Introduction aux haut-parleurs et à la sonorisation

Fais cracher les watts

La dernière fois, on avait parlé des micros, très utiles pour amplifier ou enregistrer une source sonore. C’est vraiment top tout ça mais si on n’a pas de système pour restituer notre signal, ça ne sert à rien. Parce que les bandes, les CDs et les fichiersHaut-parleur de téléphone portable mp3, contiennent tous un signal, mais ne produisent pas intrinsèquement de pression acoustique. Pour en générer, il nous faut utiliser un transducteur, c’est-à-dire, un dispositif pouvant convertir une grandeur physique en une autre. Et quel dispositif permet la conversion d’une grandeur électrique en une pression acoustique ? C’est le haut-parleur.

Principes de fonctionnement

Schéma d'un haut-parleur La forme la plus simple d’un haut-parleur consiste en une membrane solidaire d’un châssis sur son bord extérieur d’une bobine au voisinage d’un aimant permanent. Afin de générer une pression acoustique, on applique aux bornes de cette bobine un signal électrique. Ce faisant, on génère un champ magnétique au voisinage de l’aimant, qui, par phénomène de répulsion et d’attraction magnétique, va mettre en mouvement la membrane de façon analogue au signal. On se rend alors compte que, par conception, un haut-parleur électrodynamique repose sur le même principe qu’un microphone dynamique, avec comme différence l’inversion de la transformation physique : le microphone transforme une pression acoustique en signal électrique alors que le rôle du haut-parleur est opposé.  Différentes caractéristiques techniques vont influer sur les capacités techniques du haut-parleur, comme par exemple le diamètre de la bobine, le nombre de spires et l’épaisseur du câble de la bobine, la puissance de l’aimant permanent, la rigidité de la suspension (matière souple reliant la membrane au châssis) …

Applications professionnelles et domestiques

Ce composant, qui se décline sous de nombreuses formes, a su s’intégrer a moult appareils que nous utilisons au quotidien, ainsi que dans Système line array de L'acoustics, modèle K1une vaste gamme d’outils professionnels. On peut par exemple citer, parmi les plus courants, le haut-parleur présent dans un téléphone ou dans un écouteur, qui est de petite taille et ne permet pas de restituer une grande puissance sonore. A l’inverse, les haut-parleurs utilisés dans le domaine de la sonorisation (cinéma, concert, conférence…) sont généralement de grande taille et de grande puissance, afin de pouvoir couvrir une grande surface (salle, foule en plein air) à un niveau sonore intense. De ce fait, ils sont montés dans une caisse servant de résonateur, formant ainsi une enceinte acoustique. Ce montage permet l’optimisation de la puissance générée par le haut-parleur, ainsi que de sa bande passante. Dans le domaine professionnel ou hi-fi, les haut-parleurs fonctionnent généralement par groupes composés de différents haut-parleurs, de tailles et de caractéristiques différentes, chacun spécialisé dans une bande de fréquence.
Ainsi on peut lister :
►    Les subwoofers : restituent les sons très graves, généralement en-dessous de 100Hz, même si les modèles les plus imposants ont une fréquence de coupure bien inférieure.
►    Les woofers / boomers : restituent les sons graves, aux alentours de 80 Hz jusque 500Hz.
►    Les médiums : restituent les sons dont la fréquence est comprise entre environ 300Hz et 4kHz.
►    Les tweeters : restituent essentiellement les aigus, généralement à partir de 2kHz jusqu’à la limite de l’audition humaine, 20kHz.
Tweeter à dômeCes valeurs de réponse fréquentielle sont purement indicatives, et peuvent sensiblement varier selon l’installation rencontrée (type de haut-parleurs, nombre de voix, type de filtrage, taille du système…)

 Les haut-parleurs sont aussi utilisés dans divers domaines scientifiques, sous la forme d’appareils permettant l’échographie. Leur but est d’envoyer des ultrasons et d’intercepter l’écho de ces ultrasons afin de définir, selon de temps de retour et l’intensité de cet écho, la distance et la densité du matériau rencontré. Le sonar, utilisé dans la reconnaissance militaire ainsi que dans la cartographie sous-marine par exemple, repose sur un principe similaire, le but étant de connaitre la position d’un objet par écholocation.

Dans le futur

Plusieurs technologies exotiques existent dans le monde du haut-parleur et représentent peut-être le futur de la restitution audio. Une en particulier mérite toute notre attention, le haut-parleur en nanotubes de carbone. Il est constitué d’une fine feuille de plastique contenant des nanotubes de carbone, auxquels on applique un signal et qui produisent du son par dilatation et rétractation due à l’échauffement produit par le courant. Cette technologie autoriserait la confection de haut-parleurs d’une finesse inégalée (0,2mm) et, étant intrinsèquement souples, pouvant être posés sur n’importe quelle surface.

Publié le : 29/05/2019 à 13:15
Mise à jour : 01/06/2019 à 19:43
Auteur : Zao Grouteau
Catégorie : Musique et technique

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