Pourquoi les haut-parleurs ont-ils besoin d’un boîtier ?

👉 La très grande majorité des haut-parleurs sont conçus dans des boîtiers appelés enceintes.

Pour bien comprendre le fonctionnement des haut-parleurs, il faut savoir pourquoi ils sont placés dans des boîtiers, et si la conception du boîtier est oui ou non un facteur important, dans les performances des haut-parleurs.

 

Pourquoi les haut-parleurs ont-ils besoin de ce fameux boîtier ? 🤔

 

➡️ Les haut-parleurs n’ont pas besoin d’enceinte pour agir en tant que transducteurs. Mais ils utilisent presque tous des enceintes pour pouvoir améliorer leurs performances.

Les enceintes ont un effet important sur le caractère sonore du haut-parleur, et sont nécessaires pour atténuer l’annulation de phase aux basses fréquences.

 

Qu’est-ce qu’un boîtier de haut-parleur ?

👉 Une enceinte de haut-parleur est une boîte qui abrite les haut-parleurs.

Bien que ce soit l’une des fonctions de l’enceinte, cette structure en forme de boîte est importante.

Elle est essentielle pour des performances optimales des haut-parleurs, dans presque tous les modèles.

Une enceinte de haut-parleur est une petite boîte creuse, qui interagit avec l’arrière du haut-parleur. Les boîtiers sont destinés à gérer les ondes sonores vers l’arrière, produites par le ou les haut-parleurs.

Les boîtiers d’enceinte sont disponibles dans une grande variété de formes et de tailles.

➡️ Ils vont des simples boîtiers en panneaux de particules scellés, pour les petits haut-parleurs dans les chaînes stéréo domestiques, aux systèmes complexes avec des déflecteurs internes, des ports bass-reflex et une isolation acoustique, qui abritent plusieurs haut-parleurs à large diaphragme.

 

Pourquoi pratiquement tous les haut-parleurs ont-ils des boîtiers ?

👉 Comme pratiquement tous les haut-parleurs ont des enceintes, on peut en déduire qu’ils sont importants dans la conception des haut-parleurs.

 

Mais concrètement, pourquoi pratiquement toutes les enceintes sont-elles conçues avec des boîtiers ? 🤔

 

Les boîtiers sont présents pour l’annulation de phase, et pour donner la capacité à l’enceinte d’atténuer la perte d’annulation des ondes sonores.

Le signal audio (signal électrique CA) appliqué à travers l’élément conducteur du haut-parleur (bobine acoustique), provoque un mouvement coïncident dans le cône/diaphragme du haut-parleur.

 

 

Quand le cône/diaphragme pousse vers l’avant, il comprime l’air devant lui, et raréfie l’air derrière lui. L’inverse est vrai quand le cône/diaphragme tire vers l’arrière.

⚡ C’est comme ça que le haut-parleur agit comme un transducteur, et convertit l’énergie électrique (signaux audio) en énergie ondulatoire mécanique (ondes sonores).

 

Améliorer la propagation du son

Quand le haut-parleur pousse vers l’avant, et provoque un changement de pression acoustique, il crée simultanément une pression acoustique égale, mais opposée à l’arrière.

L’onde sonore qui serait alors produite, est annulée par l’onde anti-sonore arrière.

Cela est vrai pour les basses fréquences, qui sont par nature omnidirectionnelles.

👉 Il n’y aurait pas d’annulation de phase complète, en raison de la conception du haut-parleur et de l’acoustique du son.

Cependant, l’annulation de phase du pilote de haut-parleur serait suffisamment importante pour amener le pilote à générer un son plutôt mince.

➡️ En fermant l’arrière du diaphragme du haut-parleur, une enceinte peut atténuer une grande partie, sinon la totalité, de cette annulation de phase et améliorer considérablement la propagation du son du haut-parleur.

 

Les différents types d’enceintes d’enceintes

Il y a 2 principaux types d’enceintes de haut-parleurs. Étanches et à évent.

 

Boîtiers scellés/étanches

👉 Ces boîtiers sont étanches à l’air, et sont généralement doublés d’un matériau insonorisant.

Ils sont conçus pour piéger le rayonnement sonore arrière, et ne permettent que le rayonnement sonore avant d’émaner du haut-parleur.

Le joint hermétique pose le problème principal des boîtiers scellés.

➡️ Comme le son arrière est complètement piégé, le haut-parleur ne produira que la moitié de son potentiel en termes de niveau de sortie.

Cela rend les haut-parleurs avec des boîtiers étanches intrinsèquement peu efficaces.

