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Courbe idéale
- acheter un système complet, préréglé/processé, cher, peu enclin à des configurations spécifiques
- apprendre à régler soit même sa sonorisation, ce qui semble un minimum quand on veut exercer le métier de sonorisateur, car on ne répétera jamais assez : la sonorisation est un métier, et comme tout métier, cela requière des compétences.
Le réglage d’une sono multivoies active n’est pas une chose facile, ni pour le néophyte, ni pour certains professionnels, si l’on en juge par certaines réalisations / prestations commerciales désastreuses. Posséder du bon matériel, c’est bien, savoir l’utiliser, c’est mieux: Le meilleur matériel du monde ne sera pas à même de restituer correctement un signal musical si personne n'est capable de le caler correctement. Les différences de sonorité entre un bon calage et un mauvais sont énormes, et pas qu’un peu !
Ce tutoriel se veut le plus facile d’accès : il n’a donc pas pour but de vous transformer en ingénieur électro-acousticien confirmé, car l’utilisation de filtres, égaliseurs, delays, réglages de phase, traitements dynamiques peut requérir quelques bases solides et une pratique certaine, le but étant de vous aider à obtenir à coup sur un son de base correct (sous réserve de bons composants audio et d’un minimum de méthodologie).
Matériel:
Pour caler une sono, nous avons besoin:
- d’un micro de mesure
- d’un préampli micro ou carte son avec alimentation phantom 48 volts
- d’un analyseur de spectre temps réel (logiciel ou hardware)
Quelques suggestions de matériel:
- Micro Superlux ECM999
- Préampli audio buddy
- Carte son Focusrite Saffire USB
- Logiciel Room Eq Wizard 5 (gratuit et facile d’utilisation)
- ou Logiciel Systune (en version démo fonctionnelle)
- ou Logiciel Smaart (payant ou 30 jours démo))
- etc
Principe:
Le calage d’une sono consiste à faire un réglage de base dans un environnement neutre, donc de préférence en plein air, loin de tout objet qui pourrait induire des réflexions pouvant entacher la mesure. Les processeurs numériques étant peu cher (exemple le T.Racks DS2.4 jouissant d’un excellent rapport qualité/prix et réputation), ils sont donc une quasi obligation sur toute sono digne de ce nom. Ce genre d’appareil a l’avantage de pouvoir mémoriser différents presets pour différentes configs, il intègre des delays qui permettront d’aligner la phase entre voies (meilleure réponse impulsionelle et dynamique), des EQ pouvant corriger la courbe de réponse individuellement sur chaque voie, et des limiteurs pour protéger efficacement les HP contre les surcharges. Une fois ces réglages effectués et sauvegardés sous la forme d’un preset, il est préférable de ne plus y toucher. Si une égalisation supplémentaire est nécessaire, par exemple dans une salle qui induit certaines résonances, on préférera un égaliseur externe, ou si le processeur en possède un, un égaliseur agissant sur le signal entrant avant sa séparation entre voies. A noter qu’à partir des mêmes éléments d’une sono, caissons, têtes, etc, et en fonction de leur nombre et positionnement, les réglages vont différer. Il y aura nécessité d’autant de presets que de combinaisons souhaitées. En effet, les basses se sommant mieux que les médiums aigus, il est nécessaire de réajuster les niveaux et les égalisations afin de compenser ces différences de sommation.
Préparation:
Il est nécessaire de définir les fréquences de coupure de base, fréquences qui sont déterminées à la fois par la réponse en fréquences des enceintes ou le type d’enceintes utilisées, mais aussi par les fréquences limites de fonctionnement sans risque de casse, sans résonance et sans chute hors axe. Exemple: un moteur à compression 1 pouce pourra être filtré aux alentours de 1.5Khz, un moteur 2 pouces à 800Hz, un caisson de basse sera filtré avec un passe haut entre 30 et 50Hz, le passe bas entre 80 et 120Hz : Filtré à 80Hz, un caisson peut paraître rond mais avec peu d’attaque, à l’opposé, un raccord à 120Hz donnera un son plus incisif avec plus d’attaque sur le kick. Ce ne sont que des exemples de coupures, d’autres fréquences sont possibles. Si vous ne savez pas pour quelles fréquences opter, n’hésitez pas à prendre renseignements sur le forum Hornplans.
