Auteur Sujet: Eclaircissement sur le fonctionnement d'une enceinte close.  (Lu 608 fois)

JPces

  • Newbie
  • *
  • Messages: 11
Je ne comprends pas encore bien le fonctionnement et les résultats de simulations des enceintes closes. Cela me gène pour avancer dans mes projets. Et pourtant j'ai lu avec application la page qui lui est consacré. L'expérience m'a appris qu'il n'y a pas d'usage raisonné de formules et outils de simulation si l'on a pas bien compris la physique qu'ils représente.

En résumé  avant de détailler.

1. Je ne comprends pas pourquoi il est néfaste d'amortir au maximum l'intérieur d'une enceinte close. C'est bien l'objectif d'annuler l'onde arrière non ? Quel est précisément l'effet négatif de cet amortissement?

2. Je ne comprend pas pourquoi l'enceinte close se comporte comme un filtre passe haut ?
Par quel mécanisme l'onde avant est elle atténué aux basse fréquence par rapport à la situation libre (sur grand baffle plan)? La courbe tracé est elle bien la fonction de transfert à appliqué à la courbe de réponse du haut parleur ? Probablement lié, pourquoi un retard de groupe s'introduit il aux basses fréquences ?

3. Comment se fait il qu'une bosse de réponse apparaisse lorsque le volume est très réduit, et cela à une fréquence plus haute que la nouvelle fréquence de résonnance?

4. Pourquoi le facteur Fs/Qes indique t'il l'adaptation du haut parleur à une enceinte close ? Quel est le problème qualitatif lorsque lorsque Fs/Qes est trop grand ? (en dehors du fait que l'on obtient des enceintes de bien plus petite que le Vas).

Je vais expliquer ce que je pense avoir compris (corrigez mes erreurs) et mes diverses interrogations. Je m'appuie sur ma connaissance de la physique, mais mon incompétence en acoustique et conception d'enceinte est grande.

L'objectif d'une enceinte close est me semble t il d'amortir autant que possible l'onde arrière du haut parleur et jusqu'à la rendre inaudible.
Pour cela on fait une caisse fermer ce qui évite les fuites directes.
Un aggloméré ou medium de 22 mm va présenter une barrière au son traversant le panneau correspondant environs 30 dB d'atténuation (ordre de grandeur selon mes souvenir, et naturellement bien plus dans les aigu que dans le grave, et en dehors bien sur des modes de résonnance de la structure de l'enceinte). Si une partie de l'onde sonore est amortie à l'intérieur de la structure du panneau, une grande partie sera réfléchie (70 à 80%  pour un panneau aggloméré, encore selon mes souvenir).
Or une enceinte close présente une surface de fuite: le haut parleur lui même dont la membrane fine n'offre que peu de barrière à la propagation d'une onde acoustique. Les ondes réfléchis vont in fine sortie par la si on ne traite pas le volume interne.
En conséquence, il me semblerait important de mettre autant d'amortissant que possible à l'intérieur, ainsi que de faire des géométries offrant un parcourt de réflexion important à l'onde sonore avant de pouvoir ressortir par le HP. Mon expérience en traitement acoustique d'atelier industriel m'a montrer qu'il était déjà difficile d'atténuer une onde sonore de 20dB au travers d'un amortissant.
Or ce n'est pas ce qui est conseillé ("il ne faux pas en mettre de trop pour ne pas étouffer le son")... ou est mon erreur d'analyse ?
Avec le faible amortissement conseillé et les géométries parallélépipédiques je m'attendrait à ce qu'une proportion audible de l'onde arrière ressorte après réflexion par le HP.

Bien sur cette analyse s'applique de moins en moins à mesure que la fréquence est basse, et que la longueur d'onde λ devient grande devant les dimension de l'enceintes. Il est de plus en plus difficile de parler de propagation d'onde de pression. Pour fixer les idées, entre un nœud et le maxi de pression il y a une distance de λ/4, entre un nœud et 50% de la pression on a λ/12. A 100 Hz, λ/12 voisin de 0.28m.
A fréquence vraiment basse, on va pouvoir négligé les variation de pression dans l'enceinte, et adopter un modèle quasi-statique.
Mais dans toute une zone de fréquence des basses au médium bien audible, la représentation de type propagation est peu valable, ni celle quasi-statique. Que ce passe il dans le volumes clos arrière à ces fréquences ? Quelle en sont les conséquences pratiques ? Je n'ai rien trouvé sur le sujet. Peut être est ce un faux problème, mais alors pourquoi ?

