Améliorer la qualité sonore de votre chaîne stéréo : Comprendre la détection latérale du son

En comprenant comment vos oreilles détectent la direction des sons aigus et graves, vous pouvez optimiser le placement de vos enceintes et caissons de basse ainsi que les traitements acoustiques pour obtenir la meilleure image et la meilleure scène sonore.

Le positionnement latéral du son pour l'imagerie et la largeur de la scène sonore sont des concepts apparentés, mais le premier concerne le placement spécifique d'un instrument ou d'un chanteur sur le plan horizontal entre et à l'extérieur des enceintes principales avant, tandis que le second se réfère à la largeur globale des sons les plus éloignés à gauche et à droite.

Comment nous détectons la direction latérale du son

Nos oreilles ont une façon fascinante de déterminer la direction latérale des sons en fonction de leur fréquence, et la taille de votre tête joue un rôle dans ce processus.

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Extrait de la page Interaural Time Difference de Wikipedia :

La largeur moyenne de la tête influe sur la manière dont nous détectons les sons provenant du côté gauche ou droit, en raison du délai entre les sons qui parviennent à chaque oreille. Une largeur de tête moyenne d'environ 22-23 cm correspond à une onde sonore d'environ 1 500 Hz.

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Pour les basses fréquences (en dessous d'environ 1 500 Hz), les ondes sonores sont plus longues que la largeur de votre tête, ce qui fait que votre cerveau utilise la différence de temps entre le moment où le son atteint chaque oreille pour déterminer d'où il provient. Cela est connu sous le nom de détection de phase ou « Interaural Time Delay » (ITD). En ce qui concerne les hautes fréquences (au-dessus de 1 500 Hz), les ondes sonores sont plus courtes que la largeur de votre tête, ce qui fait que votre cerveau se base sur la différence de volume (c'est-à-dire l'intensité sonore) perçue par chaque oreille pour déterminer la direction latérale du son. Cela s'appelle la « Interaural Level Difference » (ILD). Il existe une zone de transition entre 800 Hz et 1 500 Hz où la détection de phase devient moins fiable et où les différences de volume prennent le relais comme principal indicateur. Lorsque la fréquence descend en dessous de 80 Hz, il devient difficile pour vos oreilles de détecter la direction latérale du son, car les différences de phase sont trop subtiles.

Positionnement des haut-parleurs pour les hautes fréquences

Si les sons à haute fréquence sont principalement détectés par les différences de volume entendues par les deux oreilles, il est essentiel de placer les haut-parleurs d'aigus et de médiums de manière symétrique dans la pièce d'écoute. Les premières réflexions (lorsque le son du haut-parleur ne touche qu'une seule surface de la pièce avant d'atteindre vos oreilles) seront un peu moins fortes que les sons directs (du haut-parleur à l'oreille) car les réflexions sonores perdent une partie de leur énergie après avoir touché une surface et parcouru une plus longue distance jusqu'à vos oreilles. Malgré une certaine atténuation et un léger retard, les premières réflexions ont un impact important sur la qualité du son car elles se mélangent au son direct. Les timbres des premières réflexions seront également influencés par les matériaux utilisés dans la construction de la pièce.

Par exemple, si l'une des parois est une cheminée en briques alors que la paroi opposée est en placoplâtre, il y aura probablement une différence timbrale audible produite par la première réflexion et les réflexions de cette réflexion. L'image et la scène sonore seront tirées vers la première surface de réflexion, plus bruyante. 

Imaginons maintenant une pièce où l'on écoute de la musique et dont le mur gauche est dur (par exemple, une cloison sèche), tandis que le côté droit de la pièce est ouvert sur une pièce adjacente. Dans cette situation, la musique diffusée par le haut-parleur gauche sera probablement un peu plus forte que celle diffusée par le haut-parleur droit, en raison des réflexions plus fortes sur le mur latéral gauche des deux haut-parleurs. Les oreilles détectent les réflexions à haute fréquence plus fortes sur la paroi gauche et les localisent en conséquence. Dans notre exemple, un déséquilibre dans les réflexions latérales sur les parois latérales faussera la largeur de la scène sonore vers la gauche et détériorera l'image, comme si le chanteur était placé vers la gauche plutôt que centré entre les haut-parleurs. Pour corriger ce déséquilibre, plusieurs tactiques peuvent être essayées : (1) orienter davantage l'enceinte gauche vers l'auditeur, (2) utiliser un panneau d'absorption épais (au moins 6″ d'épaisseur) sur la paroi latérale gauche pour imiter les propriétés acoustiques du côté droit ouvert, (3) baisser légèrement le volume de l'enceinte gauche à l'aide d'une commande d'équilibrage ou d'un traitement numérique du signal (DSP), ou, (4) installer un mur temporaire et mobile sur le premier point de réflexion du côté droit pour équilibrer les réflexions. Si votre mur gauche est une grande fenêtre, il agit alors comme un piège à basses, auquel cas de lourds rideaux peuvent être utilisés comme absorbeurs de hautes fréquences pour aider à rétablir la symétrie.

