Jenfi Home - Les moniteurs de proximité

S'il est un maillon de la chaîne audio qui ne souffre pas la médiocrité, c'est bien celui du monitoring: il contrôle tous les signaux qui circulent dans les autres éléments. Dans une structure commerciale comme dans le plus modeste des studios personnels, l'écoute reste un poste clef puisqu'au final, elle seule permet de qualifier le matériau sonore.

Une enceinte de contrôle doit remplir certaines conditions. Faire entendre le plus de détails possibles, mais aussi permettre d'appréhender l'équilibre tonal d'un mixage, les timbres d'un instrument ou le placement dans l'espace; sans oublier une capacité dynamique importante.

Contrairement aux modèles hi-fi qui ajoutent une coloration flatteuse, généralement agréable, les enceintes de contrôle se doivent d'être les plus neutres possibles de façon à donner un rendu fidèle des signaux qui transitent dans la chaîne audio, tant en enregistrement qu'au mixage. En outre, des moniteurs dignes de ce nom sont sensés être capables de supporter des crêtes importantes de niveau, comme on en rencontre quand on “manipule” de la matière sonore brute.

Fonctionnement d'un pavillon
Le pavillon effectue une adaptation d'impédance entre la membrane du HP (haut-parleur) et l'air ambiant. Une petite membrane ne peut pas être efficace dans les basses fréquences: elle n'arrive pas à communiquer assez d'énergie à l'air ambiant dans lequel elle baigne. Si on place le haut-parleur devant un pavillon ayant la même surface que la membrane et qui s'expanse progressivement, on obtient le comportement suivant: la membrane met en mouvement une petite surface d'air. Jusque là, pas de problèmes. Puis cette quantité d'air remue une quantité un peu plus grande d'air car la surface augmente dans le pavillon au fur et à mesure que l'air se déplace. Et ainsi de suite. Finalement, à la bouche du pavillon, une grande surface d'air est mise en mouvement, surface bien plus grande que la taille de la membrane. La chambre dans laquelle le HP est placé sert de filtrage: elle évite que des fréquences médium pénètrent dans le pavillon et colorent le son.

En pratique, deux tendances s'affrontent dans le domaine du monitoring. La première consiste à marier un système d'amplification classique à un ensemble d'enceintes passives, comme on le fait en hi-fi notamment. La seconde approche, de plus en plus prisée dans l'univers du home studio, consiste à opter pour un système d'enceintes amplifiées. Mais c'est aussi une solution plus chère. Si l'on ne parle que de budget, il reste difficile de choisir un système d'écoute actif sans dépenser au moins le double par rapport à des enceintes passives (seules, sans l'amplificateur…).

L'ébénisterie des moniteurs, qu'ils soient passifs ou actifs, sera de type clos ou bass-reflex (à évent accordé). Quant aux enceintes à pavillon, leurs prix les destinent à des structures professionnelles ou aux amateurs fortunés. De plus, leurs volumes très importants nécessite un local approprié, peu compatibles avec une utilisation domestique, sauf de contourner cet obstacle en choisissant des pavillons repliés.

Les textes de cette page sont une compilation d'articles parus dans la presse spécialisée ou sur Internet sous la plume ou la souris de Samuel CORDE, Philippe DAVID, Franck ERNOULD, Jean-Patrick GRUMBERG, Pierre JOUHANNET, Etienne LEMERY, Maxime et Florian LOUINEAU; des sites Internet Cabasse, Focal, JBL, Jean MAURER, RT60, WaveField. Si j'ai oublié une personne, qu'elle se manifeste et je l'ajouterai ici.

