Bonjour,
sur un autre fil consacré au FX-AUDIO D802 :
http://smf.petoindominique.fr/index.php?topic=3556.msg64605#msg64605 , la question du rendement d'une ligne acoustique de 20 hauts parleurs a été posée et la réponse, qui correspondait à un gain de plus de 12 dB par rapport à un haut parleur seul m'a semblé erronée. Pourtant le gain est bien là, il a été mesuré par le créateur de la ligne acoustique en question.
Très étonné qu'avec une multiplication des hauts parleurs on puisse augmenter l'efficacité de l'ensemble, je me suis livré à quelques mesures pour vérifier tout cela.
C'est ce que je me propose de résumer ici, pour ne pas polluer davantage le fil consacré au FX-AUDIO D802, chose qui a déjà été trop faite par ma faute.
J'ai commencé par placer 4 hauts parleurs identiques de 13 cm en charge close individuelle au plus près les uns des autres et positionné le micro de mesure à 1 m du centre de l'ensemble.

J'ai mesuré un seul HP, puis deux, puis quatre. Chaque HP avait son propre ampli, mes trois mesures correspondaient donc exactement à une source sonore, deux sources identiques, puis 4 sources identiques. J'ai obtenu 3 courbes parfaitement superposables à partir de 1000 Hz et presque superposables en dessous (un léger déplacement du HP dans la pièce modifie sa courbe de réponse) décalées de 6 dB entre elles. soit 12 dB entre 1 HP et 4 HP.
C'est déjà 6 dB de plus que ce à quoi je m'attendais. Ne dit-on pas que doubler une source sonore augmente le son de 3 dB ?
J'ai ensuite utilisé un seul ampli et pratiqué un montage série/parallèle sur les quatre hauts parleur versus un seul. J'ai bien constaté deux courbes très semblables mais décalées de 5 à 6 dB. L'efficacité de l'ensemble a donc fait un bond permettant de gagner 6 dB alors que le voltage aux bornes de l'ampli est resté constant (et la charge aussi)
Il a été évoqué l'effet de couplage.
J'ai donc pratiqué la même expérience avec les 2 tweeters dont les centres émissifs sont écartés de plus de 15 cm. Les courbes sont là encore parfaitement superposables de 4 kHz à 20 kHz (à condition que le micro soit exactement équidistant) avec un gain mesuré de 5 dB.
J'ai écarté les tweeters de plus de 50 cm et refait l'expérience. Les mesures sont quasi identiques à part deux accidents de 1 à 2 dB au-dessus de 10 kHz liés à la directivité mais le gain entre 2 HP et 1HP est toujours de 5 dB.
J'ai aussi écarté les HP de 13 cm de 40 cm dans le sens de la hauteur (2 en haut et 2 en bas) et refait la mesure qui est identique au-dessus de 1000 Hz à celle des 4 HP proches entre eux.
Il semblerait donc que ce gain bien réel par "couplage" n'aie pas besoin de répondre à un critère de proximité fonction de la longueur d'onde.
J'en suis venu à penser que le rendement d'un haut parleur, couramment de 80 à 85 dB pour un 3", de 90 dB pour un 6" et de 95 à 100 dB pour un 15" était un simple calcul dans lequel intervenait le diamètre de sa membrane. J'ai donc calculé les paramètres T&S d'un HP avec une membrane de 130 cm² puis ceux d'un haut parleur ayant la même courbe d'impédance mais possédant une membrane de 260 cm². Hormis le Vas, tous les paramètres sont restés identiques à l'exclusion du rendement qui a gagné 6 dB.
Le simple de fait d'utiliser 2 hauts parleurs au lieu d'un revient à utiliser un haut parleur plus grand de Qts identique, de Fs identique mais de rendement plus élevé. Ma simulation de calcul n'est sans doute pas irréprochable car le mms reste identique alors qu'on sait très bien qu'il est doublé. Il est pourtant force de constater qu'à caractéristiques identiques un accroissement du diamètre provoque une augmentation de l'efficacité.
Une autre constatation que j'ai faite il y a plus longtemps m'amène à me demander si la mesure avec un sweep n'est pas source d'erreurs de jugement si on l'utilise dans certains cas.
Je crée un bruit rose mono et un bruit rose stéréo.
J'envoie le bruit rose stéréo puis le bruit rose mono sur la voie gauche et le mesure avec la méthode du RTA 1/6 oct. Les deux courbes sont presque identiques. Normal et rassurant.
J'envoie le bruit rose stéréo puis le bruit rose mono sur la voie droite et le mesure avec la méthode du RTA. Les deux courbes sont presque identiques également.
Je fais une moyenne des RTA gauche et droite obtenus avec le bruit rose stéréo puis une autre moyenne des RTA obtenus avec le bruit rose mono.
Je mesure le bruit rose stéréo envoyé sur les voies gauche + droite et le compare à la moyenne des voies gauche et droite. Les deux courbes sont quasi superposables avec un gain de 3 dB pour les 2 voies en fonction.
Je mesure le bruit rose mono envoyé sur les voies gauche + droite et le compare à la moyenne des voies gauche et droite. Les deux courbes sont quasi superposables avec un gain de 5 à 6 dB pour les 2 voies en fonction, mais à partir de 4000 Hz, la courbe plonge jusqu'à produire moins d'aigu qu'une voie seule à partir de 15 kHz.
CONCLUSION : deux sons contenant toutes les fréquences parfaitement identiques et synchrones de 90 dB donnent 95-96 dB si on les fait jouer en même temps alors que deux sons quelconques contenant toutes les fréquences de 90 dB donnent 93 dB si on les fait jouer en même temps.
Je serai donc tenté de dire que 2 HP (proches ou pas) jouant comme 2 sources cohérentes et synchrones le même signal produisent 6 dB de plus qu'un seul (c'est le cas d'une ligne acoustique) alors que si les 2 HP jouent 2 signaux aléatoires et différents, ils produiront 3 dB de plus qu'un seul.
Dans le cas de l'utilisation d'un sweep, les courbes obtenues par le calcul proviennent d'une seule source et répondent aux conditions X2 = +6 dB alors que les mesures de courbe de réponse obtenues en utilisant un bruit rose stéréo externe et la méthode RTA de mesure en temps réel répondent aux conditions habituelles X2 = +3 dB.
Dans le cas de la mesure de la courbe de réponse des 2 voies stéréo simultanées avec un sweep ou avec un bruit rose mono, les résultats dans l'aigu sont difficilement exploitables car un décalage de quelques mm dans la position du micro change les tracés de façon très importante.
Enfin, tout cela pour dire que tant que les signaux arrivent en phase, 1 + 1 = + 6 dB
et que plus la longueur d'onde est courte, moins ils ont de chance d'arriver en phase.
Je pense que peu d'entre vous liront ces lignes autrement qu'en diagonale, mais si il y a une faille dans mon raisonnement qui interpelle quelqu'un, je veux bien qu'il m'en avise.
Cordialement,
Luis