réflexion spécifique depuis le mur arrière, à un délai connu et calculable. Une caisse omnidirectionnelle produit des réflexions depuis tous les murs — gauche, droite, plafond, sol, arrière. En termes de réflexions totales dans la pièce, la caisse en génère davantage, pas moins.
Deuxième maillon : le grave “mou”. C’est un ressenti réel — mais dont la cause est mal identifiée. Ce n’est pas la réflexion de l’onde arrière qui en est responsable — c’est la traîne du port bass reflex. RT60 = 2.2 × Q / Fb = 262ms pour Q=5 à 42 Hz. Cette résonance mécanique persiste 262ms après l’arrêt du signal, quelle que soit la musique. Elle ne disparaît pas avec un meilleur calcul de volume — c’est une propriété physique du résonateur. C’est exactement ce que TRIZ appelle une contradiction : la même propriété qui produit le grave produit la traîne. Le dipôle actif n’a pas de port — c’est précisément pour ça que son grave est plus défini.
Troisième maillon : la réponse en peigne. C’est l’a priori le plus tenace — et le moins fondé dans le contexte du dipôle. La réponse en peigne cohérente n’existe que si l’onde réfléchie revient exactement sur ses pas — même trajet, même axe. C’est le cas dans un tube fermé ou dans une cavité — c’est précisément ce qui se passe à l’intérieur d’une caisse acoustique. À l’air libre, l’onde arrière du dipôle se disperse en 2π stéradians. Elle ne revient jamais exactement sur ses pas. Le peigne cohérent est structurellement impossible dans ces conditions.
Quatrième maillon : la musique lente. Il n’existe aucune base acoustique à cette limitation. Le masquage temporel dépend du temps de décroissance — pas du tempo musical. La réflexion arrière du dipôle à 85cm arrive avec 5ms de délai — exactement au seuil de fusion Haas. Le cerveau la fusionne avec le direct, quelle que soit la musique.
La chaîne d’arguments ne tient donc pas — chaque maillon repose sur le précédent, et le premier est erroné.
Sur les pavillons directifs : c’est une approche légitime et cohérente pour le médium-aigu — la série ne la conteste pas. Mais en dessous de 200 Hz, tous les pavillons rayonnent de façon omnidirectionnelle. Le problème des réflexions graves reste entier avec des pavillons.
Sur la caisse bien calculée : quand le volume correspond aux paramètres T&S, la réponse en fréquence est propre — c’est exact et la série le dit explicitement. Ce que le calcul ne supprime pas, c’est le temps de décroissance du résonateur après l’arrêt du signal. Ce n’est pas un défaut de conception — c’est une contradiction physique inhérente à l’architecture.
Les mesures REW sur trois architectures réelles dans des pièces non traitées confirment ces prédictions.
Paul

[indien29]

Bonjour !
Merci pour votre retour

Vos réponses se bases sur le fait qu’une caisse est omni directive, hors elle ne l’est pas !

La directivité (Q pour coefficient de Qualité) dépend de lambda devant Sd, soit la longueur d’onde devant la taille de la source émissive 

Donc oui, sous les 80Hz on est omni mais plus au dessus, les rayonnements sont d’ailleurs documentés en H et en V, sont en moyenne :

(l’indice de directivité augmente lorsque la fréquence augmente, c’est le fameux DI (Directivity Indice)

Pour 1kHz on peut considérer les valeurs suivantes en Horizontal :

- 115 degrés H pour de la radiation directe

- 90 degrés H pour une enceinte à pavillon

- 60 degrés pour des grandes enceintes multi pavillons 

En dipôle vous avez la même chose que de la radiation directe à l’Avant et à l’arrière….115 degré en moyenne 

Donc comme dit plus tôt, (…)  vous multipliez par 2 les réflexions, 1 rayonnement avant et un autre arrière 

Vous diminuez donc par 2 l’intelligibilité par effet de masque du champ direct… jouable sur de la musique lente (plus d’immersion car le rapport direct / réverbéré augmente pour une position auditeur qui est X)

Postulat erroné au départ de vos équations donc (je suis désolé)



Pour le Bass Reflex, je ne sais pas où vous avez 200mS de traînage

En audio on considère le délai de groupe, il est très variable en fonction des paramètres T&S du HP et de la charge / calcul du BR.
Perso à 40 Hz, je ne dépasse jamais 20mS… et c’est plus souvent entre 13 et 10mS si la charge peut être volumineuse

Mais certains concepteurs violent le HP et par surtensions énormes pourraient voir 100mS de DG, 200mS me semble excessif

[ericb56]

La lettre Q désigne deux notions physiques très différentes:

1) Le facteur de directivité Q d'une source est le rapport de l'intensité acoustique produite à une distance r dans une direction donnée sur l'intensité acoustique moyenne à la même distance de l'enceinte.

2) Le coefficient de surtension ( ou de qualité ) Q d'une résonance est le rapport entre la fréquence de résonance et la largeur de la résonance à -3 dB.

Il s'agit ici du facteur de directivité.

Une enceinte classique ( close, bass-reflex ou tuyau accordé ) est omnidirectionnelle bien au delà de 80 Hz. Il suffit pour s'en convaincre de mesurer la réponse en fréquence derrière l'enceinte.