Tutoriel proposé par le membre Umans.
Préambule :
Abordons ensemble la construction d'enceintes acoustiques.
C'est plus compliqué à mettre au point qu'il n'y parait alors pour une question de clarté,
j'ai choisi de vous livrer une méthode simple et efficace à coups surs sans rentrer
dans des détails purement matheux.
Il est faux de croire que l'on tirera parti d'un haut parleur en le
plaçant dans n'importe quel volume de coffret.
C'est un véritable calcul que l'on se doit d'opérer en tenant compte
des caractéristiques des hauts parleurs utilisés et de la résonnance de l'air contenu dans l'enceinte.
Ce tuto est basé sur mon expérience de 20 ans dans la construction d'enceintes acoustiques
et ce que j'ai développé ici est valable pour réaliser des enceintes d'une puissance
allant jusqu'a environ 130 Watts Rms avec un haut parleur principal de diamètre
maximum égal à 25 cm. Les résultats obtenus sont convaincants et vous vous direz ensuite
qu'il était bien inutile de dépenser tant dans des modèles tout fait du commerce.
Alors si l'envie vous vient de bricoler...
Types d'enceintes
L'enceinte dite close :
Son haut parleur principal voit son onde arrière supprimée dans son coffret.
Le coffret clos est donc rempli de matériaux absorbants.
Les dimensions générales de ces enceintes sont les plus petites que l'on puisse
fabriquer à partir d'un même haut-parleur.
Leur restitution reste assez fidèle mais leur rendement dans le registre grave peu développé.
L'enceinte à évent (ou dite bass-reflex) :
On récupère l'onde arrière du haut parleur principal pour la redistribuer en phase
sur l'avant de l'enceinte via un évent calculé précisément.
L'enceinte à évent est vide, sans matériau absorbant.
Les dimensions de ces enceintes sont environ d'une moitié
supérieure à la taille d'une enceinte close pour un même diamètre de haut parleur principal.
Leur rendement général dans les basses est d'un niveau supérieur, ce qui oblige à
multiplier le nombre de voies pour compenser.
Dans la même idée, si l'on désire rester en deux voies, il faudra que le tweeter soit puissant et de qualité.
Choix des hauts parleurs :
Le haut parleur principal :
Si l'on choisi une enceinte à deux voies, mieux vaut utiliser un haut parleur principal
large bande, ou du moins qui permet d'atteindre le registre médium le plus haut.
Pour une enceinte à 3 voies, l'on peut utiliser un boomer spécialisé dans le
registre grave.
L'on choisira ce Hp sur plusieurs critères:
- Une fréquence de résonnance la plus basse possible.
- un spectre qui descend le plus bas possible également.
- De préférence, choisissez une membrane dont la suspension est en solidaire.
(de type accordéon et non à suspension mousse ou caoutchouc) = longévité
- Un aimant de taille conséquente et de profondeur suffisante de manière à
garantir un débattement important de la membrane.
- Un saladier de type moulé (fonte ou autre) et non en tôle emboutie
- Un diamètre de bobine important et une impédance de 8 ohms
- Pas de Hp de type coaxial (tweeter milieu) ou possédant un double cône.
- un diamètre compris entre 16 et 25 cm pour garantir un rendu sans déformation.
Pour une enceinte à évent, utilisez un Hp suspendu rigidement et
un Hp très souple pour une enceinte close.
Le haut parleur de médium :
N'existera que si votre haut parleur principal et le tweeter choisis sont de
qualité modeste ou qu'ils n'étendent pas assez leur registre sonore.
Perso, je n'en utilise que très rarement, pour plusieurs raisons.
Leur filtre est difficile et délicat à mettre au point car il se doit de couper
fréquences aiguës et graves et parce qu'il faut fabriquer à ce Hp médium, un coffret particulier pour l'isoler du Hp principal quand son saladier n'est pas clos.
Dans la plupart des cas, ce Hp produira des déphasages sonores néfastes.
L'on réussira à coups surs une bonne enceinte 2 voies et cela vaut mieux
qu'une trois voies mal fichue qui de plus, aura une grande surface frontale.
Les caractéristiques du Hp médium peuvent être semblables à un large bande.
Son aimant et sa bobine doivent être de taille conséquente et sa suspension doit être
relativement raide mais suspendue. Son diamètre, entre 10 et 16 cm.
Le haut parleur d'aigus (tweeter) :
Il existe de nombreuses technologies pour les fabriquer.
La meilleure est le tweeter à rubans, le plus classique est dynamique (à bobine) et
le plus puissant celui piezo-électrique.
Pour vous faire part de mon expérience dans ce domaine, le tweeter dynamique a
une certaine tendance à passer à trépas et son rendement est relativement pauvre.
C'est pourquoi je n'utilise plus que du piezo indestructible.
Son gros inconvénient est d'avoir une tendance à "ferrailler".
Pour résoudre ce problème, on lui adjoindra une ampoule et éventuellement un filtre capacitif. (en montage série)
Les filtres de voies :
Difficile ici de rentrer dans cette complexe réalisation, c'est pourquoi je vous
conseille d'en utiliser des "tout faits". L'on retiendra principalement sa caractéristique
donnant sa coupure en fréquence exprimée en décibel (-dB) par octave.
Plus ce chiffre est bas, plus les fréquences de coupure entre les Hp seront nettes.
Aujourd'hui, je n'en utilise plus ou presque pour une question de fiabilité et
du moindre emmerdement. Également pour lutter contre les déphasages sonores qu'ils
impliquent.