LEXIQUE
Baffle : désigne le panneau frontal sur lequel sont fixés les haut-parleurs. Ce mot est trop souvent utilisé à tort à la place de "enceinte acoustique".
Bass reflex : système de charge semi-ouverte (à event) accordé procurant une réponse dans le grave plus étendue qu'un système à charge close.
Bande passante : la bande passante désigne la plage des fréquences en Hertz pour lequel les sons sont reproduits avec une fidélité satisfaisante, la tolérance étant généralement fixée à quelques décibels (bande passante à -3 dB, par exemple).
Bobine mobile : sur un haut-parleur, bobinage en fil conducteur, solidaire de la membrane et plongé dans l'entrefer du circuit magnétique.
Boomer : transducteur spécialisé, généralement de grand diamètre, dans la reproduction des graves. Il est aussi appelé Woofer.
Coloration : impression ressentie à cause d'une réponse en fréquence inégale favorisant certaines d'entre elles (courbe de réponse non linéaire).
Corrugation : plis concentriques sur la membrane d'un haut-parleur, le plus souvent dédié à la reproduction des graves et/ou des médiums.
Crossover : Fréquence de coupure du filtre dans un système de diffusion par haut-parleurs et des installations audio multi-amplificateur. C'est la fréquence de recouvrement entre graves-médiums et aiguës pour un système de haut-parleurs ou d'amplificateurs à deux voies, par exemple.
Ecoute de proximité : enceinte de taille modeste (entre 5 et 25 litres), généralement à deux voies, destinée au contrôle en champ proche, à une distance de 1 à 2 mètres.
Ferrite : matériau magnétique utilisé dans la construction d'aimants pour haut-parleurs.
Ferrofluide : huile chargée de particules magnétiques placée dans l'entrefer d'un transducteur. Maintenue en place par champ magnétique, elle accélère le transfert des calories dégagées par la bobine mobile, et augmente la tenue en puissance.
HP : acronyme de “Haut-Parleur”.
Kevlar : fibre synthétique utilisée pour la réalisation de membrane.
MDF : acronyme de “Medium Density Fiberboard”. Panneau dérivé du bois, connu aussi sous le nom de médium, fait de fibres à moyenne densité.
Neodymium : Métal (néodyme) du groupe des lanthanides (Z=60, symbole Nd) entrant dans la composition des aimants de certains transducteurs.
Polypropylène : Matière plastique, obtenu par polymérisation du propylène, qui est utilisé dans la confection de membranes pour haut-parleurs.
Polyglass : La technologie Polyglass (exclusivité Focal) consiste à appliquer sur un cône en pulpe de cellulose un dépôt en couche mince de microbilles de verre. L’objectif est de concilier l’excellent amortissement de la pulpe de cellulose avec la rigidité du verre, sans augmentation significative de la masse du cône.
Saladier : partie extérieure d'un haut-parleur qui supporte le cône et l'aimant.
Spider : partie du haut-parleur liée à la jonction du cône et de la bobine mobile qui permet à la bobine mobile de rester alignée dans l'entrefer et qui aide à suspendre le cône.
SPL : acronyme de “Sound Pressure Level”. Niveau de pression acoustique.
Sweet spot : point optimal de fonctionnement.
Traînage : lorsque le son reproduit par un HP est terminée, la membrane s'arrête mais pas instantanément, il y a de l'inertie (mécanique). Ceci peut avoir un effet sonore : une prolongation parasite du son.
Transducteur : dispositif qui transforme une énergie en une autre. Un haut-parleur est un transducteur électro-acoustique dit secondaire. Un microphone est un transducteur électro-acoustique dit primaire.
Tweeter : transducteur de petite taille spécialisé dans la reproduction des fréquences aiguës.
Woofer : haut-parleur destiné à reproduire les fréquences graves.

Les moniteurs de proximité – qu'ils soient passifs ou actifs – sont généralement à deux voies: une pour la bande de fréquence des graves et des médiums, et l'autres pour les aiguës. Le mieux étant des moniteurs à trois voies car dans ce cas la répartition spectrale est mieux prise en charge par chaque transducteur.

Les petites écoutes passives séduisent avant tout par leur prix attractif. Mais on aurait tort de réduire cet engouement à un choix budgétaire. Elles ont aussi de grandes qualités acoustiques à condition qu'elles soient raccordées à un système d'amplification cohérent et approprié.

Cette enceinte acoustique, appelée « moniteur » par les professionnels, doit posséder des qualités de définition, de respect des timbres comme des transitoires, ainsi qu'un recul du traînage et de la distortion harmonique aussi parfaits que possible. Pour parvenir à ce résultat, elle est souvent multi-active, c'est-à-dire dotée d'un amplificateur par haut-parleur.

