Les écoutes et les mesures

Tout ce qui s’entend se mesure-t-il ? Comment mesurer une enceinte ? Comment se comportent, en chambre sourde, quelques références actuelles en matière d’écoutes de proximité ? Dans la foulée du dossier récemment consacré à 10 enceintes actives, embarquez-vous pour le premier volet d’une série d’articles consacrées aux enceintes et aux mesures... Franck Ernould

On rencontre parfois des ingénieurs du son ne jurant que par une seule écoute, de référence X ou Y... Pourtant, nous avons tous été étonnés un jour ou l’autre de constater que dans tel endroit, une même enceinte semblait sonner complètement différemment que dans tel autre. C’est que les relations entre écoute et local sont très complexes, et leurs conséquences parfois tout à fait redoutables. Un excellent moniteur mal placé dans une pièce à l’acoustique perfectible ne donnera que des résultats fort médiocres : à l’inverse, une enceinte même un peu moins bonne, bien installée dans une pièce saine, pourra s’exprimer pleinement, et surtout, fournira une écoute parfaitement fiable...

Chambre sourde

C’est précisément pour s’affranchir de la variable “local d’écoute” que les mesures d’enceintes acoustiques s’effectuent dans une chambre sourde - un local parfaitement amorti, de quelques dizaines de mètres cubes, dont toutes les parois sont recouvertes d’une importante épaisseur de laine de verre (60 cm à 1 m). Leur rôle ? Transformer l’énergie acoustique reçue en chaleur, et éviter son retour vers le micro de mesure. L’enceinte à mesurer est installée au milieu de ce local, généralement posée sur un caillebotis, de façon à éviter toute réflexion sonore, aussi minime soit-elle. On est alors assuré de mesurer l’enceinte, et rien que l’enceinte. Autrement dit, la mesure est reproductible où que ce soit, par qui que ce soit, pourvu que les conditions de mesure soient respectées. Le micro de mesure, dont on imagine la précision de fabrication et la rectitude de la courbe de réponse, est généralement placé à 1 m de distance de l’enceinte.

Courbe et écoute

Que peut-on mesurer, dans ces conditions assez draconiennes, régies par la norme CEI ? D’un point de vue purement énergétique, tout ce qui concerne le niveau sonore : bruit généré par un aspirateur ou un séchoir, bien sûr, mais aussi niveau de pression généré à 1 m dans l’axe par une enceinte animée par une puissance électrique de 1 Watt. C’est ce qu’on appelle le rendement. On peut aussi envisager tout ce qui est répartition fréquentielle de cette énergie : courbe de réponse dans l’axe, hors axe, taux de distorsion à telle ou telle puissance sur tel ou tel signal... Quelles conclusions en tirer ? Il ne suffit pas de lire une courbe pour tout savoir d’une enceinte, une écoute reste irremplaçable pour se rendre compte de sa personnalité. Cela dit, un modèle dont la courbe chute dans les aigus ne risque pas de sembler agressive, ni une autre chutant dès 100 Hz de posséder un extrême-grave plein d’impact !

Quatre modèles home studio

Nous avons eu la chance de pouvoir disposer, l’espace d’un après-midi, de la chambre sourde et des dispositifs de mesure de l’usine PHL, un fabricant français de haut-parleurs de grande qualité, fournissant aussi bien Genelec, Nexo, APG, Zeck, EAW... Philippe Lesage, Directeur Technique, a supervisé avec nous tout l’aspect méthodologique des mesures.
Justement, que mesurer ? Après mûre réflexion, nous avons opté pour trois modèles home studio amplifiés, de personnalités assez diverses : Tannoy 600 A (passant pour être plutôt directive avec ses haut-parleurs coaxiaux), Genelec 1031 (passant pour avoir une directivité constante), JBL 6208 (un modèle amplifié portant un nom prestigieux connu pour un certain “type” de son). Par curiosité personnelle, nous avons également mesuré le même modèle non amplifié, la 4208. Le but du jeu était de comparer les réponses des deux enceintes : si elle différait beaucoup, c’est qu’un des atouts des systèmes actifs aurait été exploité, à savoir la possibilité de fournir un intense travail de compensation d’éventuels défauts de la courbe de réponse des HP au niveau du signal attaquant les amplis.

