Il fut un temps ou les HP et amplis de sono ne faisaient qu’une centaine de watts. A l’époque, tout le monde s’en contentait, et était fier d’avoir amplis et HP de 100 watts (le summum!), ce qui ne manquera pas de faire sourire aujourd’hui.
Tout cela a bien changé. Avec la prolifération du matériel peu cher, de nombreux constructeurs ont commencé à enjoliver les spécifications, voire même à mentir, le but étant de proposer mieux que la concurrence (en apparence), et surtout d’augmenter la fréquence d’ouverture du tiroir caisse !
Ainsi on a vu fleurir tout au long des années pléthore de types de watts : des watts dit RMS, musicaux, Peak (crête), Peak to Peak (crête à crête), PMPO, DIN, AES, IEC, EIA, etc. Il y a vraiment de quoi s’y perdre. C’est d’autant plus dur lorsqu’une appellation ne répond à aucune norme. Par exemple, les watts PMPO (Peak Music Power Output) n’ont pas de norme prédéfinie. Les watts PMPO sont censés être une mesure crête de puissance, sur un temps court et non déterminé, sans qu’aucune distorsion ne soit annoncée à cette puissance. De ce fait, chaque constructeur peut interpréter comme il veut les chiffres, et les gonfler à loisir. Heureusement, le monde de la sonorisation a été épargné par le leurre PMPO, mais pas le monde l’informatique.
Aujourd’hui, une des tendances type, est l’utilisateur/détenteur d’un HP de 1000 watts souhaitant utiliser son matériel jusqu’au dernier watt disponible, puisqu’il a payé pour 1000 watts et non 999. Impossible d’essayer de lui faire entendre raison lorsqu’on lui explique qu’il est nécessaire de prendre une marge sur la puissance afin de ne pas casser ses HP tout neuf. En effet, selon la norme AES, les puissances sont calculées dans des conditions plutôt favorables au HP, et sur un test d’une durée de seulement deux heures, ce qui peut s’avérer insuffisant. Si les chiffres annoncés et mesurés selon la norme AES ne sont pas faux (la norme AES est la plus utilisée et peut servir de base de comparaison), ils ne sont valables que pour les conditions bien précises ou ils ont été mesurés. Dans la pratique il est nécessaire de pondérer cette puissance et de garder de la marge sur les chiffres annoncés. Pour une marge de base, on divisera la puissance par 1.5, ainsi, non n’enverra pas plus de 800 watts dans un HP de 1200 watts AES, ce qui permettra de le garder longtemps sans casse.
On évitera aussi la confusion (existant même chez des personnes se disant Pro) qui consiste à vouloir convertir des watts AES en watts RMS. Il n’y a pas plus stupide, puisque les watts AES sont mesurés en watts RMS ! Alors qu’est ce qui les différencie? Les watts RMS ne sont qu’une unité de mesure, les watts AES est ce que l’on mesure en watts RMS selon la norme définie.
Fuyez les chiffres dits programme, peak, etc. Les seules normes sérieuses étant AES, IEC EIA. Mais même dans des chiffres annoncés comme AES, il peut y avoir confusion ou triche. Exemple avec un HP de la marque Fane, marque pourtant reconnue, il est fourni deux puissances AES dont une étant épinglée « puissance crête ». La puissance AES étant une norme clairement définie sur une mesure RMS, il ne peut y avoir un chiffre RMS et un chiffre crête, c’est impossible ! Ci dessous, capture d’écran extrait d'une documentation Fane, le chiffre juste étant bien entendu le plus faible:
Les spécifications, ou l’art de la manipulation des chiffres
Source : http://www.fane-acoustics.com/prod_details.aspx?pid=335
Pour avoir une lecture plus détaillée sur les puissances AES, lisez ceci http://hornplans.free.fr/aes.html
En ce qui concerne les amplis : Ne retenez que les watts dit RMS et mesurés avant écrêtage. Mais résumer un ampli à sa seule puissance est trop restrictif. Il faudrait aussi prendre en compte la distorsion, le rapport signal/bruit, etc. Fort heureusement la majorité des amplis modernes se débrouillent plutôt bien sur ces caractéristiques.