Nous allons décrire, sans entrer dans les détails techniques (impédance, sensibilité, pression SPL, saladier, matière de la membrane, type de suspension, bornier, composants du filtre, classe d'amplificateur, distortion thermique et mécanique, qualité de l'électronique, etc.), les éléments constituant une enceinte acoustique.

Ce terme recouvre généralement la désignation du boîtier, caisse, caisson, cube ou coffret ("cabinet" en anglais) supportant ou renfermant les transducteurs. Le boîtier sépare l'onde arrière du haut-parleur des graves de l'énergie rayonnée par l'avant, afin d'éviter un court-circuit acoustique. Mais, contrairement à celui d'un instrument de musique, le boîtier d'une enceinte acoustique ne doit absolument pas vibrer, afin de respecter le timbre et la dynamique propre aux instruments reproduits, sans ajout de traînages et de colorations.

Le haut-parleur du registre grave est au fabricant d'enceintes acoustiques ce que le moteur à explosion est au fabricant d'automobiles : un composant complexe, coûteux et spécifique à la philosophie du constructeur, comme à celle du produit fini auquel il est destiné. On en exige des performances de pointe, ainsi qu'une fiabilité maximale face à des sollicitations parfois extrêmes. Le haut-parleur électrodynamique, qui utilise toujours une membrane entre la force électromagnétique et l'air, a beaucoup évolué grâce aux technologies contemporaines.

Notre sensibilité auditive est à la fois la plus grande et la plus intransigeante dans le registre médium, situé entre 750 et 3000 Hz. Dans cette zone de fréquences, le respect des nuances et de la pureté spectrale est primordial, tout comme l'absence de traînage et de directivité.

Le haut-parleur des aiguës, qui reproduit les signaux musicaux de 2000 à 30 000 Hz, parfait l'intelligibilité du message sonore par le respect des transitoires et des détails instrumentaux. Par sa faible directivité, sa rapidité de réponse et sa linéarité exceptionnelle, il donne une ouverture et une aération spatiale à l'ensemble du message sonore permettant la reproduction d'une musique "dans la pièce d'écoute" et non "sortant du boîtier".

Les filtres sont chargés d'aiguiller les spectres (bande de fréquences) vers ou depuis l'amplificateur vers chacun des haut-parleurs. Ils représentent également un élément essentiel. Son rôle et sa mise au point sont complexes, la personnalité de l'enceinte en dépend. La coupure la plus critique est sans aucun doute celle qui concerne le raccordement du médium et de l'aigu.

La sélectivité très élevée des filtres, grâce à leurs pentes d'atténuations particulièrement raides, rétrécit la largeur des zones perturbées par le fonctionnement mal défini de plusieurs haut-parleurs sur une même bande de fréquences. La clarté du message musical s'en trouve ainsi améliorée.

La réponse en fréquence d'une enceinte se déduit de l'examen de sa courbe de réponse : domaine de fréquence (N2 – N1) pour lequel les sons sont reproduits avec une fidélité satisfaisante, la tolérance étant généralement fixée à quelques décibels (bande passante à -3 dB, par exemple). Pour déterminer cette dernière, on place l'enceinte dans une chambre sourde (local “mort” acoustiquement, où aucune réflexion sonore ne se produit), on installe un micro de mesure à 1 mètre dans l'axe, on envoie une fréquence glissante allant de 20 Hz à 20 kHz et on enregistre sur table traçante ou sur ordinateur la tension de sortie du micro de mesure en fonction de la fréquence du son diffusé via l'enceinte acoustique examinée. Il est très flatteur pour un constructeur d'indiquer « 30 Hz à 20 kHz +/- 2 dB », par exemple. Mais cette réponse n'est valable qu'en chambre sourde, pile dans l'axe, et sur une fréquence pure. Elle ne dit rien de la directivité de l'enceinte (le guide d'ondes du tweeter est-il bien conçu ?) ni sur son comportement dynamique sur des signaux complexes avec des transitoires (la musique n'est pas un signal simple de fréquences fixes !), ni sur son comportement en phase…

La solution Appolito (MTM)
L'acousticien américain Joseph Appolito à défini une technique permettant de simuler une source sonore quasi ponctuelle avec plusieurs HP. Il est parti du constat que les HP de 13 cm de diamètres sont particulièrement bien adapté à reproduire dans un volume relativement petit une grande plage de fréquence avec une grande précision et une faible directivité. Sa solution est de placer le tweeter au centre pour obtenir une courbe de directivité verticale symétrique et de choisir la fréquence de coupure de telle façon que la distance entre les centres des deux HP graves soit inférieure aux 2/3 des la longueur d'onde à la fréquence de coupure. Il démontre aussi qu'un filtre d'ordre impair (6, 18 ou 30 dB par octave) donne les courbes réponse et de directivités les plus homogènes.