Directives ou pas ?

De manière générale, nous avons procédé à deux séries de mesures : une dans l’axe, une à 30° d’incidence. Vérifiant ainsi si les on-dit concernant les directivités respectives des Tannoy et des Genelec sont fondées... Pour être valable, la mesure doit être effectuée avec le micro pointant vers le “centre acoustique” de l’enceinte : un point qui doit être donné par la notice technique livrée avec l’enceinte. Sur la Tannoy, il est matérialisé par la LED bleue. Les cotes sont fournies par Genelec, pas par JBL. Une estimation pifométrique a donc été nécessaire... Le savoir-faire et l’expérience de Philippe Lesage (qui travailla en recherche et développement pendant plus de 20 ans chez Audax !) nous furent d’autant plus précieux. Enfin, il faut savoir que contrairement à ce qui se passe dans le monde réel, en chambre sourde, le fait que l’enceinte soit debout ou couchée n’a pas d’importance, étant entendu que le micro est bien pointé vers le centre acoustique de l’enceinte.
Il faut savoir que les mesures acoustiques, pour être valables, obéissent à des règles très strictes. L’une des plus importantes concerne la “fenêtre” temporelle de mesure. Sans entrer dans un exposé complexe de théorie du signal, sachez que les enceintes, pour la mesure, devaient reproduire un signal d’impulsion assez compliqué, capté par un micro de mesure ACO 7012 et qu’interprétait ensuite le logiciel Melissa, en 8192 points de FFT répartis tous les 6,10 Hz ! Pour comprendre ce concept de fenêtre d’acquisition, il suffit d’imaginer que le logiciel se “met à l’écoute du micro” lorsque l’onde acoustique atteint celui-ci (soit 3 ms après envoi de l’impulsion) et cesse cette écoute à 15 ms (ce qui correspond, dans cette chambre sourde, au retour de l’onde de pression acoustique après réflexion, si minime soit-elle, sur les murs). C’est en fonction de ce qui est enregistré dans ce court laps de temps que le logiciel calcule et affiche la courbe de réponse de l’enceinte - sans aucune influence extérieure. Autrement dit, si la durée de fenêtrage est inappropriée, la mesure n’est pas valable, car faisant intervenir d’autres énergies que celle rayonnée directement par l’enceinte, ou n’en saisissant pas la globalité.

Irréprochable

Il faut savoir qu’il n’est pas non plus facile de mesurer précisément une enceinte dans le grave. Pour une mesure à 30 Hz, compte tenu de la limitation ci-dessus, chambre sourde de 11 m de côté obligatoire ! C’est la raison pour laquelle certains mesurent leurs caissons de graves, par exemple, en champ libre à l’extérieur - ils sont sûrs que les chants d’oiseaux ne perturberont pas les mesures ! Concrètement, compte tenu des dimensions de la chambre sourde de nos essais, les mesures ne sont pas fiables en-dessous de 80 Hz environ - ce qu’indique le logiciel, sous forme d’un épais trait noir. Les ondulations semblables visibles sur toutes les courbes dans cette région sont sans doute dues à la chambre elle-même, et ne sont pas imputables aux enceintes. Dans un domaine aussi sensible que l’acoustique, une courbe ne signifie rien si les conditions de la mesure ne sont pas irréprochables. Ce reproche nous a parfois été adressé suite au panorama paru dans le n°21. Pierre et Éric prévenaient pourtant : “Les courbes... ne présentent en aucun cas les garanties nécessaires à une analyse rigoureuse”.
Après toute cette théorie, passons à la pratique !

Tannoy 600A

Ce modèle étant amplifié, il est évidemment impossible de procéder à l’estimation de son rendement. Rappelons brièvement ses caractéristiques : HP concentrique 16 cm, 70 + 70 W, crossover à 1.6 kHz, réponse de 44 Hz à 20 kHz ± 3 dB.
La première mesure, dans l’axe (en pointillé), révèle une courbe de réponse assez plane, tenant dans un couloir de 5 dB entre 80 Hz et 16 kHz - avec un plateau jusqu’à 18 kHz, suivi par une chute très nette - d’où des aigus probablement assez lumineux. La seconde courbe, en plein, a été relevée à 30° d’incidence. On s’aperçoit d’une chute très nette à partir de 1 kHz jusqu’à 20 kHz, avec un pic particulièrement prononcé à 14 kHz. Autrement dit, il se confirme que les Tannoy sont plutôt directives dans l’aigu !

