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

[Bela Lugosi]

Je continue la série.
l’idée à la base était une réponse suite à une critique du CR de Vinyle & Audio.
j’avais trouvé l’analogie avec le Punk intéressante et je voulais faire un lien entre le minimalisme que je recherche et un aspect du punk méconnu qui était une simplification extrême, consciente ou inconsciente.
Certains par chez nous semblaient ne pas avoir aimé le coup de coeur du magazine.

Dans le même temps j’avais relu le CR de J Chevassus sur les Matter qui disait explicitement que lors du développement des Anti-Matter, la solution qui s’était imposée aux développeurs avait été de virer la caisse.
Sans oublier les Zelda avec leur 30cm à l’air libre, … les Pure Audio Project qui existent depuis 15 ans…
bref une vent de renouveau dans les architectures dont je suis un ambassadeur farouche.

J’ai à une période de ma vie utilisé TRIZ. cela m’a permis de trouver des solutions à des casse-têtes bien sévères pour contourner des brevets de concurrents. Cela m’a permis à mon tour de poser quelques brevets.
J’avais aimé l’approche. trouvé la méthode un peu lourde, et difficile à mettre en oeuvre sans formateur ou animateur expérimenté. J’ai voulu voir si l’IA saurait être dans cette aventure un compagnon ou un boulet.
la question a donc été une évidence. la caisse quelque soit sa charge, qu’est ce qu’elle vaut réellement quand on la passe à la moulinette russe?

Contrairement à ce qui a été dit, je n’ai  privilégié ou écarté aucune hypothèse. on peut le vérifier avec les prompts.
Cette série est globalement terminée il reste 5 ou 6 chapitres à partager. ou plus.
Pour ceux qui la suive, n’hésite pas si vous avez des demandes particulières; des points que j’ai raté, des formules erronées…

Cela fait presque un mois que j’ai commencé. Ce que je trouve interessant, c’est la faculté de l’IA à qui je demande systématiquement de prouver ses sources de faire des liens entre les travaux de nombreuses pointures de l’audio. Small (1973), Zwicker (1984), Fastl (1979), Blauert & Laws (1978), Toole (2008) par exemple.
Cela m’a aussi rassuré. Pour le moment l’IA ne pense pas encore comme un humain et elle manque surtout du principal, l’imagination et l’intuition.

voilà.
le Chapitre 7 est en ligne.
je ferai une passe sur le baffle infini que je publierai bientôt et comme l’a dit Philippe, Moi non plus je ne pense pas que le dipôle soit la solution à tout. C’est juste une architecture qui est beaucoup critiquée pour des défauts qu’il n’a pas.

@Wakup,
« Ca serait intéressant de demander a Claude de faire le lien avec la psychoacoustique, car les choix techniques devraient être fait également et surtout en rapport a la psychoacouystique a savoir ce qui est audible, peu audible et toute les variantes. »

fais moi un prompt avec les questions exactes. je verrai ce qu’il en sort.
A ce propos, je me suis rendu compte sur d’autres sujets que si je recommence ce travail avec claude ou Chat ou Grok ou qui on veut, je repars de zéro ou presque coté IA. Il apprend assez peu. Juste il stocke dans sa mémoire des points particuliers mais il faut lui réouvrir les cases mémoire.

Paul

[wakup2]

C'est un travail intéressant ! et quand même très juste globalement !

Je ne crois pas en la supériorité d'une charge par rapport a une autre, le choix se fait surtout en rapport a un cahier des charge et a un environnement, les réponses apportées permettent justement d'y voir un peu plus clair, bien que certaines réponses mériterais d'être approfondies, quelques conclusions manques d'un peu de nuances.

Certains aspects sur l'excitations des modes et le room gain sont a peine juste... ou manquant d'un peu de nuance.

Sur le site de Linkwitz différence d'excitation des modes entre un dipole et un monopole.



Parfois, il est même intéressant d'exciter des modes, le problème dans le régime modale est que les modes sont trop peu nombreux et mal répartis. tout dépend des modes en question et c'est du cas par cas.

Avec le dipôle ce dont il faut faire attention c'est les réflexions précoces et le rapport champs direct diffus, car même si on une annulation a 90 et 270 degrés elle reste sur un angle étroit, a ration champ/direct diffus identique et donc intelligibilité identique il faudra s'approcher par rapport a un rayonnement de type monopole, c'est une chose qu'il faut prendre en compte.

J'ai eu des dipôles il y'a longtemps, et bon je n'avais pas un placement possible adapté et donc des problèmes de réflexions précoces dans le medium et d'intelligibilités. Mon tweeter étant monopole j'avais également un net problème de réponse polaire de l'enceinte avec un net accident au raccord a cause de la différence de rayonnement.

