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vendredi 5 décembre 2014

Cours d'Acoustique accéléré et égalisation d'un système

Pour les amateurs de Haute Fidélité ou de Home Cinéma, vient systématiquement la question des réglages audio et notamment celui des fréquences. Pour une grande majorité, ils sont persuadés qu'une courbe de réponse la plus plate possible représente la meilleure solution. En réalité il n'en n'est rien, High End Definition vous explique pourquoi et quels sont les réflexes à avoir pour obtenir la meilleure égalisation possible sur votre système.

1. L'oreille humaine et sa perception
Au départ, tout vient de l'oreille humaine. Celle-ci ne perçoit pas les sont graves ou aigues de la même manière. Une notion essentielle reste à retenir : les décibels produits par vos enceintes et les décibels perçus par votre oreille ne sont pas égaux. Ce n'est pas parce que vos enceintes vont jouer un son à 80dB que vos oreilles percevront 80dB. Cela dépendra des fréquences. Pour illustrer l'écart qu'il existe entre les 2, un système de courbes universelles (dite de Fletcher & Munson) a été crée :
Sur l'axe horizontal les fréquences : à l'extrême gauche en rouge les infragraves de 20 à 60Hz, viennent ensuite les graves en orange de 60 à 250Hz, puis les mediums en jaune de 250 à 2000Hz, le haut medium en vert de 2000 à 6000Hz et enfin les aigues en bleu de 6000 à 20000Hz.
Sur l'axe vertical les décibels : de 0 à 120dB.
 
En blanc sont tracées les courbes dites isosoniques qui donnent l'impression de volume sonore perçue par l'oreille humaine en réalité. Parce que l'oreille humaine est plus sensible à certains types de sons qu'à d'autres, vous pouvez voir que ces courbes n'ont rien de plat ! D'où l'absurdité absolue de vouloir égaliser un système sur une courbe plate.
 
A noter qu'en dessous de la courbe jaune (1ère courbe isosonique), il n'est pas possible d'entendre quelque chose. On se rend alors compte qu'il faudra au moins que vos enceintes sortent 74dB à 20Hz pour que vous puissiez entendre de l'infragrave.
 
Pour bien interpréter les courbes ci-dessus, prenons 2 exemples :
- Pour que vos oreilles puissent ressentir l'infragrave à 70dB, il va falloir que vos enceintes soient capables de jouer 107dB à 20Hz,
- Pour vos oreilles entendent 70dB dans le haut medium à 4000Hz, vos enceintes ne devront pas jouer plus de 60dB à cette même fréquence de 4kHz.

2. Comment égaliser son système ?
A la vue de la réaction de l'oreille en fonction des fréquences qui lui sont envoyées par les enceintes, il faudra crée une bosse dans l'infragrave et le grave. Typiquement 10dB dans l'infragrave et 3dB dans le grave. Le medium jusqu'à 1500Hz est à laisser intact. Ensuite un creux centré sur les 4000Hz est à créer d'environ 6dB. Même si l'extrême aigue (tout à droite sur le graphique) aura une tendance à remonter quand on augmentera le volume, on le laissera tel quel. Un brin de subtilité supplémentaire dans ces fréquences restera discret au milieu de toutes les autres fréquences.
 
On retiendra que plus un système de préamplification possèdera de bandes de fréquences de réglages, plus on pourra affiner les réglages. Malgré cet état de fait, on fera aussi le constat que le réglage idéal des fréquences serait indépendant du volume auquel on règle le système.

3. Un point à prendre en considération : l'acoustique de la pièce d'écoute
Suivant les matériaux employés sur les différentes surfaces de la pièce d'écoute, certaines fréquences seront absorbées, gommées ou au contraire amplifiées entrainant parfois un brouhaha à fort volume. Pour cette raison, si vous ne faites aucun travail d'acoustique dans la salle où sera installée votre système Hi-fi ou Home Cinéma, dépasser un budget de :
- 4000€ pour un système audio complet Hifi stéréo est ridicule,
- 7000€ pour un système audio Home Cinéma complet multicanal est inutile.
 
