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Comment les haut-parleurs fonctionnent: Comprendre la restitution audio [Infographie]
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L’élément principal de tout studio expliqué par les experts chez ORA.
Regardez autour dans votre studio.
Il y a bien des chances qu’il y ait une pièce d’équipement que tout autre studio comporte. Vous pouvez penser laptop, ou peut-être contrôleur MIDI, ou encore une certaine DAW.
Mais la réponse est plus simple. Ils sont là depuis toujours, depuis bien avant que nous puissions ouvrir un clip audio instantanément et enregistrer quoi que ce soit en quelques secondes. En fait, nous les prenons souvent pour acquis…
Ce sont les haut-parleurs, si fiables.
Ils sont la partie vitale de tout studio – et sont les adversaires des voisins partout.
Que ce soit sous forme de casques d’écoute ou de moniteurs, nous en avons tous besoin à un moment donné pour faire et apprécier la musique. Mais en dépit de leur utilité universelle, la façon dont les haut-parleurs fonctionnent n’est pas un sujet si bien connu.
Alors, pour vous éclairer un peu sur la façon dont les haut-parleurs fonctionnent, nous avons parlé à ORA Sound. ORA est une équipe basée à Montréal (tout comme LANDR!), à la fine pointe de la technologie de reproduction du son (qui de mieux pour nous en apprendre au sujet des haut-parleurs, n’est-ce pas?).
Leur approche innovante appliquée à la restitution du son et la technologie des haut-parleurs redéfinit tout ce que vous savez – ou êtes sur le point d’apprendre – à propos des haut-parleurs… Nous arriverons au futur des haut-parleurs dans une petite minute.
Pour l’instant, voyons comment les haut-parleurs et les casques d’écoute fonctionnent, une fois pour toutes. Alors la prochaine fois que votre nouveau master arrive dans vos oreilles, vous saurez comment il s’est rendu là, en long et en large.
Comment est-ce que le son fonctionne en relation avec les haut-parleurs?
Le son voyage en ondes de pression. Quand des particules d’air sont compressées et raréfiées de façon assez rapide, nous les entendons sous forme de sons.
Plus la pression d’air change rapidement, plus haut nous entendons la ‘fréquence’ de son.
Le son voyage en vagues pressurisées. Quand des particules d’air sont compressées et raréfiées de façon assez rapide, nous les entendons sous forme de sons.
Quand un haut-parleur bouge de l’arrière vers l’avant, il pousse sur les particules d’air, ce qui change la pression d’air et crée des vagues sonores.
Quelles sont les partie d’un haut-parleur?
Les parties d’un haut-parleur sont:
- Le cône et le cache-bobine antipoussière (les parties qui font bouger l’air et produisent le son)
- Le spider et le surround (aussi appelés suspension, sont les parties qui maintiennent en place le cône tout en lui permettant de bouger)
- L’aimant et la bobine mobile (les parties qui interagissent pour convertir l’énergie électrique en mouvement)
- Le panier
- La pièce polaire (noyau) et la plaque de champ
- Et finalement le châssis qui tient le tout
Comment les haut-parleurs fonctionnent-ils?
Les haut-parleurs fonctionnent en convertissant l’énergie électrique en énergie mécanique (mouvement). L’énergie mécanique compresse l’air et convertit le mouvement en énergie sonore ou niveau de pression de son (SPL ou sound pressure level).
Quand un courant électrique est envoyé à travers une bobine de fil, il induit un champ magnétique.
Dans les haut-parleurs, un courant est envoyé à travers la bobine mobile, ce qui produit un champ électrique qui interagit avec le champ magnétique de l’aimant permanent fixé au haut-parleur.
Les charges similaires se repoussent mutuellement et les charges différentes s’attirent. Alors qu’un signal audio est envoyé à travers la bobine mobile et que la forme de vague musicale bouge de l’avant vers l’arrière, la bobine mobile est attirée et repoussée par l’aimant permanent.
Ceci fait que le cône auquel est attaché la bobine mobile bouge de haut en bas. Ce mouvement crée des ondes de pression dans l’air, que nous percevons comme du son.
Qu’est-ce qui différencie le meilleur haut-parleur d’un haut-parleur moyen?
Le test de fidélité ultime pour un haut-parleur est à quel point similaire la forme de vague est dans l’air (l’onde de pression) par rapport au signal électronique (l’enregistrement du son) qui a été envoyé dans l’amplificateur.
Si chaque fréquence est reproduite avec précision pour l’auditeur sans ajouter ou enlever aucune information, il s’agit probablement d’un haut-parleur d’exception.
Si chaque fréquence est reproduite avec précision pour l’auditeur sans ajouter ou enlever aucune information, il s’agit probablement d’un haut-parleur d’exception.
Il y a plusieurs facteurs qui déterminent à quel point l’expérience d’écoute sera précise, incluant la réponse de fréquence, la quantité de distorsion, et la directionnalité (dispersion) du haut-parleur.
Qu’est-ce que la réponse de fréquence et pourquoi est-ce si important?
La réponse de fréquence est à quelle force de volume la sortie d’un haut-parleur sera à différentes fréquences.
Un test typique de réponse de fréquence consiste à envoyer un éventail de fréquences allant des basses aux mids, jusqu’au registre haut, pour voir si le son du haut-parleur est le même dans toutes ces zones.
La réponse de fréquence idéal pour un haut-parleur est très plate.
La réponse de fréquence idéale pour un haut-parleur est très plate. Ceci veut dire que le haut-parleur serait au même niveau (volume) à une fréquence basse tout autant que dans les mids ou les hautes.