Comme nos oreilles sont plus sensibles aux différences latérales qu'aux sons provenant d'en haut ou d'en bas, vous obtiendrez peut-être plus d'effet en vous concentrant sur la symétrie des parois latérales avant de traiter le plafond.

Une petite histoire : Ma propre expérience

Dans ma salle d'écoute, j'ai remarqué un jour que les voix d'une de mes chansons préférées étaient légèrement décalées vers la droite au lieu d'être parfaitement centrées. Après avoir effectué un balayage des fréquences et analysé les réflexions, j'ai découvert qu'il y avait une forte réflexion provenant de l'enceinte gauche. En ajustant l'angle d'un panneau réfléchissant sur le mur de droite, j'ai redirigé le son de manière à ce qu'il ne rebondisse pas directement sur ma position d'écoute, mais qu'il passe devant ma tête. Après avoir mesuré et réécouté la chanson, le problème a disparu et les voix sont revenues au centre.

Positionnement des subwoofers pour les basses fréquences

Dans la mesure où votre subwoofer produit des sons supérieurs à 80 Hz, la détection latérale de sa sortie repose sur les différences de temps et de phase entre les ondes sonores qui frappent chaque oreille. Si vous n'utilisez qu'un seul subwoofer, placez-le au milieu de la pièce, soit entre les enceintes, soit derrière votre siège, pour obtenir un son latéral cohérent dans toute la pièce.

Si vous utilisez deux subwoofers dans une pièce rectangulaire, ils doivent généralement être placés le long des murs latéraux afin de minimiser les différences de phase et de temps, assurant ainsi une détection latérale cohérente du son. Toutefois, dans les pièces asymétriques, vos caissons de basses peuvent se retrouver à des emplacements très différents pour obtenir la meilleure réponse en fréquence de chacun d'entre eux. Dans ce cas, il est essentiel de les aligner temporellement les uns par rapport aux autres et par rapport aux enceintes principales, et de faire correspondre les niveaux de volume des subwoofers pour éviter tout problème d'image latérale.

Une autre histoire rapide : Mon installation de caisson de basse

Dans ma pièce, j'avais initialement un subwoofer plus proche de ma position d'écoute que l'autre et les visiteurs pouvaient détecter le subwoofer le plus proche malgré tous mes efforts pour les aligner dans le temps et faire correspondre leurs volumes. La détection était-elle due à un problème de DTI ou à autre chose ? Je ne peux que supposer que les ondes sonores du subwoofer le plus proche étaient plus fortes, ce qui les rendait plus perceptibles. Après avoir déplacé le subwoofer gauche vers l'arrière pour qu'il soit à la même distance que le subwoofer droit par rapport à mon siège, et après avoir relancé l'alignement temporel, le problème a disparu.

Dernières réflexions : La recherche de la symétrie

Les pièces asymétriques peuvent créer des réflexions déséquilibrées qui ont un impact négatif sur l'image stéréo et la détection latérale du son. En recherchant la symétrie dans votre installation stéréo, vous vous assurez que vos oreilles reçoivent le son de manière égale des deux côtés. Lorsque vous atteignez cet équilibre, la scène sonore et l'image se verrouillent, ce qui rend votre musique plus naturelle, plus dimensionnelle et, en fin de compte, plus agréable.

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Fielding Acoustic Consulting se spécialise dans l'installation et l'optimisation de la stéréo à deux canaux. Kevin Fielding est un musicien et un audiophile convaincu qui a travaillé longtemps dans le domaine de l'analyse des données. Il est joignable à l'adresse suivante kevinfielding@hotmail.com.