Genelec 1031A

Ce modèle étant amplifié, il est également impossible de procéder à l’estimation de son rendement. Boomer 21 cm, tweeter 25mm à dôme métal, 120W + 120 W, crossover à 2.2 kHz, réponse de 48 Hz à 22 kHz ± 2 dB.
Dans l’axe (trait pointillé), la courbe est encore plus régulière que la Tannoy. La conséquence d’un choix judicieux de bons haut-parleurs, avec un raccordement réussi.
Hors axe (trait plein), la courbe reste tout à fait présentable, homogène et régulière (dans un couloir de 5 dB) - avec une chute de 3 dB dans l’aigu par rapport à une mesure dans l’axe. Voilà donc qu’il se confirme que les Genelec sont peu directives...

JBL 6208

Ce modèle étant amplifié, il est impossible de procéder à l’estimation de son rendement. Boomer 20 cm, tweeter 25 mm à dôme titane, 50 + 50 W, crossover à 2.6 kHz, réponse de 60 Hz à 20 kHz ± 2 dB.
Dans l’axe, la courbe est un peu plus tourmentée que les deux modèles précédents - couloir de 6 à 7 dB. Le côté physiologique est plus marqué que sur les Genelec, avec un creux de 3 dB dans le médium s’étendant sur pas moins de trois octaves et une remontée dans l’aigu très visibles sur la courbe pointillée. En mix, ce creux se trouvant en plein milieu de la zone hyper-sensible de l’oreille humaine, on risquera, pour compenser, d’égaliser en sens inverse... de façon inappropriée !
Hors axe, on observe des creux assez marqués un peu après 1 kHz et vers 3 kHz (la zone de recouvrement entre les deux HP). Comme ils sont assez étroits, ils ne seront pas gênants pour l’équilibre final. La chute après 10 kHz sera éventuellement plus ressentie : sans doute un effet un rien “violent” du dôme titane !

JBL 4208

L’estimation du rendement de cette enceinte par le logiciel Melissa est de 88 dB/1W/1m : une valeur remarquablement proche de celle communiquée par JBL (89 dB/1W/1m). La puissance admissible annoncée est de 75 W (300 W crête) ; les transducteurs sont identiques à ceux de la 6208.
La 4208 se paie le luxe, en chambre sourde, d’être légèrement plus linéaire que sa cousine amplifiée ! On “sent” plus la transition de filtrage, un peu avant 3 kHz. La sensation physiologique est plus légère également.
Nous reproduisons par ailleurs la courbe “officielle” de l’enceinte, trouvée dans une pub. La parenté avec celle que nous avons mesurée est évidente : on s’aperçoit qu’elle n’a pas été bidouillée outre mesure : il faut savoir en effet qu’en jouant sur certains paramètres de “cuisine interne”, on peut lisser une courbe plutôt tourmentée et rendre presque plate comme la Beauce (voir exemple) une réponse éventuellement aussi tourmentée que les Alpes !
Sachez enfin que, comme pour l’égalisation, l’oreille humaine a plus de mal à percevoir un “trou” qu’une “bosse” dans une courbe de réponse, et qu’1/6 d’octave représente sa limite d’analyse spectrale - soit une “bande” de 1000 Hz de largeur entre 6 et 12 kHz, par exemple...

Dans un prochain volet, nous reprendrons les mêmes enceintes, que nous mesurerons dans des conditions acoustiques “réelles” en home studio. La comparaison sera fort intéressante, et donnera lieu à des conseils de placement et à des recettes d’optimisation...

Merci à Richard Garrido (SCV) et Philippe Lesage (PHL) pour leur aide à la réalisation des mesures et de cet article.

Copyright © 1998 Franck Ernould