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Introduction

Elément important et souvent négligé dans une installation Home Cinéma, les enceintes arrivent en bout de chaîne de votre installation. Vous pourrez beau avoir une superbe installation, si vos enceintes sont bas de gamme, le rendu sera plus que médiocre. Il faut des enceintes en adéquation avec vos système.

Quelques définitions

La voie centrale est l’enceinte du milieu et sert à restituer essentiellement les voies des acteurs. Les colonnes sont les deux enceintes avant, qui donnent de l’ampleur à votre bande sonore. La majorité de la puissance vient de ces enceintes qui restituent la musique, les bruitages et l’ambiance. Les satellites sont des enceintes en général assez petites, placées à l’arrière qui restituent les effets et l’impression d’immersion. Le caisson de basse (subwoofer) ne restitue que les basses et peut être placé n’importe où dans la pièce, les basses n’étant pas ressenties comme un son directionnel par notre oreille. De plus, les basses traversent la plupart des matériaux, pour la plus grande joie de vos voisins ;)

L'enceinte centrale

Un peu de physiologie Notre oreille aidée par les lois acoustiques de compositions du son dispose de 3 manières de percevoir la direction des sons.
L'intensité sonore Imaginons une chaîne hi-fi en stéréo dont les enceintes et l'auditeur sont chacun placés à un sommets d'un triangle équilatéral. On écoute alors un enregistrement d'un signal monophonique : on le percevra alors virtuellement au milieu des 2 enceintes. Si on touche au réglage de la balance, une des deux enceintes émettra un son plus fort, attirant vers elle la position virtuelle du signal.
Le délai Même configuration. On recule une des enceintes de 20 centimètres. Le son de l'enceinte la plus proche arrivant en premier, la position virtuelle du signal sera vers celle-ci. C'est d'ailleurs à cause de cette notion de délai, que lorsqu'une enceinte est branchée en opposition de phase, la localisation de la source est complètement impossible, le délai étant alors différant pour chaque fréquence.
Une autre application du délai a été trouvée dans les décodeurs DOLBY PROLOGIC. Si deux sons identiques arrivent en même temps à l'oreille, la localisation est défaillante, le son est alors omniprésent. Mais si l'un des deux arrivent 20 ou 30 millisecondes après l'autre, il est complètement couvert par l'autre (effet Hass). On applique donc un retard surdimensionné pour les voies arrières pour augmenter la pertinence des effets surrounds.
Le timbre Les deux phénomènes ne permettent qu'un calage angulaire, et que nous ne pouvons pas savoir si la source est à n degrés face à nous ou derrière nous. C'est à ce niveau qu'intervient le timbre du son qui atteint l'intérieur de notre oreille. En fait, le pavillon de notre oreille modifie les sons d'une manière différente suivant qu'ils arrivent de devant ou de derrière.
Il y a plusieurs conséquences à ceci. Lorsque l'on écoute au casque, le son est injecté directement dans le conduit auditif, il est alors courant de ressentir la position virtuelle de la source au milieu du crâne ou devant le front. D'autre part ce phénomène est exploité dans les cartes sons à effets 3D à partir de 2 haut-parleurs ; l'appareil applique une égalisation particulière des fréquences pour simuler la partie arrière de notre pavillon.
La nécessité d'une enceinte centrale La taille des écrans cinéma augmentant, une simple stéréophonie ne suffisait plus, car 90% des spectateurs ne sont pas situés sur la médiatrice basé sur les 2 principales. L'enceinte centrale est donc apparue à l'attention des spectateurs situés en dehors de l'axe pour recadrer les dialogues au centre de l'écran. Dès lors, l'action n'est plus tassée vers le coté où l'on se trouve. Dans le cas des plus grands cinémas, il y a parfois 5 enceintes distinctes derrière l'écran ; gauche, centre gauche, centre, centre droite et droite.

Les enceintes surround

Elles ne servent pas uniquement à la reproduction de bandes son cinéma, des modes DSP sont venus se greffer dans les amplificateurs pour agrémenter l'écoute de la musique et aujourd'hui les nouveaux formats multicanaux justifient encore plus l'investissement nécessaire. Elles ont pour fonction de faciliter une perception sonore d'un espace englobant le spectateur. Selon la formule consacrée, cela permet au spectateur d'être plongé au cœur de l'action ou du spectacle.
Les modèles conventionnels Les enceintes surrounds se présentent sous forme de modèles colonnes ou bibliothèque avec une seule direction d'émission naturellement orientée vers l'auditeur.
Les bipolaires Ces enceintes possèdent 2 façades opposées qui diffusent le son vers l'avant et vers l'arrière de la pièce. Il y a création d'un champ sonore vaguement localisable qui a tendance à privilégier les ambiances sonores aux détriments des effets directifs.
Les dipolaires Elles ont identique aux enceintes bipolaires en terme de présentation. Par contre, une opposition de phase des haut-parleurs contribue à l'élaboration d'un champs encore plus diffus. Cette idée revient à l'équipe de Georges LUCAS quand elle a défini le cahier des charges THX pour les installations domestiques.
L'idée était d'avoir 5 enceintes discrètes avec une réponse en fréquence limitée à 80 hertz, ce qui permet des coffrets de dimensions réduites. Les signaux de fréquences inférieures était alors redirigé sur le caisson de grave.