Pourtant, il y a une donnée qui est ignorée de la majorité des utilisateurs et n’est jamais répertoriée dans les docs constructeurs : c’est l’aptitude de l’ampli à délivrer un courant important sur des charges dites complexes. En effet, les amplis sont la plupart du temps mesurés sur une charge purement résistive. Hors un HP, c’est tout, sauf une charge résistive simple. Un HP est à la fois résistif, capacitif , et inductif. Son impédance est dite complexe, et pour aggraver les choses, la phase de cette impédance varie suivant la fréquence. Certains amplis sont connus pour être incapables de driver de simples tweeters piezos, tweeters piézos dont la particularité est de se comporter comme une charge capacitive, autrement dit : un condensateur. D’autres amplis peuvent très bien délivrer la puissance annoncée sur une charge résistive, mais voir leur puissance diminuer de manière importante sur une charge complexe. Les plus expérimentés auront noté que certains amplis peuvent très bien marcher sur un sub (bass reflex) et s’effondrer sur un autre (horn). La raison ? L’ampli est incapable de fournir le courant requis dés que la charge devient trop complexe. Le problème est qu’on ne trouvera nulle part dans les spécifications ce qui pourrait informer sur la qualité d’un ampli à délivrer toute sa puissance sur une charge complexe. Pire, il n’existe aucune norme connue pour mesurer l’ampli dans ces conditions difficiles. Le seul moyen est de tester l’ampli directement sur le sub auquel on le dédie, et de se fier à ses oreilles, donc rien de très scientifique.
Ci-dessous le schéma équivalent électrique d’un HP filtré et monté dans une enceinte bass reflex. On est très loin de la simple résistance, la charge équivalente étant constituée de résistances, selfs et condensateurs. Les charges de type pavillon sont encore plus complexes d’où le fait que certains amplis sont réputés mauvais sur ce genre de design.
L’impédance de sortie des amplis :
Autre problème constaté, et aussi en rapport avec le courant délivré : certains amplis peuvent très bien s’acquitter de la tache demandée en 4 Ohms et s’effondrer sous 2 ohms, alors que la documentation de ces amplis spécifie qu’ils peuvent s’utiliser en 2 Ohms. Il faut savoir que les amplis fonctionnant correctement sous 2 ohms ne sont pas légions, et sont pour la plupart cher. Donc n’espérez pas avec des amplis bon marché pouvoir faire du 2 Ohms, même si la documentation laisse entendre que c’est possible. Ne pas perdre de vue qu’un ampli fonctionnant sous 2 ohms voit son facteur d’amortissement divisé par deux par rapport à 4 ohms. Par conséquent, il nécessitera des câbles avec une section supérieure ou des longueurs moins importantes.
Le facteur d’amortissement, aussi appelé Damping Factor, correspond à l’aptitude d’un ampli à pouvoir amortir les déplacements de la membrane d’un HP.
Le facteur d'amortissement est directement lié à la résistance interne de sortie
de l'ampli, autrement dit son impédance propre de sortie (à ne pas confondre avec
l'impédance du HP qu'il est capable de driver).
Prenons le cas d'un ampli donné pour
un facteur d'amortissement de 3000 sous 8 ohms, ce qui nous fait une impédance interne
de 0.00266 ohms. Rajoutons lui un câble de 0.3 ohms, soit 0.0026+ 0.3 = 0.3026. Le
facteur d'amortissement passe donc de 3000 à 8/0.3026 = 26 ! Autrement dit, un super
facteur d'amortissement ruiné par un simple câble de 0.3 Ohms ! En 4 ohms le facteur
d'amortissement serait encore divisé par 2, et par quatre en 2 ohms ! Il est couramment
admis, aussi bien d’un point de vue théorique que pratique, qu’un facteur d’amortissement
de 20 est suffisant, et qu’augmenter ce chiffre n’amène aucun gain de qualité signifiant.
