Placer ses enceintes en 12 leçons

Après un premier round d’observation d’enceintes en “terrain neutre”, la chambre sourde, nous passons aujourd’hui au monde réel : comment placer ses enceintes pour qu’elles expriment le meilleur d’elles-mêmes, et pourquoi ? Franck Ernould

En chambre sourde, nous l’avons vu dans le n°24, le local n’intervient pas : c’est l’enceinte elle-même qu’on mesure, avec ses qualités et ses défauts, dans l’axe ou hors axe. Cette mesure “objective” et analytique est reproductible dans n’importe autre quelle chambre sourde. Dès qu’on place une enceinte dans un local, en revanche, la situation devient beaucoup plus complexe. L’énergie émise par l’enceinte se réfléchit, se diffracte, est absorbée ici, dispersée là, revient, repart... selon les particularités physiques de la pièce - formes, surfaces réfléchissantes, absorbantes... Notre oreille ne fait pas la différence : résultat, nous avons souvent tendance à rendre, fort injustement, les enceintes responsables de problèmes en fait dus au local ou à leur placement. Il n’est donc pas inutile de rappeler quelques principes physiques simples, dont nous déduirons douze règles à respecter absolument, conditions nécessaires mais pas forcément suffisantes à une restitution de qualité.

6, 12 ou 18 ?

Si votre haut-parleur/enceinte est disposé au centre exact de la pièce, il “voit” un monde “sans limite”, et rayonne dans tous les sens. Si vous l’encastrez ou l’adossez contre un mur, il ne “voit” plus que la moitié du monde : la même énergie se déploiera dans deux fois moins de volume, on aura donc +6 dB de pression sonore. Si vous mettez le HP près du plancher et du mur, selon le même principe, ce sera +12 dB, et dans le coin du plancher et de deux murs, +18 dB. La théorie est généreuse, la réalité un peu moins : ce sera environ +4 dB (ou 8, ou 12) dans les graves. Voilà à quoi servent les switches sur les moniteurs amplifiés !
Courbes 4 & 5
Une autre notion fondamentale pour mieux comprendre le comportement d’un son est sa longueur d’onde (quotient de la vitesse de propagation par la fréquence). Pour qu’un obstacle quelconque interfère avec un son, il faut que ses dimensions soient voisines de la longueur d’onde. Prenons l’exemple d’un être humain : les graves nous traversent littéralement, nous ne leur faisons pas obstacle, ce qui n’est pas vrai pour les haut-médiums et les aigus. Donc, un son de fréquence 34 Hz (longueur d’onde 10 mètres) ne se comporte pas du tout de la même façon qu’un son de 17 kHz (longueur d’onde 2 cm).
Corollaire : si vous positionnez votre enceinte à moins de 1 mètre du mur du fond, vous allez au-devant de graves problèmes (jeu de mots !)... En effet, l’onde arrière émise reviendra se combiner, après réflexions, avec l’onde avant, avec interférences destructives, ce qui créera un très joli manque d’énergie dans les longueurs d’ondes de l’ordre du mètre, soit 200-300 Hz. “Ben c’est bizarre : mon enceinte, elle descend jusqu’à 55 Hz, mais j’ai pas de graves !”. Vous aurez beau apporter beaucoup d’énergie supplémentaire dans les graves, compte tenu du régime tourmenté, elle sera éliminée de la même manière et seule une infime partie reviendra vers vos oreilles. Bref, gare à ce no man’s land !!

Mêmes dimensions

On peut dire que dans les graves, le son est omnidirectionnel et interagit avec des objets de l’ordre de plusieurs mètres : murs, plafond, plancher... Il en résulte des réflexions dans tous les sens, des recombinaisons entre son direct et son réfléchi pouvant provoquer des “creux” ou des “bosses” dans la courbe de réponse. On peut dire qu’en-dessous de 200/300 Hz, c’est uniquement la pièce elle-même qui détermine la façon dont l’énergie se propage - si les HP sont de qualité suffisante, bien sûr.
Dans les médiums, plus directifs, l’ordre de grandeur devient voisin du mètre : soit typiquement les dimensions d’une console, d’une table, d’un rack, d’un écran vidéo... Ce sont donc ces objets qui provoqueront les accidents de courbe de réponse dans ce registre, qui est aussi celui où l’oreille est la plus sensible - avec en plus un effet de masque qui fera “baver” les éventuelles irrégularités de la courbe de réponse. La bonne gestion des meubles et de leur position prend alors toute son importance...
Enfin, dans les aigus, l’ordre de grandeur est inférieur ou égal à 10 cm. À ces fréquences, c’est le haut-parleur lui-même et la façon dont il est chargé qui déterminent la directivité de l’enceinte - guide d’ondes éventuel, aux formes plus ou moins tourmentées - et les “petits” objets, écrans LCD en relief de 02R par exemple...
Conclusion : si vous avez trop de graves, ce n’est pas le téléphone posé sur la console qu’il faut bouger, et si vous n’avez pas assez d’aigus, le mur situé derrière vos enceintes n’y est pour rien !