 

Besoin de plus de niveau de signal

⚠️ Cela n’a pas grand-chose à voir avec la qualité sonore de l’enceinte. Cela signifie juste que le haut-parleur aura besoin de plus de niveau de signal, pour pouvoir produire du volume.

Des niveaux de signal plus élevés signifient plus de gain de signal.

👉 Les amplificateurs avec un gain propre peuvent être assez chers.

💰 Cette faible efficacité, même si c’est un détail mineur dans certains cas, peut finir par coûter plus cher quand l’amplification est prise en compte dans l’équation.

Cependant, un haut-parleur sans enceinte souffrirait d’une annulation importante des ondes sonores. Ainsi, même si un boîtier scellé, en théorie, est moins efficace, il permet d’avoir un meilleur son par rapport à un haut-parleur nu.

 

Types d’enceintes

Simple (suspension acoustique)

Le schéma d’un simple boîtier étanche derrière le ou les haut-parleurs.

 

 

Chargement isobare

Une enceinte scellée/étanche a 2 pilotes/transducteurs identiques qui agissent à l’unisson.

Le volume d’air entre les 2 haut-parleurs est idéalement incompressible, ce qui les rend parfaitement couplés.

Les systèmes de chargement isobare peuvent alors produire un son plus puissant, avec moins de gain (appliqués à 2 haut-parleurs au lieu d’1 seul).

 

 

Enceintes à évent

👉 Les boîtiers de haut-parleurs à évent sont ouvertes sur l’environnement, et laissent le son s’échapper et entrer dans l’enceinte.

Ces boîtiers sont soigneusement conçus pour profiter à leurs conducteurs.

➡️ Une enceinte à évent est conçue avec des voies internes, et un amortissement acoustique qui inversent efficacement la polarité des ondes sonores, vers l’arrière.

En quittant l’enceinte, les ondes sonores arrière interagissent de manière constructive, plutôt que destructive, avec les ondes sonores avant.

En d’autres termes, l’annulation de phase problématique est résolue.

Le résultat est une plus grande efficacité, et une moindre dépendance au gain de l’amplificateur.

👉 Les enceintes à évent modernes sont conçues avec un amortissement acoustique bien spécifique, afin de pouvoir éliminer les fréquences de résonance désagréables, qui se trouvent naturellement dans les labyrinthes acoustiques des enceintes.

 

Inconvénients

⚠️ Le principal inconvénient des boîtiers à évent, est une diminution de la réponse transitoire et de la précision, par rapport aux boîtiers scellés.

Il y a également moins de contrôle sous le réglage de l’enceinte. Cela a pour conséquences des signaux à basse fréquence, qui peuvent trop déplacer le cône, et donner un son sale ou provoquer des dommages.

➡️ Les boîtiers à évent sont un peu plus complexes que les boîtiers étanches.

 

Simple (Bass-reflex)

👉 L’enceinte de base à évent est conçue avec des évents avant, et des tubes qui permettent aux ondes sonores arrière de sortir du haut-parleur, en phase avec les ondes sonores avant.

 

 

Radiateur passif

Ce modèle de boîtier est un système avec un driver actif, et un driver secondaire sans bobine mobile.

Quand le haut-parleur actif produit du son, la résonance de l’enceinte fait osciller le radiateur passif, et améliore ainsi le bas de gamme du haut-parleur.

 

 

Composé (passe-bande)

Ce boîtier est un système dans lequel les ondes sonores, vers l’avant du conducteur, sont envoyées dans un boîtier accordé à évent.

Les ondes sonores vers l’arrière peuvent être envoyées dans une enceinte étanche (simple réflexe), ou une autre enceinte à évent (double réflexe).

 

 

 

Dipôle

Les boîtiers de haut-parleur dipôle sont ouvertes à l’avant, et à l’arrière, avec suffisamment d’enceinte pour atténuer une grande partie de l’annulation de phase, qui se produirait avec un conducteur sans boîtier.

👉 Les enceintes dipôles sont courantes dans les haut-parleurs à ruban et électrostatiques.

 

 

Apériodique

Une enceinte Apériodique à un boîtier arrière mal scellé, avec des évents amortis qui permettent au son de s’échapper.

Ces enceintes sont conçues pour être petites mais avec une faible résonance.

 

 

Dos ouvert

Ce système est courant dans les baffles de guitare, où le dos est presque aussi ouvert qu’un système dipôle.

 

Ligne de transmission

Ces enceintes à évent utilisent de longues lignes de transmission acoustiques (labyrinthes acoustiques) à l’intérieur de leurs boîtiers.

👉 Le son venant de l’arrière du haut-parleur doit parcourir le labyrinthe, avant de pouvoir s’échapper par le port de l’enceinte.

Ce système permet une excellente haute fidélité, en particulier dans les basses fréquences.