Ci-dessous, cette illustration est tirée d’une documentation L Acoustics qui recommande des sections de câbles pour avoir un facteur d’amortissement supérieur à 20. Le mythe du facteur d’amortissement élevé est définitivement tombé !
Il faut donc cesser de focaliser sur des hauts facteurs d’amortissement. Ca n’a aucun sens, puisque le FA sera directement-dicté par le câble qui relie l’ampli et le HP, et ce, quel que soit le FA interne de l’ampli. Achetez donc du câble à grosse section plutôt que des amplis à haut FA, ce ne sera que plus profitable !
Petite anecdote pour commencer ce paragraphe : j’ai connu un petit fabricant d’enceintes (quelconque) qui après avoir reçu les caisses vides qu’il avait commandé à une société tierce, les équipait de HP bas de gamme, puis les examinait du regard, et juste au coup d’œil, en déterminait la bande passante, la sensibilité, la puissance, etc, qu’il inscrivait dans ses docs !!! Edifiant !!!
La mesure requiert une grande rigueur si on veut qu’elle soit exploitable. Afin que l’on puisse comparer ce qui est comparable, tous les constructeurs devraient publier les conditions de mesures exactes utilisées, car selon les méthodes adoptées, les chiffres peuvent varier dans des proportions importantes, ce qu’on pourrait résumer à cet adage : « les chiffres, on leur fait dire ce qu’on veut ! »
Voila un point assez regardé des acheteurs. Traditionnellement cette valeur est mesurée avec 1 watt à 1 mètre de distance. C’est une excellente base de comparaison entre enceintes. Cela va permettre de déterminer le niveau maximal théorique en fonction de la puissance. Certains constructeurs peuvent mesurer l’enceinte à une distance plus importante que 1 mètre, et rapporter cette valeur à 1 mètre par calcul théorique (carré inverse de la distance).
Si 2.83 volts équivaut bien à 1 watt pour 8 Ohms, certains constructeurs (et pas des moindres) jouent avec les impédances afin de gonfler artificiellement leurs chiffres. Par exemple chez Danley, on affiche 106dB pour une mesure rapportée à 2.83 volts/1 mètre, sur le caisson TH115. Mais si on y regarde d’un peu plus prés, on s’aperçoit que le HP est donné pour une impédance de 4 ohms. Hors 2.83 volts sous 4 ohms, cela correspond à 2 watts, soit 3dB supplémentaires par rapport à la valeur affichée. En donnée corrigée, cela nous donne donc 103dB 1w/1m. Une simulation informatique confirme que pour la taille du caisson et sa réponse basse, le chiffre de 103 dB/1w/1m est tout ce qu’il y a de plus crédible, alors que 106dB/1w/1m est totalement irréaliste. A noter que Danley donne une mesure supplémentaire à une fréquence fixe de 100Hz, très avantageuse, mais non représentative du niveau moyen du caisson. Ci dessous caractéristiques du TH115:
Source : http://www.danleysoundlabs.com/danley/wp-content/uploads/2012/04/TH-115-Spec-Sheet.pdf
Même chose chez Adamson et son T21 : 115.6dB à 2.83 volts/1m, pour deux HP de 2 Ohms soit 1 Ohm, ce qui pour 2.83 volts nous donne une puissance effective de 8 watts, soit 9 dB de gain supplémentaire !!!! Si on enlève ces 9 dB à 115.6, nous obtenons 106.6, dB. C’est encore une valeur élevée pour être 100% crédible, mais bien plus vraisemblable que les 115.6dB totalement irréalistes.