Configuration pour la mesure:
Les premiers réglages vont consister à appliquer les égalisations sur chaque voie en large bande, sans filtre donc, le but étant d’obtenir une réponse en fréquences linéaire dans la bande de fonctionnement choisie, voire un peu au delà de cette bande. Pour la mesure des moteurs à compression, on peut utiliser un filtre butterworth 24dB/oct à une fréquence de coupure deux fois inférieure à la fréquence de coupure de base choisie (utilisez une puissance modérée le temps du réglage). On n’oubliera pas après égalisation de replacer le filtrage en 24dB LR et à la bonne fréquence de coupure. Le logiciel d’analyse sera programmé avec une résolution d’au moins 1/24 oct, permettant de voir tous les creux et pics.
On va ensuite mesurer et corriger chaque voie séparément, avec les enceintes dans leur position d’utilisation. Pour mesurer les caissons de grave, et afin d’éviter les réflexions parasites du sol, on place le micro de mesure à plat, à terre, dans l’axe des subs, et à une distance suffisante en fonction de la largeur du/des sub(s) (la règle de base est 3 fois la distance de la plus grande dimension de la source rayonnante). Si en éloignant le micro, vous constatez l’apparition de trous et bosses, c'est que l’environnement n'est pas totalement neutre. Ces trous et bosses ne doivent pas être pris en compte. Ce qu’on cherche à corriger c'est la sonorisation, pas l’environnement. Rapprochez donc le micro ou optez pour un environnement réellement neutre.
Pour des tops, on positionnera le micro sur pied, en face du centre acoustique de l’enceinte, et à une distance d’un minimum de 3 fois la plus grande hauteur ou largeur des tops. Le centre acoustique se situe à mi hauteur entre transducteur médium et aigu. Pour les tops, on ne mesurera qu’un seul coté (on vérifiera toutefois que l’autre coté présente une réponse en fréquence similaire), et on appliquera le même preset d’égalisation à gauche et à droite afin d’éviter les déphasages. Si les courbes de réponse gauche/droite divergent de trop, vérifier ce qui cloche, position du micro inadaptée, réflexion parasite sur un mur ou le sol, problème sur un transducteur, etc. A noter que le sol génère toujours une réflexion parasite lorsque le micro est en hauteur, ce qui est susceptible d’apporter des modifications dans la courbe de réponse. Reculez le micro et repérerez les trous dont la fréquence change en fonction de l’emplacement du micro : c'est la preuve que ces trous sont liés à l’environnement (et non la sonorisation), donc on n’y touche pas.
La mesure consiste à l’envoi d’un bruit rose dans la sono, le signal acoustique est récupéré via le micro, et il est analysé en temps réel dans le logiciel. Préférence à un bruit rose de type Pink PN ou Pink Sync, ou encore pseudo aléatoire qui permet d’avoir une courbe de mesure plus stable. Chaque voie analysée seule va faire l’objet d’une égalisation indépendante. Pour ce faire, on va utiliser l’égaliseur paramétrique propre à chaque voie de sortie du processeur.
L’égaliseur paramétrique:
On distingue 2 grands types d’eq principaux, les égaliseurs de type peaking et shelving. Le shelving est un filtre en plateau qui s’utilise en bout de bande, dont le gain et la fréquence sont réglables. Sur certains shelving, on peut même régler la pente (6 ou 12dB/oct, ou voire pente variable sur les processeurs haut de gamme)
Le filtrage:
On utilise la plupart du temps des pentes en 24dB/oct Linktwitz Riley. La raison en est simple: Les pentes LR sont les seules à offrir une sommation parfaite, aussi bien en réponse en fréquence que en phase
Ci dessous, la simulation d’un filtre passe haut + passe bas LR 24dB/oct, coupure à 1Khz.
Pour les caissons de grave, on utilise un filtre passe haut (30 à 50Hz) afin d’éviter que les fréquences les plus graves ne génèrent une excursion de la membrane trop importante. Le filtre utilisé pour un passe haut de sub doit être de type butterworth, car la coupure de ce filtre présente un coude de raccordement plus raide, et permet ainsi de pas atténuer trop tôt les fréquences prés du point de coupure.
D’autres types de pente existent, mais on évitera de les utiliser sans une connaissance parfaite des techniques de filtrage. Toutefois, on pourra utiliser des filtres butterworth 24dB/oct dans des cas bien précis (autre qu’un passe haut sur un sub). Les filtres butterworth sont assez proches des linktwitz Riley. D’ailleurs un filtre LR n’est autre que l’ajout en série de 2 filtres Butterworth, c’est pour cela que les filtres LR sont toujours d’ordre pair. Mais ce qui les distingue sur le plan électrique, c’est que le filtre LR voit sa fréquence de coupure à -6dB, et le Butterworth à -3dB. Si on somme 2 filtres butterworth, un en passe haut, l’autre en passe bas, à la même fréquence de coupure, on aura donc une bosse à +3dB au raccord, ce qui dans la plupart des cas est un inconvénient. Mais imaginons maintenant que vous deviez raccorder deux transducteurs ayant tous deux leur courbe de réponse naturelle à -3dB à la fréquence de raccordement souhaitée: En programmant des filtres de type Butterworth, on pourra récupérer les 3 dB manquant sans utiliser d’égaliseur.