Un peu de philosophie...

Quelle est la différence entre écouter des disques sur sa chaîne hifi et travailler un morceau sur les écoutes de son home studio ? On passe d’une dimension “récréative” dans le premier cas à une dimension “sérieuse” dans le second : les écoutes sont alors un outil grâce auquel on “fabrique” un son. Mieux vaut alors se trouver dans les conditions les plus “saines”, les plus “linéaires” possibles.
Comparons avec la vidéo, et imaginons un opérateur de télécinéma qui transfère un film sur support vidéo, en lui apportant si besoin est des corrections colorimétriques pour compenser d’éventuels défauts de pellicule. Il ne lui viendrait pas à l’idée de regarder son montage sur un écran qui ne respecterait pas les couleurs À l’inverse, certains aimeront regarder la télévision un peu rougeâtre, d’autres un peu vertâtres... Toute la différence entre un outil et un objet de loisir !
Cela dit, chez certains l’oreille s’habitue à tout... Voilà pourquoi certains ingénieurs du son “maison” arrivaient à travailler de façon fiable, voici vingt ans, avec des enceintes de studio hyper-colorées, dans des cabines au traitement acoustique inexistant. Ils étaient évidemment complètement perdus dès qu’on leur faisait quitter leur cabine. Le problème, lorsqu’on se trouve dans une pièce souffrant d’un creux de 3 dB ici ou d’une bosse de 2 dB là, c’est qu’on est inconsciemment tenté de corriger de façon inverse, de façon à entendre, dans cette pièce, un résultat équilibré. Résultat : le mixage sur la bande est coloré de l’empreinte “inverse” de la couleur de la cabine où il a été réalisé.
Il est évident que le home studiste ne peut consacrer les sommes importantes qu’engagent les studios professionnels dans l’étude et la réalisation acoustique de leur cabine. Les dimensions ne sont pas les mêmes, les formes non plus. Quelques trucs simples permettent le plus souvent de réparer des défauts criants. Les voici.

LES DOUZE RECETTES DE PLACEMENT DE MONITEURS

1) La règle des 60°.
Nous l’avons souvent évoquée ici : les enceintes et votre tête doivent former un triangle à peu près équilatéral. Pour des raisons psycho-acoustiques, la perception stéréophonique et la localisation des sources sont optimales pour cet angle. Plus étroit, l’ouverture est moins grande, l’image plus étriquée ; plus large, un trou apparaît au centre, entre les deux haut-parleurs. Voilà pourquoi, en cinéma où les deux haut-parleurs se trouvent en bords extérieurs écran, il existe une voie centrale dédiée.

2) Une distance raisonnable

Comme une pièce d’écoute résonne toujours un tant soit peu, il vaut mieux ne pas se mettre trop loin des enceintes : la réverbération de la pièce brouille vite les informations de localisation. Limite inférieure : 70 cm (sinon, autant écouter au casque !). Limite supérieure, pour des moniteurs de proximité : 2 mètres. Pour de grosses écoutes encastrées, 4 ou 5 mètres sont une limite à ne pas dépasser.

3) Orientation verticale et horizontale

Tout comme un écran de télé se regarde de face, les enceintes (surtout leurs haut-parleurs d’aigu) doivent “pointer” vers vous, quitte à les incliner vers le bas si elles sont placées trop haut, et à les “faire dépasser” de la bibliothèque. L’énergie émise par les haut-parleurs se propage en ligne droite : autant faire en sorte de se trouver devant ! Évitez aussi de les disposer “cul par dessus tête”, c’est-à-dire tweeter en bas et boomer en haut : les aigus arriveront à l’oreille avant les graves et les médiums, ce qui n’est pas franchement naturel - de plus, le boomer se retrouve plus près du plafond, ce qui posera d’autres problèmes...