Je choisis donc un boomer qui monte le plus possible dans le médium.
Celui-ci se coupe progressivement de lui-même ensuite, pas besoin de filtre !
Je choisis mon tweeter en fonction de cela et donc son filtre capacitif s'il est
de nature dynamique. Mais plus il devra descendre dans le médium, plus il devra être
solide et de qualité !
J'utilise donc un tweeter Piezo qui est robuste et qui peut descendre relativement bas.
Je lui adjoins une ampoule en série pour aplanir sa restitution
(12 volt jusqu'aux environ de 100Watt Rms) et éventuellement un filtre capacitif
de l'ordre de 1 uF (valeur fixe) si je juge qu'il ne rend pas un son suffisamment net.
L'ébénisterie :
Le coffret devra être parfaitement étanche et ses parois parfaitement rigides.
Ensuite c'est selon les moyens et les talents de chacun mais il existe deux
manières possibles de construction. Par emboitement ou par biseau sur les parois en contact.
L'on utilise des tasseaux contre les angles internes pour rigidifier l'ensemble.
L'on peut coller les parois entre elles ou les visser les unes aux autres ou les deux.
L'emploi de grands serre-joints est nécessaire pour maintenir entre elles les
parois le temps que la colle prenne. J'utilise du contre plaqué marine dont
la densité est supérieure à l'agglo classique. Ma face avant qui supporte les haut-parleurs
sera la plus épaisse (2 à 3 cm) et entre 1,2 et 2 cm pour les autres parois.
Pour les dimensions, il faut les accorder au diamètre du haut parleur principal,
c'est la méthode la plus simple car en principe, on utilise sa fréquence de résonnance
pour calcul. Cela revient à peu près au même résultat sachant que, la plupart du temps,
la fréquence de résonnance du haut parleur dépend de son diamètre.
La finition :
C'est au gout de chacun, peinture, moquette, plaqué bois ou imitation (rouleau Venelia)
Filtres capacitifs (condensateur non polarisé de type plastique 100 volts type Mk)
pour tweeter dynamique. (Pente d'atténuation -3dB, se monte en série avec le tweeter)
Fréquence de coupure / valeur du condensateur (standardisé)
4200 Hz / 4,7 uF
6000 Hz / 3,3 uF
10000 Hz / 2 uF
On peut obtenir d'autres fréquences de coupure en associant des valeurs de condensateurs
entre elles. Leurs valeurs s'additionnant, si on les monte en parallèle. (C1+C2+...=Cx)
Exemple de volume d’enceinte close (base de calcul) :
Diamètre Hp : 16 cm :
Volume intérieur environ 15 litres (ou dm3) (ex : 35x22x20 cm)
Diamètre Hp : 20 cm :
Volume intérieur environ 23 litres (ou dm3) (ex : 42x25x22 cm)
diamètre Hp : 25 cm :
Volume intérieur environ 40 litres (ou dm3) (ex : 50x30x26 cm)
Exemple de volume d’enceinte à évent :
La méthode la plus simple consiste à se servir des volumes pour enceintes closes
comme base de calcul. L'on rajoute une moitié de ces résultats au volume général.
Diamètre Hp : 16 cm :
volume intérieur environ 23 litres (ou dm3) (ex : 42x25x22 cm)
Diamètre Hp : 20 cm :
Volume intérieur environ 36 litres (ou dm3) (ex : 56x28x23 cm)
Diamètre Hp : 25 cm :
Volume intérieur environ 55 litres (ou dm3) (ex : 61x32x28 cm)
* Toutes ces valeurs sont indiquées par rapport aux dimensions intérieures du coffret.
Il faudra donc tenir compte de l'épaisseur des parois choisies pour obtenir les
dimensions extérieures.
* En règle générale, pour les proportions, on évite que la hauteur soit
plus du double de la largeur et cette dernière doit être légèrement supérieure à la profondeur.
L'évent :
Son choix est important pour qu'il fonctionne en accord avec le souffle avant
du haut parleur. Toute erreur à son sujet va faire que l'enceinte va bourdonner ou
exagérer les basses à une fourchette précise de fréquences sonores. (Court circuit acoustique)
Par conséquent, je vous donne donc la méthode pour régler cet évent :
Une fois l'enceinte construite et assemblée, c'est le dernier trou que je révise.
Je pars d'un simple trou d'environ 4,5 cm de diamètre que l'on positionne de
préférence en face avant de l'enceinte et au plus près entre le boomer et
le fond du coffret. Je choisis un morceau suffisamment détaillé en basse et je prend
un volume sonore respectable. De mes paumes de mains, je surveille que les amplitudes
du boomer et de l'évent soient proches.
C'est assez subjectif mais on arrive tout de même à s'en faire une idée.
Un désaccord entre les deux sera parfaitement perçu par une oreille de musicien...
Mon premier réglage consiste à utiliser un tube de Pvc que j'enfile dans le trou.
Sa longueur n'excédera pas un tiers de la profondeur du coffret.
En général, cela suffit immédiatement à harmoniser le rendu des basses fréquences.
Toutefois, s'il y avait trop discordance, il faudrait augmenter encore la taille du trou et
recommencer les essais avec ou sans tube d'évent jusqu'a obtenir satisfaction.
On peut également envisager un bouchon ou une trappe pour en obstruer le conduit à volonté.
Plus mécaniquement, le réglage est correct si le boomer ne prend plus
beaucoup d'amplitude dans les mouvements de sa membrane lors de basses appuyées.
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