Ci dessous comparaison de filtres Linkwitz Riley en rouge et Butterworth en bleu. La sommation en LR (rouge) est parfaitement plate, la sommation Butterworth (bleue) présente une bosse de +3dB.
Une fois les EQ et filtres programmés, on peut passer aux delays et la mise en phase. La mise en phase est très importante, elle permet un meilleur raccordement entres les enceintes qui composent le système, une meilleure cohérence, une courbe de réponse plus plate, une meilleure réponse impulsionelle, une meilleure dynamique, moins de lobes de directivités néfastes (ce qui peut engendrer + de larsen entre autres), etc.
Les filtres analogiques ne comportent pas de delay. On ne pourra donc agir que sur le réglage de l’inversion de phase 0/180° afin d’obtenir la courbe la plus plate au raccordement inter-voies. Cette mise en phase est dite relative (et non absolue).
Le delay ne peut se régler qu'après égalisation et filtrage, puisque l’égalisation et le filtrage sont susceptibles de modifier la phase. Pour plus d’infos sur le calage du delay, reportez vous à cet article. Plus d’infos sur la phase, c’est ici.
Une fois tous les réglages précédents effectués, on mesurera la courbe de réponse de toutes les voies ensembles. On va ajuster les niveaux jusqu’à obtenir une courbe de réponse plate. Si vous voyez apparaître des creux aux fréquences de raccords, il y a sûrement un problème de phase/delay. Si au contraire des bosses apparaissent à ces fréquences, vérifiez les coupures programmées, les pentes (LR 24dB/oct) les EQs. Si d’autres irrégularités apparaissent en dehors des fréquences de raccord, cela peut être du au positionnement micro. Une fois vérifié que la courbe de réponse est plate, on va va pouvoir donner la courbe de réponse finale au système, car l’écoute d’une courbe totalement plate à fort niveau serait plutôt désagréable.
Les styles de musiques étant nombreux, les goûts et couleurs différant, la courbe de réponse idéale peut varier suivant de nombreux paramètres: Le niveau sonore influe lui aussi sur notre perception sonore, la courbe de réponse de l’oreille n'est pas égale à tous les niveaux, l’acoustique d’une salle va modifier notre perception sonore à cause des multiples réflexions, etc. Autant de paramètres qui vont influencer cette courbe de réponse idéale.
Néanmoins il y a des courbes qui permettent d’obtenir de bons résultats, et servir de base. Les documents traitant de ce sujet sont rarissimes, que ce soit de la part des fabricants, de sites webs ou d’utilisateurs. Est ce qu’il y aurait un secret jalousement gardé? Ou plus simplement pas assez de compétences pour expliquer comment caler une sono? Hornplans lève le voile !
Ci dessous, cette image comporte 3 courbes de réponse idéales de base:
- courbe grisée, issue d’un document D&B
- courbe rouge issue d’un document Electrovoice
- Courbe bleue: séparation à 120Hz en LR 24dB/oct, niveau Sub + 15dB (par rapport aux têtes)
On n’hésitera pas à traiter une résonance même si elle est un peu en dehors de la bande passante utile du transducteur ou enceinte. Les résonances peuvent se faire entendre même au delà de la fréquence coupure.
Exemple ci dessous, la résonance située à 150Hz peut provoquer un son monocorde si l'enceinte n'est pas correctement filtrée/égalisée. En trait continu, la réponse en fréquence avant correction, en pointillé, la réponse après correction. Pour raboter le pic, il a été appliqué une égalisation peaking de -5.5dB à la fréquence de 149Hz, avec un Q de 3.3.
- le gain
- La fréquence
- Le facteur Q ou BW qui permet d’élargir ou rétrécir la bande de fréquence sur laquelle le gain agit.
Un facteur Q de 0.5 donne une grande largeur de bande, un Q de 10, une bande étroite. A contrario, avec un eq gradué en BW (bandwidth), un BW de 3 correspond à une bande large, et 0.1 à une bande étroite.