Ci dessous extrait des spécifications du T21 Adamson:
Source: http://www.adamsonsystems.com/pdf/specs/Adamson%20T-21%20Sub.pdf
Quelquefois, à défaut de toute explication rationnelle, on peut supposer le mensonge pur et dur, voire la volonté délibérée de tromper l’acheteur. Exemple (parmi d’autres) avec Martin et le caisson S218+, un caisson bass reflex qui affiche un miraculeux 105dB 1w/1m, la ou pour obtenir ce niveau, il faudrait au strict minimum un caisson band pass ou pavilloné. Martin précise bien que la mesure est rapportée à 1w/1métre, donc aucune explication par l’impédance. Bizarrement l’ancienne version de ce caisson appelée S218 (sans le +) était donné pour 102dB/1w/1, ce qui semble être une valeur plus crédible. Par quel moyen Martin audio a-t-il augmenté la sensibilité de 3dB ? Est-ce 1 watt par haut parleur ? La marque fait l’impasse sur cette précision, le mystère demeurera.
Ci dessous extraits des spécifications des S218 et S218+:
Sources:
http://www.martin-audio.com/archivedproducts/datasheets/S218datasheet.pdf
http://www.martin-audio.com/products/datasheets/s218+datasheet.pdf
Pour un niveau SPL juste:
Le niveau SPL doit être mesuré en bruit rose dans la bande de fréquence utile de l’enceinte et non dans une bande de fréquences qui ne sera jamais exploitée par l’utilisateur. Par exemple, il n’est pas rare qu’un constructeur mesure la sensibilité d’un caisson dans une bande de fréquences qui peut s’étaler jusqu’à 200/300Hz alors que la majorité des caissons sont coupés entre 80 et 120Hz. N’importe quel caisson voyant sa sensibilité augmenter au dessus de de 100Hz, on comprendra aisément qu’une mesure qui ne se limite pas aux fréquences basses réellement reproduites sera forcément flatteuse. Cela permet au constructeur d’annoncer plusieurs dB au dessus de ce que le caisson est réellement capable. Même si on ne peut pas appeler cela un mensonge dans le sens strict du terme, c’est la volonté délibérée de tromper le client. De même on rejettera les mesures réalisées sur une fréquence fixe, et toutes autres mesures qui ne représenteraient pas des conditions réelles d’utilisation. Lorsque ces conditions de mesures ne sont pas précisées, on sera encore plus méfiant.
S218
S218+
Une mesure en 4Pi (espace libre/free space) se fait en champ libre, donc sans réflexion acoustique dans les 3 dimensions. Une mesure en 2Pi (demi espace/half space) est réalisée enceinte au sol. Si il est logique de mesurer un caisson au sol, puisque à 99%, c’est là où il sera positionné, il n’en n’est pas de même pour un top qui doit être mesuré en 4Pi, loin de tout objet ou réflexion (soit enceinte suspendue en hauteur, soit chambre anechoique). Certains fabricants mesurent les tops en 2Pi, ce qui augmente leurs performances sur le papier (sensibilité et réponse grave notamment), mais ne représente pas la réalité.
La bande passante est aussi un élément déterminant dans l’utilisation et donc le choix de l’utilisateur, mais très souvent le fruit d’exagérations ou d’interprétations douteuses de pas mal de constructeurs.
Ici pas de règle bien définie, on voit des réponses données pour une coupure à -3dB, -4dB, -6dB, -10dB, +/-3dB, +/-4dB, etc. Il sera donc impossible de comparer objectivement des enceintes avec autant de différences de tolérances.
Les presets peuvent influencer la bande passante. Certains constructeurs qui obligent à l’utilisation de leurs processeurs ou presets, pratiquent des égalisations plus ou moins importantes dont le but est de compenser d’éventuelles déficiences de leurs enceintes. L’égalisation permet ainsi de compenser une réponse grave chutante, par exemple à cause de la réduction de la taille de l’enceinte (la réduction de taille entraîne forcément des inconvénients). Une correction importante peut générer des déviations de phase, influencer le niveau de sortie maxi, de manière positive ou négative. Si on ajoute une égalisation sélective de +6dB, la puissance sera multipliée par 4 à la fréquence boostée, ce qui réduira d’autant la puissance en réserve pour les autres fréquences. Certains constructeurs emploient des EQ dynamiques dont le rôle est de limiter le niveau à des fréquences définies, fréquences auxquelles le couple ampli/enceinte pourrait entrer en distorsion prématurément. Ces EQ dynamiques permettent d’augmenter le niveau de sortie maxi en évitant que la saturation apparaisse trop tôt, mais ils n’en sont pas moins destructeurs du signal. Ce type de processing est à double tranchant: Il permet de réduire la taille des caissons et d’en compenser les déficiences de réponse grave, mais il amène aussi son lot de problèmes: Processeur obligatoire, souvent cher, un son qui peut être dégradé à fort niveau, phase qui tourne, etc. Le processing n'est pas une mauvaise chose en soit, mais l’excès de processing, oui.