4) Symétrie de l’installation dans la pièce

Il découle des indications ci-dessus que les enceintes sont placées symétriquement par rapport à votre tête. Mais cette règle est aussi valable pour l’ensemble que vous formez avec elles ! Autrement dit, il faut éviter de placer votre home studio, avec ses écoutes, dans un coin, mais le laisser exister, au milieu de la pièce. Sinon, les murs de gauche et de droite produiront des réflexions temporellement décalées, d’où une image stéréo complètement bizarre. “Symétrie” signifie aussi choisir un axe d’écoute évitant d’avoir par exemple une baie vitrée à droite et des rideaux à gauche...

5) Disposer verticalement les moniteurs de proximité

Surtout si vous les posez tout près ou sur le bandeau de la console, la position horizontale favorisera les premières réflexions sur la surface de la console elle-même, ce qui défavorisera la réponse de 6 à 8 dB dans des longueurs d’ondes voisines de 20-30 centimètres, soit 1 à 2 kHz : un bel avis de tempête dans le registre le plus sensible de l’oreille humaine, celui où se trouvent les voix, les saxes... ! D’autant que cette “salve” d’ondes acoustiques se trouvera intégralement dans la première “fenêtre temporelle” que décodent nos oreilles - le cerveau intègre sur cette durée et considère qu’il n’y a qu’un seul et même évènement sonore. Même si ce n’est guère esthétique, placez donc toujours vos moniteurs verticalement, quitte à les incliner vers votre oreille - l’avis de tempête ira plus bas dans le spectre, ce qui est moins gênant, et les réflexions “sortiront” de la fenêtre fatidique des 35 ms. Cf. courbe

6) Utiliser un pied séparé au lieu de poser les moniteurs sur un meuble, la console...

Quelle que soit la qualité de construction d’une enceinte, ses haut-parleurs transmettent toujours une partie de leur énergie au coffret. Celui-ci, par conséquent, vibre : s’il est posé tel quel sur une surface plus grande (bandeau de console, meuble...), cette vibration se transmet. Facile à vérifier : poussez un peu le niveau d’écoute et posez les mains sur votre console ou votre meuble ! Autant de perdu pour les oreilles, et une source de parasites venant se mélanger au signal utile. Influence négligeable ? Pas vraiment ! Mettez-vous en position d’écoute, et demandez à deux assistants de soulever légèrement les enceintes. Comme par magie, le bas-médium se désempâtera, la main gauche du piano respirera mieux ! Le pied assurera un salutaire découplage de toute surface vibrante.

7) Ne pas hésiter à se servir des éventuels switches de réglages
S’ils sont là (sur les moniteurs amplifiés), c’est qu’ils servent à quelque chose ! +6, +12 dB dans les coins - à compenser si besoin est. Contrairement à ce qu’on pourrait croire, les switches des enceintes ne sont pas un loudness à but récréatif, mais un moyen de s’adapter à leur positionnement.

8) Pas de demi-mesure : contre le mur arrière ou suffisamment éloignée

Soit vous plaquez votre enceinte au mur (en sachant que de la sorte, les graves seront naturellement favorisés - la plupart des enceintes “de bibliothèque” sont conçues pour être linéaires avec un tel placement), soit vous l’éloignez d’un mètre AU MINIMUM. Entre ces deux points, vous aurez des problèmes dans le grave, c’est inévitable.
En effet, dans les graves et le bas-médium, autant d’énergie part vers l’arrière que vers l’avant. Celle qui va en avant est “utile” ; celle qui part en arrière est réfléchie par le mur, obstacle solide, et revient. La théorie mathématique veut que la combinaison son direct/son réfléchi provoque une annulation “complète” (ils ne connaissent guère la nuance, ces matheux !) du son dont la demi-longueur d’onde correspond à la distance enceinte/mur arrière. Exemple : 3 m = trou à 29 Hz, 2 m = trou à 43 Hz, 1 m = trou à 86 Hz (ce qui correspond à peu près au “mi” grave d’une basse). Et voilà comment on se retrouve avec des enceintes droites jusqu’à 50 Hz, mais qui ne créent pas de grave !
Vous vous dites “Je peux égaliser !!”. Que se passera-t-il ? Certes, vous créerez plus d’énergie directe, mais celle-ci donnera plus d’énergie réfléchie - et leur combinaison s’annulera toujours au même endroit. De plus, il pourra produire d’autres phénomènes parasites, de rotation de phase notamment. Bref, on ne fait que dégrader le signal...