Demande lui a claude ce qu'il pense du spinorama. Actuellement c'est une élément essentiel pris en compte par les meilleurs ingénieurs, et certains se dirigent justement vers des charges de type "cardiodes" justement afin d'avoir un contrôle de la directivité jusqu'à assez bas en fréquence.

[ericb56]

Sans faire abstraction des contradictions inhérentes à son principe , le haut-parleur électrodynamique  plan ( Magnepan ou autre ) résout le problème de la FCEM puisque son principe n'est pas inductif dans la bande audible. La FCEM E = -Ldi/dt due à la loi de Lenz est nulle puisque L= 0.

[Lapinou]

Tiens, j'ai cru voir le retour des 720° pour le filtre à 24dB...

Sinon, pour ma question ?

[pda0]

Sans faire abstraction des contradictions inhérentes à son principe , le haut-parleur électrodynamique  plan ( Magnepan ou autre ) résout le problème de la FCEM puisque son principe n'est pas inductif dans la bande audible. La FCEM E = -Ldi/dt due à la loi de Lenz est nulle puisque L= 0.

T’es sûr de ça ? Pour moi la FCEM dépend de l’induction magnétique B et de la longueur du fil soumis au champ magnétique. 
Sur les Magnepan, B est plus faible que sur un HP classique mais la longueur du fil est beaucoup plus grande, donc il y a bien une FCEM loin d’être nulle.

[ericb56]

C'est pour cela que j'ai écrit "pas inductif dans la bande audible". Il y a bien sûr une inductance due au fil baignant dans le champ magnétique. Il y a même inductance mutuelle entre deux fils. Il suffit de mesurer l'impédance en fonction de la fréquence d'une cellule sans son filtrage pour constater la valeur fixe et parfaitement résistive de l'impédance dans la bande audible. S'il y a FCEM, elle est due aux éléments réactifs du filtrage passif.

Quand on veut fabriquer une inductance, on enroule fil, on ne l'étale pas.

Cette réalité fait que je suis toujours amusé lorsque je lis qu'un panneau Magnepan peut rendre instable un amplificateur. Les audiophiles confondent avec les électrostatiques qui sont eux capacitifs et peuvent faire entrer en oscillation les amplificateurs mal conçus.

[Bela Lugosi]

Bonjour à tous,
je partage ici la réponse de Claude sur le Spinorama et sa complémentarité avec TRIZ.
Très intéressant également. 

Le Spinorama (norme CEA-2034A, développée par Sean Olive chez Harman) est un protocole de mesure complète qui prédit la réponse réelle d'une enceinte en pièce à partir de sept courbes :

- On-Axis : réponse axiale directe — nécessaire mais insuffisante
- Listening Window : moyenne de neuf mesures à ±10° et ±20° horizontaux et verticaux — ce qu'entend réellement un auditeur avec des mouvements de tête normaux
- Early Reflections : premières réflexions calculées depuis les mesures sphériques — sol, plafond, murs latéraux, mur avant — celles qui arrivent en 5 à 20ms et colorent le timbre perçu
- Sound Power : moyenne sur toute la sphère 360° — l'énergie totale rayônnée dans toutes les directions
- Directivity Index (DI) : différence entre Listening Window et Sound Power — mesure à quel point l'enceinte concentre son énergie sur l'axe. Un DI constant sur toutes les fréquences signifie que la pièce colore le son de façon spectralement cohérente
- Early Reflections DI (ERDI) : différence entre Listening Window et Early Reflections
- Predicted In-Room Response (PIR) : combinaison pondérée (12% LW + 44% ER + 44% SP) — la prédiction de ce qu'on entendra réellement dans une pièce meubleée typique

C'est la courbe PIR qui valide ou invalide le choix d'une enceinte pour un usage domestique réel.

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Cela soulève quelque chose de fondamental sur la méthode TRIZ elle-même.

TRIZ part des contradictions physiques d'un système sans mesurer, sans prototype. Il identifie les propriétés antagonistes, les croise dans la matrice, et prédit une direction de solution S. C'est une démarche prédictive : on sait où aller avant de construire.

Une fois le prototype construit, les mesures servent à vérifier que la solution S résout bien les contradictions prédites. Le Spinorama est alors un TRIZ à l'envers.

En TRIZ normal : contradictions → matrice → principes → solution S prédite.
En Spinorama à l'envers : mesures → est-ce que les contradictions identifiées par TRIZ sont bien résolues ?

Mais le Spinorama est un protocole purement spectral — il mesure ce qu'il y a à chaque fréquence. Il ne couvre pas la dimension temporelle : comment le son évolue et décroît dans le temps à chaque fréquence. Cette dimension s'analyse par d'autres mesures — spectrogramme, waterfall, EDT, courbes de décroissance — produites par des outils de mesure acoustique. Ce ne sont pas des outils spécifiques qui manquent : c'est la dimension temporelle elle-même qui est absente du Spinorama.