Le montage MTM (Midrange-Tweeter-Midrange) est un argument marketing très intéressant pour les constructeurs pour leurs réalisations commerciales.

Les courbes déduites de la réponse impulsionnelle dans l'axe à 30 et 45° révèlent la directivité de l'enceinte dans le plan horizontal. Moins il y a d'accidents sur les courbes qui doivent pratiquement se superposer avec une atténuation peu prononcée dans l'aigu et meilleure sera la stabilité de l'image stéréophonique et plus précise la focalisation.

Système de diffusion le plus usité encore à l'heure actuelle, la stéréo est apparue en 1881 avec le théâtrophone de Clément Ader. En 1977, Star Wars de George Lucas est considéré comme le premier vrai film en Dolby Stéréo. Par définition la stéréophonie est un encodage du champ sonore basé sur les différences d'intensité et de temps dans le plan horizontal. De ce fait, l'image sonore reproduite par un système de diffusion résulte d'un mécanisme de fusion entre les deux enceintes.

Pour obtenir un « sweet spot » le plus grand possible il faut que les enceintes forment avec l'auditeur un triangle équilatéral. Si ce n'est pas le cas, on se retrouve avec une source mal localisée et/ou une source sortant du champ des haut-parleurs.

HP coaxiaux
Certains constructeurs logent le tweeter au fond du cône du grave médium, à la place du cache noyau. C'est une excellente solution pour contrôler la directivité dans tous les plans.

PHY-HP à réalisé un 30 cm large-bande (KM30), complété d'un tweeter au centre qui est très proche du haut-parleur idéal recherché.
CABASSE est aller jusqu'à mettre 3 haut-parleurs concentrique : Un bas médium à l'extérieur, un haut médium au milieu et le tweeter au centre. Si cette solution peut être critiquée quand au choix des fréquences de coupure, c'est une excellente solution pour le contrôle de la directivité.
TANNOY avait sorti des moniteurs passifs compacts nommés SYSTEM 600 et SYSTEM 800 équipés d'un HP coaxial. Mais ils avaient le gros défaut d'être malheureusement directifs dans les aiguës.
FOSTEX avait produit les RM-1000. Leur gros avantage était une diffusion homogène du son et un “sweet spot” très étendu.

L'influence du placement des enceintes dans le local est également très importante. Un bon placement permet d'atténuer des défauts provenant du local lui-même, et d'éviter des phénomènes acoustiques gênants — citons notamment le renfort naturel des graves dès qu'on s'approche d'une ou plusieurs parois. Dans la théorie, poser une enceinte sur le sol fait gagner 6 dB dans le grave, puisque l'énergie n'est plus rayonnée que dans un demi-espace ; sur le sol et contre un mur donnent 12 dB, et placer une enceinte carrément dans un coin de pièce crée une bosse de 18 dB ! Dans la réalité, les chiffres sont moindres, mais l'effet obtenu bien réel. Les deux enceintes doivent être à égale distance de la zone d'écoute qui forme avec elles un triangle équilatéral.

Evitez de placer un moniteur dans un angle de la pièce et l'autre le long du mur. Car dans ce cas vous aurez obligatoirement un déséquilibre acoustique et tonal très important. Respectez, autant que faire se peut, une symétrie tant au niveau des enceintes que du placement de celles-ci dans votre local.

