Dans mon article précédent, intitulé « Analyse de la réponse en fréquence et des temps de déclin d'un signal stéréo », j'ai proposé des conseils de mesure et l'utilisation de variables importantes concernant la réponse en fréquence et les temps de décroissance. Cet article commence avec une base de mesure d'un système à 2 canaux avec deux caissons de basses dans un salon typique (7,62 m x 3,43 m x 2,44 m) équipé de trappes de basses et de diffuseurs. Dans ce contexte, les fréquences problématiques ont été identifiées et associées aux solutions acoustiques pertinentes, re-mesurées et ajustées à l'oreille. Les améliorations n'étaient pas subtiles.

Les mesures acoustiques ont été effectuées à l'aide d'un logiciel et d'un microphone Dayton Audio OmniMic, puis importées dans un tableur pour la manipulation et l'analyse ultérieures des données. Seules les fréquences et leurs harmoniques représentant les notes jouées par les instruments acoustiques traditionnels (c'est-à-dire Concert A = 440Hz*) ont été reportées sur les graphiques.

Il existe probablement plusieurs façons d'améliorer la qualité du son, mais la voie que je préfère suivre est illustrée ci-dessous :

Établir une base de référence à des fins de comparaison

Le diagramme de réponse en fréquence de la figure 1 montre des variations importantes de l'intensité sonore des basses en dessous de 300 Hz, des variations modérées au milieu du diagramme (par exemple entre 300 et 1 800 Hz) et une intensité sonore plate et régulière dans les hautes fréquences.

La mesure du temps de décroissance T40 du logiciel, qui indique le temps nécessaire à un son pour chuter de 40 décibels, est illustrée ci-dessous :

Identifier les fréquences problématiques

Un examen rapide de chaque graphique ci-dessus montre des mesures qui se situent en dehors des limites supérieures et inférieures des objectifs, ce qui indiquerait des fréquences problématiques. Pour déchiffrer les mesures, j'ai utilisé la souplesse de calcul d'un tableur pour créer des mesures supplémentaires qui ne sont pas proposées par le logiciel de mesure. J'avais besoin d'identifier et de suivre les fréquences problématiques, et le tableau ci-dessous m'a aidé à identifier les cas où les deux canaux n'étaient pas identiques. À l'aide de signaux de balayage de test, j'ai recherché les écarts de symétrie entre les canaux gauche et droit.

Pour garder une trace des fréquences problématiques et de leurs causes (c'est-à-dire les crêtes/creux/différences entre les canaux), j'ai créé le tableau ci-dessous avec les fréquences basses et la racine de leurs causes sur les axes horizontal et vertical, respectivement. Le son arrivant aux oreilles d'un auditeur devrait être le même pour les canaux gauche et droit, et le tableau présente donc les raisons des écarts par rapport à la symétrie. Le graphique présente 7 variables de cause fondamentale, chacune sur sa propre ligne horizontale, comme suit :

• Ligne 1 (bleu foncé, ligne du bas) : Variance de l'intensité sonore entre les canaux - la différence entre le canal gauche et le canal droit est de 3 dB ou plus, ce qui la rend audible.
• Ligne 2 (rouge, montée d'une ligne) : Creux du canal gauche - au moins 1dB en dessous de la courbe cible de -3dB.
• Ligne 3 (verte) : Creux du canal droit - même chose que ci-dessus.
• Ligne 4 (violet) : Crêtes du canal gauche - au moins 1dB de plus que la courbe cible de +3dB.
• Ligne 5 (bleu clair) : Crêtes du canal droit - même chose que ci-dessus.
• Ligne 6 (orange) : Temps de décroissance du canal gauche - lorsqu'il existe un écart important par rapport à la courbe cible du temps de décroissance médian de couleur verte (par exemple, un temps de décroissance trop long ou trop court).
• Ligne 7 (en gris, ligne supérieure) : Temps de décroissance du canal droit - même chose que ci-dessus.

Adapter les solutions acoustiques aux fréquences problématiques

Pour aider à identifier les solutions acoustiques aux fréquences problématiques, j'ai créé le tableau ci-dessous, qui résume les traitements acoustiques et l'égalisation (EQ) traditionnels et disponibles dans le commerce, ainsi que les gammes de fréquences qu'ils affectent grosso modo. Ce sont les outils que j'ai utilisés pour résoudre les problèmes de fréquences.

En se concentrant uniquement sur la région des basses, la figure 4 montre les méthodes qui peuvent être utilisées pour traiter les irrégularités des basses de la figure 3, y compris la façon d'appliquer l'égalisation et les trappes de basses de type pression et vélocité pour les basses fréquences inférieures à 300 Hz. Mes stratégies et tactiques de traitement comprenaient