9) Excentrer le caisson de graves
Imaginons que vous positionniez votre caisson au plein milieu de la pièce. Source unique de graves (100 Hz et moins, soit des longueurs d’ondes de 3m50 à 10 m, voir encadré), il se trouvera à mi-distance de chacun des murs latéraux parallèles. Autrement dit, air connu, le son dont la demi-longueur d’onde correspond à la largeur de la pièce connaîtra un minimum au centre (pile là on on écoute !). Imaginons une pièce de 3 mètres de largeur : la fréquence coupée sera de 56 Hz, les voisines seront atténuées - c’est justement celles qu’on désire générer !
Souvenez-vous par ailleurs que les évents, par lesquels sort l’énergie sonore, doivent être tournés vers le mur, à une vingtaine de centimètres de distance environ pour les laisser “respirer”. On bénéficie alors de la fameuse bosse dans les graves, prise en compte dans la conception du caisson. N’oubliez pas non plus d’essayer les divers réglages de phase, afin de compenser électriquement le décalage physique de la source de graves avec les satellites si ceux-ci sont plus en avant par exemple.

10) Minimiser les grandes surfaces planes entre les enceintes et le lieu d’écoute

Mettons-nous à la place d’une “petite” 1030 posée sur un bandeau de SSL. Que représentent ses 40 cm face aux 3 mètres d’envergure de la console ? On se retrouve alors presque dans le cas d’un demi-volume, comme au début de l’article - d’où gain dans les graves, à compenser pour éviter toute bosse. Il vaut toujours mieux dégager au maximum l’espace situé devant les enceintes, pour leur faciliter la tâche.

11) Encastrez les enceintes au ras du mur
Pour les studios pro, direz-vous ? Pas forcément : imaginons un home studiste qui décide d’installer ses moniteurs dans des rayonnages, entre deux planches, et qui les “enfonce” trop, de quelques centimètres. Les planches créeront un effet de bord, une diffraction, surtout sensible dans les aigus (toujours cet ordre de grandeur de quelques centimètres), qui amoindrira la précision de la localisation stéréo.

12) Écartez-vous du mur du fond !
Le mur du fond d’un local est un “nid à interférences”, zone de turbulences dont il est préférable de s’écarter. Sans entrer dans de grandes considérations physiques, aucune “action sonore” (émission ou écoute) ne devrait se dérouler à moins d’un mètre d’une surface - on est dans une zone où le spectre de l’énergie est bouleversé par des minima et des maxima, y compris l’effet 6 dB. Même 40 cm, c’est trop près !

Encadrés

Caisson de graves

Pourquoi un sub ? Pas forcément pour faire plaisir au département marketing, comme certains mauvais esprits le laissent entendre... C’est pour des raisons tout à fait physiques et acoustiques. Dans un local du monde “réel”, relativement petit, avec des murs parallèles, pas traité acoustiquement, donc d’une acoustique mauvaise et contraignante, il est évident qu’on réduira “à la source” les problèmes si on n’introduit qu’une seule source de basses fréquences (qui rayonnent dans toutes les directions, comme on l’a déjà dit) au lieu de deux. Modes de résonance et ondes stationnaires en seront réduits d’autant. On peut de surcroît positionner plus facilement une source unique de fréquences graves pour chercher un compromis sonore. Le contrôle de l’énergie apportée dans la pièce sera donc bien meilleur. Les pièces sont de plus en plus petites, on veut de plus en plus de graves, mais on ne traite pas ses locaux, même au niveau le plus élémentaire : proposons une solution plus “accomodante” à la base !
Entend-on le caisson ou non ? “Les modèles Genelec coupent à 85 Hz, fréquence où il est encore très difficile de localiser un son. D’autres marques coupent plus haut, ce qui est contestable. Cela dit, si le milieu n’est pas traité acoustiquement, les ondes stationnaires et la distribution modale des fréquences propres font que le cerveau commence parfois à recueillir de cette façon des indices de localisation qui le poussent à subodorer une embrouille...
Autre façon de localiser : le wavefront, aux forts niveaux. Comme c’est le corps qui encaisse, on repère la provenance de l’onde de pression gauche/droite sans problème.