Coupure basse:
Une coupure basse annoncée à -10dB sera plus vendeuse qu’une coupure à -3dB. Prenons exemple de l’enceinte RCF S8018 donnée pour une bande passante de 40Hz à 200Hz, sans qu’aucune autre explication ne soit donnée. Extrait de la documentation:
Fort heureusement, RCF fournit une courbe de réponse ce qui va permettre d’en savoir plus. Voyons de quoi il en retourne ci dessous. Sur la courbe de réponse, il a été tracé une ligne verte représentant le niveau moyen de l’enceinte, et en orange, une ligne représentant les -3dB, qui va nous servir à identifier F3, c’est à dire la fréquence de coupure à -3dB. Les constructeurs n’utilisant aucune valeur normalisée, si il ne devait rester qu’une seule mesure de référence, F3 serait sûrement la plus probante.
Que dit ce graphique? Si vous n’avez pas l’habitude de lire une courbe de réponse, sachez que chaque barre verticale en dessous de 100Hz représente une division de 10Hz. Le point F3 se trouvera à l’intersection du trait orange et du du trait rouge de réponse en fréquence. Oh surprise, la coupure basse est à environ 55Hz, loin des 40Hz annoncés. Et si on y regarde de plus prés, le 40Hz, n'est pas à -10dB de la courbe de référence, mais plutôt vers les -12dB. Une coupure à 55Hz n'est pas rédhibitoire, mais l’acheteur qui pensait pouvoir reproduire des fréquences dites INFRA en sera pour son argent. (par INFRA, qui est une déformation du sens original de ce terme, il faut comprendre les fréquences inférieures à 50Hz, le vrai infra grave, inaudible, se situant en dessous de 20Hz)
Lecture de la courbe d’impédance:
La courbe d’impédance n’est pas toujours fournie par le constructeur, et souvent ignorée par l’acheteur, mais elle peut contenir certaines infos intéressantes, par exemple la fréquence d’accord de l’évent bass reflex qui dans l’exemple ci dessous se situe au niveau le plus bas entre les deux grandes bosses. On peut ainsi déterminer que l’accord est légèrement en dessous de 50Hz.
Si on regarde entre 200 et 300 Hz, on observe un pic qui n’a pas lieu d’être dans une enceinte bass reflex. Si on observe la courbe de réponse, on trouve un trou dans cette même zone de fréquence. Hors, si on prend la demi longueur d’onde correspondant à la profondeur interne de l’enceinte, nous obtenons une fréquence compatible avec les accidents observés entre 200 et 300Hz. Y aurait-il des ondes stationnaires dans l’enceinte? C’est fort possible d’autant qu’un autre pic plus petit apparaît au double de la fréquence initiale, venant confirmer cette hypothèse. La solution serait alors d’améliorer l’amortissement en rajoutant de l’absorbant dans l’enceinte. Mais cette enceinte étant un caisson de grave, et si on la coupe suffisamment bas, par exemple 120Hz, il ne devrait y avoir aucune perturbation audible. A noter qu’un accident d’impédance peut non seulement révéler des réflexions et ondes stationnaires non désirées, mais aussi révéler une mauvaise construction/conception qui engendrerait la résonance d’un panneau à une fréquence particulière.