• Stratégie (A) : Absorber les basses
  • Il existe deux types d'absorption des basses : la pression et la vélocité (respectivement la force et la vitesse). Les absorbeurs à pression utilisent une membrane ou un diaphragme pour absorber l'énergie des basses, tandis que les trappes à vélocité utilisent de la fibre de verre et de la friction. Les trappes à pression fonctionnent généralement en dessous de 100 Hz et offrent une bande passante étroite (1 à 2 octaves), tandis que les trappes à vélocité fonctionnent au-dessus de 100 Hz et sont efficaces sur une plage de fréquences plus large. Ce sont des produits complémentaires et la plupart des salles d'écoute auront besoin d'un mélange des deux types. Pour traiter les fréquences problématiques inférieures à 100 Hz, j'ai acheté 9 trappes à membrane et je les ai placés dans la pièce là où la pression était la plus élevée, par exemple près d'un caisson de basse ou d'un mur de soutien en béton/brique. Ces trappes ont été très efficaces pour réduire les longs temps de décroissance des basses. J'ai également ajouté d'autres trappes de vélocité pour atténuer les crêtes et les creux des basses.
• Stratégie (B) : Avec plusieurs subwoofers et trappes de basses en place, égaliser les irrégularités restantes des basses fréquences.
  • Une correction supplémentaire a été apportée par l'égalisation numérique (en supposant qu'une personne utilise des sources musicales numériques). L'égalisation consiste généralement en des filtres paramétriques pour réduire les pics de basse ou en des filtres plus performants de type FIR (Finite Impulse Response, réponse impulsionnelle finie). Les filtres FIR sont utilisés en temps réel et mélangés au signal musical envoyé à un DAC, qui convertit ensuite le signal en analogique pour que nous puissions l'entendre. J'utilise le logiciel Audiolense pour générer des filtres correcteurs FIR, mais les capacités FIR sont également disponibles dans les récepteurs AV qui s'approvisionnent auprès de DIRAC, Audyssey, Anthem et d'autres fournisseurs.
• Stratégie (C) : Diffuser et/ou réfléchir les fréquences moyennes/hautes
  • Pour obtenir un équilibre tonal naturel, j'ai corrigé les temps de décroissance des basses qui étaient trop longs et les temps de décroissance des hautes fréquences qui étaient trop courts. La diffusion/réflexion n'a pas tendance à réduire les temps de décroissance des petites longueurs d'onde des aigus, mais lorsque les temps de décroissance des hautes fréquences sont trop longs, l'absorption peut être un outil efficace. L'élimination de la diffusion dure de type styromousse des parois avant et arrière et son remplacement par une diffusion en bois ont permis d'allonger les temps de décroissance des hautes fréquences.

Dans la figure 5, le graphique du haut montre les fréquences problématiques « avant », tandis que le graphique du bas montre les résultats « après » produits par mes traitements acoustiques. Les trappes de basses à pression ont été très efficaces pour réduire les longs temps de décroissance, tandis que les trappes de basses à vélocité ont permis de réduire les creux et les crêtes, ainsi que les temps de décroissance. L'égalisation à l'aide d'un filtre FIR fonctionnant en dessous de 600 Hz a permis de lisser la réponse en fréquence.

Mesures itératives et résultats des traitements acoustiques et de l'égalisation

La réponse d'une pièce aux traitements acoustiques ne peut pas toujours être prédite avec précision, de sorte que le placement des traitements devient un processus itératif (processus de répétition), et les mesures sont d'une aide précieuse. Les résultats « après » sont présentés dans les figures 6 et 7.

Après la mise en œuvre des traitements, les mêmes variables acoustiques ont été mesurées à nouveau. Le tableau 2 ci-dessous présente une comparaison « avant » et « après ».

Calibrage final à l'aide de tests d'écoute

Une fois que les mesures étaient aussi bonnes que possible, c'était à mes oreilles de faire le réglage fin. Cela m'a permis de faire quelques découvertes importantes : 1) la diffusion QRD sur le premier point de réflexion de la paroi latérale à partir de l'enceinte la plus proche a réduit la clarté des médiums et a donc été déplacée vers la paroi avant, et 2) la planche de bois inclinée sur le premier point de réflexion de la paroi latérale à partir de l'enceinte la plus éloignée devait être plus inclinée pour que l'oreille gauche entende moins l'enceinte droite (même chose pour l'autre oreille), ce qui a permis d'améliorer les détails des médiums.

La qualité du son après le traitement s'est améliorée de plusieurs façons : l'effet d'amplification des basses a disparu, ce qui a rendu les bas médiums plus clairs ; les notes basses sont plus distinctes et plus faciles à entendre, car une note décroît avant que la suivante ne commence ; et la diffusion en bois sur les murs avant et arrière semble augmenter les temps de décroissance des médiums et, par conséquent, améliorer le facteur de "vivacité" du son. Sans aucune incitation de ma part, de nombreux visiteurs qui ont écouté le système "After" ont fait remarquer à quel point il était bien équilibré.

Le traitement acoustique d'une pièce à l'aide de logiciels et de mesures peut être un processus prolongé et itératif, où la résolution d'un problème peut parfois en exposer d'autres. Mais au bout du compte, avec de la patience, de la persévérance et un désir profond d'améliorer la qualité du son, vos efforts devraient vous rapporter des dividendes sonores impressionnants qui vous rendront heureux d'être passé par là.

_{* Le "Concert A" ou "A440" est la hauteur musicale au-dessus du do moyen utilisée par les musiciens d'un orchestre pour accorder leurs instruments.}

_{** Une trappe de basses à pression est placé là où la pression (force) des basses est la plus forte, c'est-à-dire contre le mur. Là où la pression est la plus forte, la vitesse est nulle, et vice-versa. Une trappe de basses à vélocité est placé à une certaine distance du mur (la vélocité est nulle à la surface du mur) et utilise un matériau isolant fibreux pour convertir les ondes de basse en chaleur.}