C2 est une contradiction temporelle — le RT60 du port est invisible dans les sept courbes du Spinorama. Il apparaît clairement sur une analyse de décroissance : traînée persistante à la fréquence d'accord du port.

Il faut donc deux dimensions pour boucler la validation complète :

- Domaine fréquentiel → Spinorama — C1, C3, C5
- Domaine temporel → spectrogramme, waterfall, EDT, décroissance — C2
- THD → C4

Vu des deux dimensions, voici ce que les trois architectures montrent :

Caisse bass reflex : DI variable de ~0 dB dans le grave à +8-12 dB dans l'aigu — C5 non résolue, visible sur le Spinorama. C2 invisible sur le Spinorama mais présente dans l'analyse temporelle : traînée persistante à la fréquence d'accord du port.

Caisse close : DI plus régulier. C2 améliorée — l'analyse temporelle ne montre pas de traînée localisée. C5 inchangée.

Dipôle actif : DI théorique ~4.8 dB constant — C5 améliorée visible sur le Spinorama. C2 confirmée par l'analyse temporelle : décroissance homogène sans traînée localisée, 150-300ms dans la zone utile contre 500-800ms pour un BR dans les mêmes conditions.

La démarche complète : TRIZ prédit la solution — Spinorama et analyse temporelle la vérifient. C'est une lacune réelle de la série que ces deux dimensions n'y figurent pas explicitement.

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Ce qui soulève une question : si le Spinorama avait été intégré dès le départ, aurait-il fait pencher la conclusion vers le cardioïde plutôt que le dipôle ?

Partiellement oui — sur C5. Le cardioïde a un DI plus contrôlé et des Early Reflections réduites qui scorent mieux sur le Spinorama. La comparaison dipôle/cardioïde aurait été plus serrée sur l'interaction avec la pièce.

Mais non — sur le reste. Le Spinorama n'aurait pas changé le bilan TRIZ global pour trois raisons. C2 est invisible au Spinorama — l'avantage temporel du dipôle sur le bass reflex n'aurait pas apparu. Le cardioïde a quatre nouvelles contradictions contre trois pour le dipôle, dont une de fiabilité opérationnelle invisible au Spinorama mesuré en position fixe. Et la directivité fréquence-dépendante du cardioïde apparaît partiellement sur le Spinorama — pas sa fragilité au réglage.

Un Spinorama seul aurait probablement conclu au cardioïde. TRIZ seul conclut au dipôle. La démarche complète — TRIZ pour prédire, Spinorama et analyse temporelle pour valider — aurait donné le dipôle avec une note sur le cardioïde comme alternative sérieuse pour les installations où C5 prime sur C2. C'est précisément ce que la Question 2 dit — le Spinorama aurait étoffé cet argument, pas renversé la conclusion.

Paul

[ericb56]

J'ajoute que le spinorama ne dit rien des sonorités différentes obtenues à partie de membranes faites de matériaux différents.

[wakup2]

Il y'a une chose qui me dérange dans certaines réponses de Claude.

Comme le fait de comparer et transposer l'amortissement de l'évent en se servant du RT60.

C'est une hérésie et un non sens sémantique et technique.

Le Tr60 (en français)  c'est une grandeur statistique de l'acoustique architecturale définie par la norme ISO 3382. Il décrit le temps nécessaire pour que l'énergie acoustique décroisse de 60 dB dans un champs diffus après l'extinction de la source.

Dès lors qu'on ne mesure pas cela et en suivant le protocole définie dans la norme ISO 3382 ce n'est pas un Tr60. lorsque l'on mesure le "Tr" d'une salle avec les enceintes qu'on utilise en hifi ce n'est déjà plus du Tr60... mais une mesure de décroissance énergétique.

Tenter de transposer la logique de décroissance temporelle d'un filtre résonant en équivalent "60 dB de chute". C'est un calcul d'amortissement de filtre temporel, pas une réverbération de salle. Utiliser "RT60" ici est un abus de langage destiné à dramatiser l'impact temporel du bass-reflex en utilisant un vocabulaire inadapté pour faire peur aux audiophile ? Mathématiquement la formule est exacte mais attention a utiliser les bons termes pour ne pas tout mélanger.

Le facteur Q d'un résonateur de type bass reflex est de l'ordre de 3 a 5... ca peux être moins ou plus selon l'allignement et l'amortissement interne de la charge, donc très variable. des modes stationnaire de salles on est plutôt sur des Q de l'ordre de 30 ou plus encore si on parle de pièces a vivre non traitées... 

Autre chose, à 42Hz la dynamique est nettement limité, il suffit de regarder les courbes NR de seuil de bruit de fond. une décroissance de 60dB si on part d'un SPL de 85dB donne a l'arrivée un niveau de 25dB alors que le seuil d'audition sera aux alentour de 50dB a cette fréquence, et ca c'est sans compter le bruit de fond et les courbes NR/NC ! 