Une particularité reste à signaler dans le cas où vos enceintes sont placées derrière une toile de projection trans-sonore. Reportez vous à la spécification de votre toile car elle vous indiquera les atténuations que la toile apporte en fonction des fréquences.

4. Les systèmes de calibration audio automatiques
Chaque marque a intégré un système qui permet d'égaliser les fréquences :
- ARC pour Anthem,
- Audyssey pour Denon, Marantz et Onkyo,
- Dirac pour Datasat et Emotiva,
- MCACC pour Pioneer,
- YPAO pour Yamaha.
Aussi évolué que soit le système, aucun n'est capable de se calibrer sur la courbe de sensibilité de l'oreille humaine, ils cherchent tous à vous recréer une courbe plate, qui comme nous l'avons vu précédemment n'est pas adaptée.

5. L'automatique à oublier, passez en manuel !
En passant par un réglage manuel, vous parviendrez à un résultat optimal, certes l'opération sera plus fastidieuse et coûteuse.
Il faudra vous équiper d'un micro linéaire comme le très répandu Behringer ECM 8000 :
Après cela, un câble XLR-XLR ou XLR-Jack sera nécessaire pour relier le micro à la carte son :
Choisissez Jack ou XLR en fonction de la connectique disponible sur votre carte son.
 
Un câble mono RCA-RCA sera également nécessaire pour faire la liaison entre la carte son et le préampli (ou la partie préamplificatrice de l'ampli) :
 
 
Enfin niveau matériel, il ne vous restera plus que la carte son qui doit être équipée d'une prise XLR ou Jack 6,35. Généralement il s'agit de cartes son externes comme celle de M-Audio par exemple :
M-Audio Fast Track Pro équipée en entrées combo XLR et Jack et sorties RCA.
 
Pour les branchements, reliez le micro à la carte son via le câble XLR sur une prise Mic/Inst. Ensuite vous connecterez la carte son sur une entrée ligne source de la partie préamplificatrice de votre système grâce à un câble RCA-RCA.
 
Pour finir, l'utilisation d'un logiciel est indispensable. Un des plus connus se nomme ARTA. Vous pouvez le télécharger dans sa version gratuite pour Windows ici
Sur l'axe horizontal les fréquences de 20 à 20 000Hz, à la verticale la pression acoustique en décibels mesurée par le micro.

A retenir : Sur ce style de graphique, ce n'est pas la valeur en décibels qui compte mais bien la FORME de la courbe.

De cette manière vous pourrez caler précisément la courbe de réponse en fréquence de votre système en réglant l'égaliseur paramétrique de votre dispositif de préamplification. Il faudra répéter l'opération pour chaque enceinte à égaliser. Grâce à cette mesure vous découvrirez si votre système est plutôt équilibré, trop "boomy" ou au contraire trop "brillant" mais aussi de vérifier si une fréquence précise pose problème.
 
Notes : Placez le micro de mesure dans l'axe de l'enceinte à 1m de distance. Pour que cette mise en place soit respectée, faites bien attention aux longueurs des différents câbles. Si vous devez disposer votre ordinateur loin du micro, prenez de la longueur sur le câble XLR (et non sur le câble RCA). En effet, allonger la longueur du câble XLR n'altère en rien la qualité du signal transmis à l'instar du câble RCA.

6. Conclusion
Parce que votre oreille n'a rien de bien simple, calibrer soi-même la partie audio de son système n'est pas chose aisée mais vous obtiendrez toujours un bien meilleur résultat que le système automatique embarqué. Si tout cela vous rebute (achat de matériel supplémentaire, branchements, installation et compréhension du logiciel audio de mesure) mais que vous souhaitez avoir un système calibré, vous pouvez faire appel à un professionnel.

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