Le caisson de graves

En premier lieu, le haut-parleur Il se distingue par le volume d'air qu'il peut déplacer, son rendement, sa fréquence de résonance, le poids de sa membrane, et une vingtaine d'autres paramètres électromécaniques.
En second lieu, le type de charge Le bass-reflex donne plus de grave que le clos, mais il est plus lourd et roulant, ce défaut est appelé traînage. Un caisson clos asservi est caractérisé par un capteur fixé sur la membrane (en général un accéléromètre), qui détecte sa position, la compare à celle qu'il devrait avoir (en fonction du signal d'entrée), et ajuste en conséquence la puissance à fournir. Le résultat est une réponse en fréquence linéaire, mais dont le grave peut être légèrement modifié à cause de temps de réaction du mécanisme.
Ensuite, l'amplification La configuration active permet de choisir un amplificateur spécifique au registre grave, sans la bobine de sortie qui existe généralement sur les amplis Hi-Fi. Par conséquent, il n'y a plus rien entre la bobine mobile du haut-parleur et la sortie des transistors de puissance. Le résultat est un meilleur coefficient d'amortissement (Damping Factor).
Qu'est ce que le coefficient d'amortissement ? Si vous tapotez la membrane d'un gros haut-parleur alors que l'amplificateur est éteint, elle va se déplacer en résonnant. Si vous recommencez en l'ayant cette fois mis sous tension, elle ne se déplacera qu'avec difficulté, le son étant alors beaucoup plus amorti. Pourquoi ? Supposons que l'impédance de sortie de soit de l'ordre de 0.06 ohms, et l'impédance du haut-parleur de 6 ohms. Le rapport des deux nous donne ici un coefficient d'amortissement de 100 (valeur moyenne généralement constatée, hors résistances des câbles de liaison). Quand l'amplificateur envoie un courant, le haut-parleur va aller jusqu'au sommet de son excursion. Imaginez que l'on coupe l'arrivée du signal (on éteint par exemple le préampli) à ce moment : la membrane va donc vouloir revenir à sa position de repos sous l'influence de sa suspension. Ce déplacement engendrera un courant induit qui va rentrer dans l'amplificateur. Plus la résistance de l'ampli est faible, et plus le haut-parleur sera en situation de court circuit, empêchant l'apparition de ce courant, et par la même le déplacement. Donc plus la résistance vue par le haut-parleur sera faible, plus le grave sera ferme et précis, le haut-parleur n'étant plus libre de vibrer naturellement.
Enfin, la section préamplificateur Elle apporte beaucoup en matière de traitement de signal. En effet, le signal provient du décodeur avec une amplitude de l'ordre de 2 volts, et une plage de fréquence de l'ordre de 20 Hz à 200 Hz (dans le cas du DOLBY DIGITAL). Le signal peut voir sa phase modifiée pour que l'onde sonore qui sorte du caisson le fasse en même temps que celle des autres enceintes, ce qui revient plus au moins à un retard temporel (mais qui varie en fonction de la fréquence).
Le signal peut être filtré par un passe-bas qui coupe les hautes fréquences (pour une utilisation en haute-fidélité, il faut accorder le caisson à la fréquence de coupure des enceintes). Ce filtre ne sert à rien si vous n'envoyez que le canal LFE dans le caisson (mis à part enlever des parasites hautes fréquences). Par contre, si vous avez paramétré votre amplificateur pour des enceintes en "small ", il convient de régler le filtre du caisson à la plus haute valeur pour que son action ne viennent pas se combiner avec celle du processeur.
Le signal peut être filtré par un passe-haut qui coupe les basses fréquences. Les infrasons sont par définition inaudibles. Quand vous regardez les excursions gigantesques d'un son à 10 Hz, cela ne sert à rien de détruire son haut-parleur pour rien. Pour une charge bass-reflex, ses augmentations de l'excursion sont particulièrement dangereuses pour tous les sons dont la fréquence est inférieure à celle d'accord de l'évent, même si elles font parties du domaine audible (supérieur à 16 Hz). Troisièmement, si votre pièce est de dimension réduite, l'apparition d'ondes stationnaires peuvent brouiller la cohérence du message sonore, et il est alors plus sage de réduire la bande passante du caisson.

Homogénéité du système d'enceintes

Avec une utilisation des surrounds de plus en plus fréquente dans les bandes sonores cinématographiques, l'homogénéité des timbres est primordiale : en effet avec la qualité technique des formats numériques, les ingénieurs du son n'hésitent plus à mixer des voix humaines sur les canaux surrounds.
Dès lors, une grande attention est requise pour choisir des enceintes surrounds qui possèdent si possible les même tweeters et les mêmes médiums que les 3 enceintes avants. Cette contrainte, adoptée d'office dans les packs THX, est absolue si on veut profiter des concerts en DTS. Néanmoins, pour un usage exclusivement cinéma, la réponse dans le grave peut être écourtée car les voies surrounds sont rarement chargées en signaux inférieurs à 100 Hz.

Puissance et robustesse

Les enceintes seront parfois mises à rude épreuve par les sons et effets envoyés par l’ampli. Il vous faudra donc acquérir des enceintes à la fois un minimum puissantes et robustes pour qu’elles ne se cassent pas au moindre bruit un peu trop élevé. La bande son encodée en Dolby Digital ou DTS peut prendre une large gamme de fréquence et risque d’endommager des enceintes trop « faibles ». Une explosion soudaine peut décoller le tweeter du cadre de l’enceinte et vous l’entendrez ensuite grésiller dans les sons à faible fréquence (basses).