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Mesurer le facteur "émotionnel" d’une enceinte par Patrick Thévenot (Son 83)

jeudi 12 décembre 2013

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Les mesures classiques :

Depuis fort longtemps, nous sommes habitués à considérer que les mesures classiques effectuées sur les enceintes acoustiques ne correspondent que peu notre réalité auditive perçue. En effet, les mesures en fréquences glissantes sinusoïdales ou en bruit rose, usitées dans les années 70 et 80 ne reflétaient pas du tout notre impression auditive et ceci pour une raison principale : la mesure amplitude/fréquence ne fait pas apparaître le rapport temporel entre les fréquences, facteur déterminant du timbre d’une source sonore. Ainsi, dans les années 90, une nouvelle approche fut d’effectuer des mesures en utilisant la réponse impulsionnelle, via des algorithmes du type MLS et permirent enfin de visualiser la courbe retard/fréquence. On put aussi s’affranchir de la salle d’écoute en sélectionnant une fenêtre temporelle correspondant au son direct seul et indépendant de son environnement. Un grand pas était franchi et ce type de mesures devint le standard des années 2000 jusqu’à nos jours. L’exemple ci-dessous illustre ces mesures.

Même si ces mesures correspondent mieux à notre audition, entre autre en donnant de précieuses indications sur la rapidité d’écoulement de l’énergie nécessaire au travail du mixage, deux enceintes ayant des réponses impulsionnelles très voisines, ne donnent encore pas un ressenti identique quant à l’équilibre dynamique et à l’émotion réellement ressentie. Par exemple, sur une note de piano, l’enceinte A est comme aseptisée tandis que l’enceinte B traduit une vivacité et une émotion proche de l’impression naturelle. A l’inverse, des enceintes de cinéma projettent l’attaque de ce piano avec une certaine intelligibilité et agressivité propre à ce type de diffusion !

La transformée de Fourrier et ses limites :

La base du modèle mathématique utilisé pour mesurer la réponse impulsionnelle est la transformée de Fourrier issue des fameuses séries de Fourrier. Or savez-vous pour quelles raisons Fourrier inventât son modèle mathématique ?... Tout simplement pour prédire le cycle des marées en fonction de la rotation de la Terre, de la Lune et des autres planètes.

Nous appliquons donc un modèle validé pour des phénomènes sinusoïdaux dont la période est de quelques jours à des sons de périodes de quelques millisecondes ! En plus de cela, le signal utilisé reste un bruit blanc ou rose (ou un sweep sinusoïdal) ne sollicitant pas du tout l’enceinte comme un son naturel réel. Les rapports temporels entre les fréquences ne sont pas les retard instantanés mais les ‘temps de propagation de groupe’ (Tg) significatifs du retard en régime harmonique et non dynamique.

Ainsi, pour les sons transitoires (attaques) on se trouve en dehors du domaine de validité du modèle et on ne mesure pas les non-linéarités du système mesuré, ce qui peut expliquer en grande partie le décalage entre ces mesures et l’émotion ressentie.

La mise en évidence du facteur ‘émotionnel’ :

Par ‘facteur émotionnel’, j’entends l’aspect plus ou moins aseptisé ou naturel du son, lié à l’équilibre dynamique perçu.

Pour mettre en lumière ce phénomène, il m’a fallu recourir à des signaux plus proches des sons naturels et j’ai eu l’idée d’utiliser des ‘burst’ très courts. Celui-ci est un signal sinusoïdal court limité à une période et de fréquence déterminée. J’ai réalisé ce test sur plusieurs enceintes de réponse impulsionnelle très comparable. Ainsi, j’ai eu la surprise de constater qu’un ‘burst’ à 16000 Hz sur certaines enceintes réputées neutres mais ‘ternes’, était décalé légèrement (de 0,10 à 0.30 ms) par rapport à son homologue à 4000 Hz. Sur les enceintes Zéphyr récemment conçues, ce décalage n’était que de 0.05 ms !... Ce qui peut expliquer son coté musical très apprécié des mélomanes et musiciens.

Les illustrations ci-après parlent d’elles-mêmes. Ces mesures ont été effectuées sur 3 enceintes réputées pour leur neutralité et sur les Zéphyr. Les réponses impulsionnelles ainsi que les mesures qui en découlent sont très proches les unes des autres et en particulier, les retards de groupe (régime harmonique) sont quasi constant entre 200 Hz et 20000 Hz.

Testées à l’écoute sur un échantillonnage d’une dizaine de personnes sensibilisées à évaluer l’équilibre dynamique, la Zéphyr se distingue au premier rang par un son vivant et dynamique, capable de reproduire au mieux le côté naturel et émotionnel de l’enregistrement. Les enceintes A, puis B, puis C arrivent dans un ordre décroissant par rapport à cette impression de reproduction dynamique. L’enceinte C est la plus ‘aseptisée’ et la moins vivante émotionnellement.

Ces tests succins ont été réalisés sur 3 extraits musicaux stéréophoniques en écoute alternée d’un système à l’autre et la question posée était de quantifier l’équilibre dynamique et la transparence sur une échelle de 0 à 10.

• La dynamique représente l’aptitude de l’enceinte à reproduire les attaques et les nuances des jeux et des sources. Perçoit-on bien les pianissimos et les fortes ?
• La transparence détermine la possibilité d’imaginer plus ou moins facilement la source sonore visuellement. Y a-t-il un voile en l’auditeur et la source ?
Les résultats moyennés sont consignés dans le tableau ci-après.

Bien évidement des tests plus approfondis seront nécessaires afin de valider clairement ce critère propre à l’enceinte acoustique, mais nous pouvons déjà remarquer l’excellente corrélation entre les mesures effectuées avec les ‘burst’ et le retard relatif à leur propre fréquence.

Patrick Thévenot (Son 83)
novembre 2013

Voir en ligne : Site de Réalisason