Le but recherché d’une réponse de fréquence plate est d’assurer que les gens qui écoutent votre musique l’expérimentent de la façon dont vous l’avez conçue. Si votre piste est bien masterisée et sonne bien sur des haut-parleurs avec une réponse plate, vous pouvez être sûrs qu’elle sonnera à son meilleur sur n’importe quel système d’écoute.
Haut-parleurs plats contre tout le reste
De nombreux haut-parleurs ne sont pas plats. Certains n’ont pas assez de hautes ou de basses, ou ils ont des crêtes ou des plongées dans leur réponse de fréquence, ce qui fait que certains registres de fréquences sont trop mis de l’avant, cachés ou masqués.
Si cela se produit, certains instruments peuvent paraître plus forts ou plus doux que vous ne l’avez planifié, et le mix sur lequel vous avez travaillé si fort ne sera pas correctement représenté.
Pour les fréquences hautes, les haut-parleurs doivent bouger très rapidement. Pour les fréquences basses, les haut-parleurs doivent pousser beaucoup d’air. C’est pourquoi les tweeters (pilotes de hautes fréquences) sont habituellement des petits dômes et les woofers (pilotes de basses fréquences) sont habituellement de grands cônes.
Nous entendons 10 octaves (20hz-20kHz), il s’agit d’un registre très large (en comparaison, nous pouvons seulement voir une octave de lumière).
Nous entendons 10 octaves (20hz-20kHz), il s’agit d’un registre très large (en comparaison, nous pouvons seulement voir une octave de lumière).
C’est beaucoup demander à un haut-parleur de reproduire un registre aussi large avec précision et cela prend souvent 2 (woofer + tweeter), 3 (woofer + mid range + tweeter), 4 (sub + woofer + mid range + tweeter) pilotes pour bien produire ce vaste registre.
Comment les haut-parleurs peuvent0ils être améliorés? En quoi la plupart des haut-parleurs deçoivent-ils?
Beaucoup de haut-parleurs que nous utilisons ont des réponses de fréquences limitées. Par exemple: Essayez d’entendre le coup de la grosse caisse sur vos haut-parleurs de laptop! Pas de frappe, n’est-ce pas?
La plupart des haut-parleurs ont aussi une puissance de sortie faible. Avez-vous déjà essayé d’utiliser votre téléphone pour faire jouer de la musique dans une fête? Pas une fête très endiablée, j’en suis sûr.
Avez-vous déjà essayé d’utiliser votre téléphone pour faire jouer de la musique dans une fête? Pas une fête très endiablée, j’en suis sûr.
Beaucoup de haut-parleurs produisent aussi des distorsions, ceci voulant dire qu’ils ajoutent des fréquences à la musique qui ne faisaient pas partie de l’enregistrement original.
Bien qu’il y ait des moments où la distorsion peut bien sonner (pensez à des amplis à lampes et Eddie Van Halen), la distorsion de haut-parleurs sonne souvent mal à moins que cela ait été un choix délibéré.
…Et après que vous ayez passé du temps à enregistrer et mixer une pièce, vous ne voulez pas que les gens entendent dans votre musique des choses qui n’étaient pas là au départ.
Les gros haut-parleurs sont, en général, beaucoup meilleurs dans leur réponse de fréquences et dans la distorsion, mais une grande amélioration serait de pouvoir produire un son plus précis et meilleur dans des haut-parleurs plus petits.
Le futur des haut-parleurs: qu’est-ce que le graphène et pourquoi améliore-t-il la performance des haut-parleurs?
Le graphène est un nouveau matériel très cool qui a été découvert en 2004. Il améliore significativement la performance des haut-parleurs.
Le graphène est le matériel le plus fort et le plus léger existant. En raison de sa légèreté, il peut bouger très rapidement, le rendant super indiqué pour les fréquences hautes.
Ici chez ORA nous avons développé notre propre matériau Graphene Oxide, appelé GrapheneQ, conçu spécifiquement pour des usages audio.
Sa force fait en sorte qu’il ne se déforme pas ou ne se distorsionne pas lorsqu’il bouge de l’avant vers l’arrière, fournissant un son de plus grande fidélité de la part de haut-parleurs qui peuvent être plus petits et plus efficaces.
Les haut-parleurs traditionnels sont en fait moins efficaces que les ampoules incandescentes, qui sont pratiquement illégales à l’heure actuelle!
Les haut-parleurs traditionnels sont en fait une des technologies les moins efficaces que nous utilisons encore aujourd’hui. Moins de 1% de la puissance qui passe au travers d’un haut-parleur est convertie en son. Le plus gros de l’énergie est converti en chaleur.
Les haut-parleurs traditionnels sont en fait moins efficaces que les ampoules incandescentes, qui sont pratiquement illégales à l’heure actuelle!
Puisque le Graphène est si léger (à peine épais comme un atome!), cela prend beaucoup moins d’énergie pour bouger de l’avant vers l’arrière.
Donc si vous preniez n’importe quel casque d’écoute ou haut-parleur sans fil sur le marché aujourd’hui et remplaciez sa membrane avec notre matériau GrapheneQ, vous verriez immédiatement une amélioration de 70% de la durée de vie de sa pile.
Les nouveaux matériaux et leurs applications sont le futur de la technologie des haut-parleurs. Ils vont résoudre les problèmes d’efficacité et de son qui ont affecté les haut-parleurs depuis des décennies.
Allez encourager ORA Sound et voyez leurs casques d’écoute ORA GQ sur leur page Kickstarter. Visitez le site ORA pour en savoir davantage au sujet du GrapheneQ et sur l’histoire du son ORA. Un merci tout spécial à Ari Pinkas et Robert-Eric Gaskell pour avoir partagé leurs connaissances.
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Virginie Hamel est chanteuse de jazz professionnelle et professeure de chant. Elle travaille également comme rédactrice, traductrice et transcriptrice.
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