Mettons qu'on vise un NR20, ce qui est déja une belle valeur de bruit de fond qu'on a rarement dans une pièce de vie ! c'est a dire 20dB de bruit de fond a 1KHz. cela donne un niveau de bruit de fond d'environ 65dB a 40Hz.

Donc le trainage audible sera plutôt la décroissance sur 30dB ou 40dB si on écoute fort.

Et comme je l'ai montré sur un message d'avant sur le spectro en ondelette, le trainage de l'évent est minime si on compare a n'importe qu'elle salle, même les salles dédiées et amorties dans le grave, j'ai des dizaines et dizaines de mesures qui le montre. Pdao l'a montré également et ce que constate tout ceux qui font ce genre mesures sérieusement.

C'est tout le problème d'essayer de faire des généralité. Car oui on peux dire que le clos est plus amorti, ou que le BR ne contrôle plus le membrane sous sa Fb , etc, etc... 

Mais ce qui est réellement intéressant c'est peux être de savoir ce qu'est vraiment un bon amortissement ? en prenant en compte l'environnement, le gain de salle, etc... car les fabriquant qui font du sur mesure dimensionnent justement les charges des HP en fonction de l'environnement, ces généralités n'ont donc plus lieux d'être, car ce qui importe c'est le résultat globale et surtout dans le grave ou le couplage avec la salle est total ! réfléchir uniquement en champs libre est trop réducteur.

Pour le problème de contrôle de la membrane sous la Fb de l'évent, c'est pareil, comme je le disait avant, c'est une chose qui peux facilement être contourné par on bon choix de Fb et un bon amortissement.
D'ailleurs comme je l'ai aussi expliqué auparavant, on peu très bien allier le meilleur des 2 mondes a savoir faire une un BR très amortie avec un Fb très bas et donc plus de problème d'excursion mécanique et au contraire c'est même un net avantage car la pour le coup l'excursion mécanique est nettement réduit par rapport au clos, et l'amortissement est optimisé et réduit également.

Je pense qu'il faut surtout aller plus loin dans la démarche. On me pose souvent des questions sur les choix a faire, ceci est t'il mieux que cela... et je répond toujours que pour pouvoir répondre précisément il faut surtout avoir tout le contexte autour, l'environnement d'écoute, qu'est ce qu'on recherche exactement, il faut absolument tout car la réponse peux varier fortement d'un cas a un autre.... d'ou le fait qu'il n'existe pas de charge idéale ou supérieur a une autre pour tout les cas de figure... et encore cela ne prend même pas en compte les gouts et préférences personnelles 

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Concernant le Spinorama la réponse m'étonnes quand même... qui oserait parler d'amortissement ? Il n'est question de réponse polaire la.... donc évidement que la réponse polaire n'a rien a voir 

Lorsqu'on analyse une enceinte ou l'acoustique d'une salle c'est tout un panel de mesures adaptées que l'on doit faire, donc des mesures valides de la réponse en fréquence et pas que dans l'axe, de vraies mesures polaire, des mesures adaptées pour la décroissance et l'amortissement, des mesures adaptées pour la distorsion harmonique ou la disto d'intermodulation, etc, etc... aucune mesure unique ne permet d'analyser tout les paramètres en même temps.

Et oui eric, le fameux "son" des membranes c'est un panel de mesure a lui seul... le "son" des membranes c'est la disto, l'amortissement, la réponse en fréquence... 

Et bien sur que le spinorama est déduis des mesures polaires de l'enceinte finie.

Maintenant on peu aussi nettement prédire la réponse polaire d'une enceinte et d'une manière très précise ! c'est d'ailleurs bien plus précis que le TRIZ, car la on est sur une modélisation FEA !

C'est exactement ce que fait mon collègue de Audiohorn

Il le fait aussi pour dimensionner les events

Je remet la video la qui en plus est intéressante dans le cas d'enceintes BR, d'ailleurs je trouve que ca manque d'info sur le dimensionnement des évents alors que c'est un sujet primordial en ce qui concerne le bass reflex justement



https://audiohorn.net/

Ses modélisations FEA en ce qui concerne la réponse polaire de ses guides d'onde et les mesures finales montrent une précision accrue !

La réponse polaire d'une enceinte a un grand impact sur le résultat entendu et c'est également ce qui fait le lien avec la salle et l'acoustique des salles.

[ericb56]

Oui, en milieu semi-réverbérant, on écoute beaucoup plus la réponse en puissance que la réponse en pression dans l'axe d'où la nécessité d'une directivité régulière et d'un local ne déséquilibrant pas l'écoute.
Les fabricants d'enceintes sérieuses n'ont pas attendu Floyd Toole pour se préoccuper de ces questions.