1-3-3-7 : Les effets du sol pendant la mesure, 1/2

Mise à jour : 14 juin 2023, Antidote 11.

 

Remarque préliminaire :

Pour couper court à toute polémique, je n'ai rien inventé.
Je ne fais que vous proposer un outil de calcul à partir d'une méthode décrite dans le livre de Joe D'Appolito, Le haut-parleur : Manipulations et mesures électroacoustiques, page 82.
L'outil de calcul vous sera d'une bonne aide, je n'en doute pas une seconde.
Les deux liens ci-dessous disent la même chose que ce chapitre a des petites nuances près.

• Réglage du niveau du woofer sur le site LinkwitzLab.
• Sound System Design Reference Manual de JBL, page 9 sur 58, image 1-4A et 1-4B.
  Faites une recherche avec "sound system design, et prenez le premier PDF de la liste, "JBL Professional Sound System Design Manual - Édition 1999 (Pt.1, 1)".

La fin du chapitre propose une solution, en ajoutant une mesure à 2 cm du cache noyau du HP de graves, et en fusionnant cette deuxième mesure à la première effectuée de plus loin.
Le résultat est une courbe de réponse parfaitement exploitable du grave à l'aigu pour une correction par convolution dans rePhase par exemple.
Là encore je n'ai rien inventé, la méthode est décrite dans le livre de Joe d'Appolito.

 

Je lie ce chapitre à celui sur l'influence du local sur les enceintes acoustiques, la méthode de calcul se ressemble beaucoup dans les deux cas.
Cette "liaison" n'est pas évidente en première approche, je vais faire en sorte qu'elle le devienne...

 

Réflexion sur le sol :

C'est un cas qui nous arrive à tous.
Vous mesurez en champ lointain (3 à 4 fois le diamètre du HP) ou au point d'écoute, et vous avez un trou dans la courbe de réponse dans le grave.
Pourquoi ce trou ?
Parce que le micro commence à capter le signal direct qui vient du HP, puis il capte la réflexion de ce signal qui a été réfléchi par le sol.
Ce signal réfléchi peut arriver en phase, en opposition de phase, en quadrature de phase, ainsi que toutes les autres valeurs en fonction de la longueur de chacun des trajets et de la fréquence du signal : c'est en théorie une réponse en peigne.

Pourtant, vous n'avez commis aucune erreur dans votre méthode.
Vous avez mis le micro ou vous le souhaitiez, vous avez lancé la mesure.
Mais les ondes sonores vous jouent un mauvais tour avec cette réflexion sur le sol, mais aussi sur les murs et le plafond.
Nous allons donc calculer, à partir de la distance, de la hauteur du haut-parleur et de la hauteur du micro, à quelle fréquence il y a un trou dans la courbe de réponse, pour ne pas en tenir compte lors de la lecture du résultat sur la courbe de réponse.

Il y a un moyen très simple de vérifier que le trou dans la courbe de réponse est bien à cause de la réflexion sur le sol, la mesure en champ proche, avec le micro à 0.11*D, ou D est le diamètre de la membrane.
Si en champs proche il n'y a pas de trou, et qu'il existe en champ lointain ou au point d'écoute, c'est bien la distance de mesure qui est la cause.

 

Aux très basses fréquences, le micro capte deux signaux de plus en plus en phase au fur et à mesure que la fréquence baisse :

• Le signal qui vient directement du haut-parleur.
• Le signal qui part du haut-parleur, qui se réfléchit sur le sol, et qui revient au micro.

Deux signaux en phase, c'est +6 dB aux très basses fréquences.
Il faut tenir compte que le signal réfléchi sur le sol parcourt une distance plus grande que le signal direct, avec une atténuation de 6 dB à chaque fois que la distance double.

Dans le dessin ci-dessus, j'ai mis le micro à la même hauteur que le HP de grave, ce qui est le cas le moins fréquent, et aussi le plus simple à calculer.
Les outils de calculs sont avec une hauteur différente entre le HP et le micro, que le micro soit au-dessus ou au-dessous du HP.

 

Un point important :

Si vous imaginez le micro au point d'écoute, que la mesure vous montre un trou dans la réponse entre 50 et 200 Hz, quand ce sont vos oreilles qui sont à la place du micro, vous avez aussi le trou dans la réponse.
Ce trou est créé par les deux signaux, l'un direct et l'autre réfléchi par le sol, il ne peut pas se corriger simplement...
Le micro capte bien la même chose que vos oreilles...

 

Prenons un exemple :

Le dessin ci-dessous est à l'échelle avec des côtes, les valeurs proposées par défaut sont avec les mêmes côtes, le résultat calculé vous permet de vérifier que le calcul est juste.
Distance de mesure à d = 100 cm.
Le haut-parleur du bas est placé à hhp = 50 cm du sol.
Le haut-parleur du haut est placé à 150 cm du sol, pour le cas avec deux haut-parleurs.
Le micro est placé à hm = 85 cm du sol.

La distance entre l'enceinte et le point de réflexion avec le sol est d1 = d * hhp / ( hm + hhp).
La distance entre le point de réflexion avec le sol et le micro est d2 = d - d1.
Nous pouvons ensuite facilement calculer les trois longueurs, HP au sol, sol au micro, HP au micro, et la différence de longueur = (HP au sol + sol au micro) - HP au micro.
La différence de phase en degré est 360 * différences de longueur) / C * F.

 

Valeurs de calculs :

Comme dans la réalité, haut-parleur et micro peuvent être a des hauteurs différentes.

 

Hauteur du haut-parleur par rapport au sol ( en cm ) :
Hauteur du Micro par rapport au sol ( en cm ) :
Distance horizontale du haut-parleur au micro ( en cm ) :

 

 

 

Dôme Acoustique