HP passifs
Sur le principe du bass-reflex, l'évent est remplacé par un haut-parleur passif (une membrane de boomer sans bobine ni aimant). Le principe est de faire jouer au HP passif (appelée aussi radiateur passif) le rôle de piston, comme dans une enceinte close, afin d'amortir le HP actif tout en reproduisant vers l'extérieur l'énergie créé par le HP à l'intérieur de la caisse. Cela multiplie la surface de membrane et abaisse la fréquence de résonance de l'ensemble. Cette technique popularisée avec les Ditton 66 de Celestion, donne des graves très profonds mais très mous. Focal_JMLab emploie cette technique sur ses moniteurs de studio SM8 et SM11. Le HP passif est généralement utilisé sur les caissons de basses.

L'influence du local est majeure. Des enceintes identiques, placées dans des studios différents, “sonnent” de façon complètement différente. En effet, ce qui parvient aux oreilles prend “l'empreinte acoustique” de la pièce : les réflexions, les absorptions, les dimensions même du local modifient profondément la courbe de réponse résultante des enceintes, ainsi que la chronologie d'arrivée des différents sons aux oreilles. Par exemple, si une enceinte “vise” une fenêtre, les réflexions qui se produiront sur le verre dans les aiguës reviendront aux oreilles de l'auditeur avec un retard, et brouilleront l'image stéréo. Si, de l'autre côté, l'enceinte “vise” un rideau, les aiguës se retrouvent atténués, ce qui déséquilibre l'image stéréo. Toutes les mesures des enceintes sont réalisées en chambre sourde (pas de réflexions sonores, absorbant partout) afin d'obtenir une base, mais les courbes de réponse bien plates ainsi obtenues n'ont rien à voir avec ce qu'on obtient dans un local réel.

Attention donc, lorsque vous écoutez des enceintes en magasin, dans un studio ou chez un ami : elles pourront sonner beaucoup mieux chez vous… ou beaucoup plus mal !

Plutôt que de multiplier les corrections, il vaut mieux éviter les erreurs. Assurez vous d'abord que les lieux conviennent à l'utilisation à laquelle vous des destinez. Il serait dommage d'investir dans le traitement acoustique d'un local qui s'avérerait inutilisable une fois terminé. Il faut d'abord distinguer l'isolation phonique du traitement acoustique. Une bonne isolation phonique garantit l'indépendance à l'égard des nuisances venues de l'extérieur ou que vous pourriez émettre. L'isolation phonique est un domaine trop vaste pour être convenablement traité en détails dans ce chapitre et notre propos se limitera essentiellement à la correction acoustique. premières réflexions

Cependant, vos portes et fenêtres sont-elles suffisamment étanches ? Existe-t-il un conduit de cheminée ? Les conduites d'eau et de chauffage sont-elles communes aux autres étages ? Le local est-il situé près d'un carrefour routier ou d'une ligne de métro ? Posez-vous ces questions et examinez chaque détail. En cas de doute, consultez un acousticien. Vous réaliserez des économies substantielles.

Pour mieux appréhender les phénomènes auxquels vous serez confronté, il est bon de rappeler quelques lois élémentaires. Lorsque l'on joue d'un instrument de musique dans une pièce, le son se propage dans toutes les directions en ondes sphériques concentriques. Une partie de cette énergie parvient en ligne droite à nos oreilles. Il s'agit du champ direct. Le reste va rencontrer les parois du local (murs, sols, plafonds). En l'absence de traitement, ces parois réfléchissent la plus grande partie de l'énergie dans des centaines de directions. Les réflexions reviennent à nos oreilles avec un décalage temporel car le chemin parcouru est plus long. On parle alors de champ réfléchi ou de champ réverbéré.

Notre cerveau met du temps pour intégrer certains événements. Lorsque nous regardons un film par exemple, l'animation ne devient fluide qu'à la cadence minimale de 16 images par seconde. De même, en deçà de 50 millisecondes environ nous ne savons pas séparer les réflexions du signal source. Les deux nous parviennent dans ce que nous pourrions appeler une sorte de fusion. Tant que l'écoute est monophonique, l'effet est plutôt agréable car il tend à augmenter le niveau sonore global.

Mais dès qu l'on se trouve confronté à plusieurs sources on perd les points de repères. Le cumul du son direct et des premières réflexions produit un signal brouillé et confus qui ne permet pas une spatialisation correcte de l'image sonore ni une bonne séparation des canaux.