L'autre conséquence de fermer le volume derrière le HP,  est d'ajouter au basses fréquence ou le fonctionnement du volume d'air est quasi-statique, une raideur supplémentaire sur la membrane du HP. Un HP est un oscillateur mécanique très amortie (avec un moteur d'excitation électrique, qui introduit aussi la principale source d'amortissement des oscillations). Cette raideur supplémentaire va augmenter la fréquence de résonnance du HP et augmenter le facteur de qualité de l'oscillateur (l'amortissement relatif diminue, car le volume d'air arrière n'apporte pas de capacité amortissante significative). Lorsque l'on excite un oscillateur amortie, on obtient une réponse de type passe bande avec peu de réponse en dehors de la fenêtre de résonnance.
Donc ajouter une enceinte close à l'arrière d'un haut parleur devrait se traduire par une fonction de transfert représentant le déplacement de la fréquence de raisonnante: creux à l'ancienne fréquence et bosse à la nouvelle. Or ce n'est apparemment pas le cas. Et la je ne comprend pas du tout pourquoi. Comment expliquer physiquement ce qui se passe ?
Qu'est ce qui permet de justifier le comportement passe haut ?

Une autre interrogation concerne la mesure de l'adaptation à une enceinte close d'un HP par le facteur Fs/Qes. Je ne saisi pas bien pourquoi il faut Fs/Qes<80 Hz et préférentiellement Fs/Qes<50 Hz. Je comprend bien que si l'on part d'un HP très amortie, et donc avec Qts faible, il faudra ajouter beaucoup de raideur par le volume arrière, et donc un volume nettement plus petit que le Vas pour remonter le Qtc a une valeur raisonnable (entre 0.5 et 0.7), donnant une bonne réponse transitoire théorique du HP. Je suis prêt à admettre que si la raideur est en proportion bien trop appliqué par la pression d'air sur l'arrière de la membrane cela puisse aller jusqu'a sa déformation et donc probablement des distorsions. Mais il me semble intuitivement que la violence des accélérations du à la dynamique du son que doit encaisser la membrane est bien plus exigeante vis à vis de sa rigidité. Et si c'était le cas, on regarderais plutôt le Qts ou mieux le rapport a=Vas/Vb. Pourquoi la fréquence de résonnance intervient ? Il y a sur ce sujet quelque chose qui m'échappe. Quelle est la nature des pertes qualitatives lorsque Fs/Qes est trop grand? Merci de vos lumières.

J'ai été un peu long, mais j'ai préféré être aussi clair que possible.
J'espère que les réponses seront aussi utiles à d'autres.

Cordialement.

Tonipe

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Messages: 7731
    • E-mail
Re : Eclaircissement sur le fonctionnement d'une enceinte close.
« Réponse #1 le: mars 13, 2017, 18:06:04 pm »
Bonjour

Au niveau amortissement d'une enceinte close, depuis que j'utilise de la fibre pour remplissage des anoraks, je remplis l'enceinte à 100 % sans tasser.
Et je n'ai pas de son sourd.

Un HP monté sur un baffle plan a aussi une coupure acoustique en passe haut.
Lorsqu'il est en enceinte close, la raideur de l'air enfermée dans l'enceinte fait remonter la Fs du HP à la valeur Fc, avec Fc > Fs.
La coupure acoustique est plus haute.
Si vous ajoutez des watts et une courbe de correction particulière, que le HP accepte ces watts au niveau du déplacement de la membrane, vous pouvez abaisser la fréquence de coupure.
Pour le pourquoi il faut consulter les spécialistes de la modélisation d'un couple HP / enceinte.

Un HP monté dans une enceinte close a une Fc > Fs et un Qtc > Qts.
En fonction de la valeur du Qtc, vous avez une forme de courbe de réponse différente.
http://petoindominique.fr/php/clos.php

Avec une correction numérique vous pouvez monter n'importe quel HP dans une enceinte close et avoir la réponse que vous souhaitez.
Attention quand même à la puissance nécessaire et au déplacement de la membrane.
Le Fs/Qes vous dit quand l'enceinte close est la mieux adaptée pour une utilisation sans correction. Vous pouvez passer outre le critère, la simulation vous indiquera le résultat.
Soit dit en passant, lorsqu'en 2/8 vous sélectionnez "L'enceinte est de bas médium ou de médium, grave filtré", le critère n'est plus pris en compte.

Cordialement, Dominique