Source documentation du caisson RCF S8018: http://www.rcf.it/c/document_library/get_file?p_l_id=251922&folderId=22487&name=DLFE-7308.pdf
Cet article démontre qu’on ne peut jamais totalement se fier aux données constructeurs. Ces données ne doivent en aucun cas être les éléments qui vont déterminer l’achat d’un produit par rapport à un autre. Il faut toujours garder son sens critique et faire preuve de logique. Des caractéristiques trop alléchantes peuvent cacher quelque chose. Les lois de la physique étant immuables, le miracle n’existe pas. Ainsi si on vous présente un caisson tenant dans moins de 300 litres de volume extérieur, descendant à 30Hz et avec une sensibilité de 105dB 1w/1m, fuyez ! La réduction de taille entraîne obligatoirement la réduction des performances, c’est inévitable. L’amélioration de la sensibilité pour une même taille réduit la réponse basse et inversement, l’augmentation de la réponse basse diminuera la sensibilité pour une même taille. Ce qui est gagné d’un coté est perdu de l’autre.
De même, une réponse en fréquence plate d’une enceinte ne veut pas dire qu’elle sera agréable à l’écoute. Si la courbe de phase (qui n’est quasiment jamais fournie) est très accidentée (mauvaise conception d’un filtre passif par exemple), l’enceinte peut même se révéler désagréable. De même une réponse hors axe accidentée peut révéler des problèmes dont on’avait pas pris conscience avec une mesure dans l’axe.
Un prix élevé n’est pas forcément la garantie d’une qualité exceptionnelle, et inversement, certains produits peu cher sont reconnus pour leur excellent rapport qualité/fiabilité/prix, le filtre T.Racks en est un excellent exemple.
Même si les caractéristiques ne sont pas complètement inutiles, l’écoute est évidemment primordiale si on veut se faire une opinion crédible.
Ne vous laissez plus berner, et tordez le cou aux idées reçues !
Mais que dire du STM S118 de chez Nexo, un sub band pass utilisant une seul 18 pouces avec une sensibilité extravagante de 109dB 1w/1m, alors qu’un caisson de ce type ne peut dépasser les 100dB 1w/1m !!! (exemple X1, bien connu des DIYeurs)
Monsieur Yoshiyuki TSUGAWA, vous qui êtes patron de cette société qui fut naguère 100% Française et qui fit la gloire de l’electroacoustique Française reconnue mondialement, arrêtez de nous prendre pour des jambons, l’industrie Audio n’a pas besoin de ça !
Source: http://nexo-sa.com/attachments/products/54/stm-s118-spec-sheet.pdf
Addendum:
La mesure de matériel audio peut être soumise à des normes, parmi les plus sérieuses, la norme IEC 60268 décomposée en plusieurs chapitres comme suit:
60268-1 : Généralités
60268-2 : Explication des termes généraux et méthodes de calcul.
60268-3 : Amplificateurs
60268-4 : Microphones
60268-5 : Haut-parleurs
60268-6 : Éléments passifs auxiliaires du CEI
60268-7 : Casques et écouteurs.
60268-8 : Dispositifs de commande automatique de gain.
60268-9 : équipements de réverbération artificielle, de retard et de transposition de fréquence.
60268-10 : appareils de mesure des crêtes de modulation
60268-11 : application des connecteurs pour l'interconnexion des éléments de systèmes électroacoustiques.
60268-12 : application des connecteurs pour radiodiffusion et usage analogue.
60268-13 : Tests d’écoutes des enceintes
60268-14 : Haut-parleurs circulaires et elliptiques - diamètres extérieurs du saladier - cotes de Montage
60268-15 : Valeurs d’adaptation recommandées pour les raccordements entre composants des systèmes électroacoustiques
60268-16 : évaluation objective de l'intelligibilité de la parole au moyen de l'indice de transmission de la parole
60268-17 : indicateurs de volume normalisés
60268-18 : appareils de mesure des crêtes de modulation. Indicateur de niveau de crête de signaux audionumériques.