Pour traiter convenablement une pièce, on dispose de quatre principes acoustiques fondamentaux : l'absorption, la réflexion, la diffraction et la diffusion.

Le rodage des enceintes est sans doute la procédure la moins connue pour le néophyte. Pour le constructeur, cette contrainte réellement technique n'est pas un argument « vendeur »… Et il est rare qu'un vendeur vous parle de rodage d'enceinte… Une enceinte, ça se rode comme une voiture (comme tout ensemble mécanique). Tout le monde ne le sait pas. Et une enceinte bien rôdée marche mieux, tout comme une voiture. A l'inverse, une enceinte mal rôdée ne donne pas son maximum (manque de rendement, sensibilité et finesse).

Pour bien roder vos moniteurs, il faut faire fonctionner celles-ci par périodes de deux à trois heures environ, avec un repos de quatre heures entre chaque séance de rodage (afin de laisser refroidir la bobine mobile principalement). Pour la modulation, une musique douce ne comportant pas trop de basses est idéale.

Lorsque l'on arrive vers la fin du rodage soit après environ vingt à cinquante heures (selon la marque et le modèle d'enceinte), il faut augmenter la puissance pour aller jusqu'à son maxi (puissance admissible) sur de courtes durées (dix à quinze minutes maximum) et là il faut faire donner les basses pour bien mettre en mouvement la membrane du haut-parleur de grave.

Si l'on n'observe pas ces recommandations et que l'on pousse un peu les enceintes sans les avoir rodé au préalable, outre le fait que cela aura un rendu médiocre, on risque un déchirement de la membrane dû au manque d'élasticité de la suspension.

Du point de vue de l'écoute, le rodage va permettre d'améliorer la musicalité de l'enceinte, via une meilleur définition générale, une plus grande douceur, une meilleur homogénéité et un grave plus présent.

Attention donc, lorsque vous écoutez des enceintes en magasin, dans un studio ou chez un ami : elles pourront sonner beaucoup mieux chez vous… ou beaucoup plus mal !

Là, je n'irai pas par quatre chemins : les transducteurs s'usent, et rapidement s'il sont très sollicités (quelques années, voire dizaines tout de même…). Un autre facteur d'accélération du vieillissement est la poussière qui se dépose sur la membrane du boomer et sa suspension, surtout s'il n'y a pas de grille ou toile acoustique tendu sur un cadre placé sur le baffle. Cette poussière “sèche” et raidit la suspension de façon asymétrique; et encore plus facilement si elle est semi-torique. La suspension peut aussi devenir poreuse… Il survient alors un déchirement de la suspension et/ou de la membrane. Les caissons remplis de laine de verre ou laine de roche constituent une atmosphère corrosive. Des minuscules fragments de cette matière créés par les vibrations s'insèrent entre la bobine mobile et l'aimant et finissent par cisailler le fil de cuivre ou endommager le spider. Heureusement, aujourd'hui les matériaux d'amortissement acoustique sont de toute autre nature… Devinez pourquoi Yamaha fournit (fournissait ?) donc des HP de rechange (spare) pour les fameux NS-10M… Un larsen peut détruire vos tweeter… Altec Lansing, Bose, CerWin Vega, Eminence, Electro Voice, Fane, Fostex, Gauss, Heil Air, Infinity, Jbl, Klipsch, Yamaha, et bien d'autres fournissent des diaphragmes et autres pièces de rechange… Un mauvais rodage, ou pas de rodage du tout, réduira aussi la durée de vie de vos enceintes… Une paire de moniteurs ne durera probablement pas toute votre vie.

Dernier élément avant vos oreilles, les moniteurs doivent être choisis avec soin. Que ce soit pour du mixage en home-studio ou de la haute-fidélité (stéréo sur 2 enceintes), ou bien du home-cinéma (5 enceintes et plus), le choix des enceintes est tout simplement déterminant. Le choix commercial est très vaste: passif, actif, mono ou multi-amplification, deux ou trois voies… A vous de cerner votre véritable besoin en fonction de votre budget. Pour choisir, rien ne remplacera vos oreilles. Pour ce type de matériel, la qualité a un prix (pas forcément proportionnel…). ;-)