Comme on peut le voir, la courbe bleue, issue d’un filtrage deux voies à 120Hz, + gain de niveau de 15dB sur la voie sub, est proche de la courbe D&B (grisée). La courbe rouge (EV) est elle obtenue d’une autre manière : Le système est calé pour avoir une courbe de réponse totalement plate, puis, plutôt que d’augmenter le niveau de la voie sub, on applique une égalisation shelving de +15dB avant filtrage, donc pas en sortie de voie, mais sur un Eq en entrée processeur. L’avantage est que la rotation de phase engendrée par cette égalisation affecte de la même manière toutes les autres voies. Donc quel que soit cette égalisation, la mise en phase entre voies du système ne sera pas à remise en cause. Inconvénient, cette correction conséquente entraîne une légère augmentation du group delay total. Inconvénient de l’autre méthode (gain sur la voie sub): l’augmentation de niveau sur les subs décale un peu vers le haut la fréquence de raccord acoustique. Un ré-ajustement de la mise en phase entre sub et top peut donc s’avérer nécessaire, ou être anticipée, sachant que si la pente électrique est à 120Hz, le raccord acoustique effectif se situera plutôt aux alentours de 170Hz du fait de l’augmentation du niveau du sub. C’est donc autour de cette fréquence centrale que l’on doit s’assurer que subs et tops sont en phase.
En résumé, pour ajuster le niveau de grave final, on aura deux possibilités:
- soit avec un égaliseur Shelving (avant filtrage) de +12 à +15dB (suivant les goûts)
- soit en augmentant le niveau des voies subs de +12 à +15dB (ou en abaissant le niveau des têtes)
En ce qui concerne l’aigu, l’atténuation de la courbe D&B (grisée) peut être souhaitable pour éviter agressivité et fatigue. Toutefois, si on égalise avec un micro de mesure en proximité des tops, on peut programmer une courbe linéaire jusque dans l’extrême aigu, l’atténuation naturelle de l’air se chargera de faire décroître l’aigu à partir d’une certaine distance. L’atténuation est fonction de la distance et du taux d’humidité. Pour de la longue portée, il peut être nécessaire de faire une pré-accentuation de l’aigu, comme cela se fait couramment sur les systèmes line array. Dans ce cas la, on évitera de faire cette pré-accentuation sur des systèmes dont les tops sont placés au niveau des oreilles des auditeurs. Les Tops devront être placés en hauteur pour éviter une trop grande agressivité préjudiciable pour les personnes proches de la scène.
On utilisera les calculatrices disponibles sur le site, permettant de trouver le bon réglage limiteur et le gain de l’ampli si ce dernier n’est pas connu.
Calculatrice pour les processeurs ayant un Threshold/niveau de sortie maxi en dBu:
http://hornplans.free.fr/limiteur.html
Calculatrice pour les modèles T.Racks DS 2/4 et Behringer DCX2496
http://hornplans.free.fr/limiteur_tracks.html
Calculatrice pour calculer le gain d’un ampli:
http://hornplans.free.fr/gainampli.html
Une fois les réglages terminés, on n’oubliera pas de sauvegarder le preset, à la fois sur le processeur, et sur un ordinateur (via le logiciel de commande du processeur). Le preset ainsi créé servira de référence et de base pour toute sonorisation. Si vous faites du plein air et que votre preset est correct, qu’aucune réflexion ne vient gêner la diffusion, la sono doit pouvoir fonctionner sans réglage supplémentaire. Dans le cas d’une sonorisation en salle, on ne touchera pas au preset et on corrigera d’éventuels défauts de la salle avec un égaliseur 1/3 octave 30 bandes placé en amont du processeur (ou inclus dans le processeur en entrée) ou avec un Eq paramétrique possédant un nombre de bandes suffisant
Ecoutes et réglages complémentaires:
Une écoute du système est indispensable afin de valider les réglages, et si nécessaire, apporter quelques corrections finales sur les eqs ou les fréquences de coupure. On écoutera des titres dont on sait qu’ils sont correctement enregistrés/mixés.
Si le système se révèle agressif à forts niveaux, on pourra atténuer aux alentour de 2.5Khz . On peut aussi vouloir mettre l’infra en valeur, ce qui sera possible avec une petite bosse à 40Hz. Mais on n’en abusera pas et on évitera que les fréquences de 50Hz et + soient altérées par cette égalisation, le grave pouvant vite devenir empâté et mou. Rappelez vous que toute égalisation est susceptible de nécessiter un ajustement de niveau de la voie, ainsi que des delays. Bon calage !
(Fichier de correction
dispo sur le forum)