L’effet de masque

L’expérience est simple : on envoie dans un haut-parleur un signal de 1 kHz, puis on fait monter le niveau de sons à 2, 3, 4... kHz, jusqu’à ce que le cobaye déclare le percevoir. On en déduit le réseau de courbes suivant. Ce qui signifie qu’une “bosse” de courbe de réponse masquera bien d’autres fréquences, tandis qu’un “creux” ne masquera rien du tout ! Et qui dit “masque” dit doute quant à l’équilibre spectral du mixage...

C’est louche !
Avec des enceintes à large directivité contrôlée (comme les Genelec, par exemple), il est parfaitement possible d’aménager le point 3), en faisant loucher légèrement les enceintes, de façon à faire se croiser leurs axes 20 cm environ en avant des oreilles de l’ingénieur du son. Que se passe-t-il alors ? Imaginons que vous vous trouviez en B1. Vous êtes dans l’axe de l’enceinte droite, mais plus éloigné d’elle - mettons, 2 dB de “perte” de niveau”. Vous êtes plus proche de l’enceinte gauche, mais pas tout à fait dans l’axe - donc perte de 2 dB environ. conclusion : l’écoute reste équilibrée en niveau ! Même principe pour un point d’écoute en B2, en inversant gauche et droite. En faisant “loucher” les enceintes, on a donc augmenté la zone d’écoute optimale selon le critère du contenu spectral. En revanche, l’image stéréo en sort un tout petit peu brouillée !

Un grand merci à Christophe Anet, ingénieur acousticien chez Genelec, pour son précieux concours à l’élaboration de cet article - tant au niveau de la théorie que des mesures.

Légendes des courbes :
Courbe 1
Cette courbe a été relevée dans une configuration home studio typique. Nous avions posé les moniteurs, des 1030, verticaux, juste derrière la console Yamaha 02R. Les switches des 1030 étaient tous en position 0 dB.
D’abord, la courbe “tient” dans 13 dB entre 100 Hz et 20 kHz, ce qui est quand même beaucoup ! Quatre défauts majeurs ensuite :
(A) La bosse vers 100-200 Hz, due à la proximité de la “grande” console (par rapport à la 1030) qui limite son “monde”, donc accentue les graves et les bas-médiums.
(B) Juste à gauche, une “annulation” vers 80 Hz - un gouffre, dû à un éloignement insuffisant du mur arrière (qui était à environ 70-80 cm).
(C) Autre gouffre : celui à 1,4 kHz, correspondant à la première réflexion sur la console elle-même, venant se recombiner avec l’onde directe.
(D) Enfin, à partir de 4,5 kHz, de multiples accidents dans les aigus sont causés par les réflexions sur les “petites” parties de la console - son écran en saillie, par exemple.

Courbe 2
C’est le même dispositif, en enclenchant le switch “-6 dB” de la Genelec, afin de compenser la bosse vers 100-200 Hz. Aucun doute, ça marche ! La bosse réintègre la courbe (A). Les autres défauts sont inchangés, il va falloir sévir !

Courbe 3

Elle a été relevée après avoir disposé les 1030 verticalement, sur pied, en ayant avancé tout l’ensemble console/enceintes d’1m à l’intérieur du local. Comme par miracle, la courbe “tient” désormais dans 6 dB !
(A) Comme l’enceinte est plus loin du mur, la première réflexion destructrice vers 80 Hz a disparu.
(B) Comme son boomer/médium est légèrement plus loin du panneau de la surface de contrôle, le gros trou à 1,4 k a disparu - il a été remplacé par un “petit” vers 1 kHz (C), inévitable en champ proche
(D) Comme le tweeter est lui aussi plus loin des “accidents” de la console, les accidents dans l’aigu sont atténués.


Courbes 4 & 5
La courbe n°4 a été relevée en posant la 1030 sur un pied dans un “grand” local, assimilable à un champ libre. La légère remontée dans l’aigu est due au caractère réverbérant de ce local (les stocks de SCV !) : sinon, la courbe aurait “tenu” dans 3 dB de 55 Hz à 20 kHz, spécifications de la 1030
La courbe n°5 a été relevée en disposant l’enceinte contre le mur. Instantanément, le grave et le bas-médium sont renforcés (A). La théorie donne +6 dB, la pratique, plutôt +4...



Cet article est paru dans HOME STUDIO

Copyright © 1998 Franck Ernould (franck.ernould@sfr.fr)

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