Conseils pratiques sur le placement des enceintes pour le son live (partie I)


Les enceintes QSC sont réputées pour assurer une restitution précise et très performante des sources audio, dans des applications très variées. Cependant, contrairement à l'environnement contrôlé d'un studio, le monde réel présente de nombreuses difficultés pour obtenir des résultats satisfaisants sur le plan sonore avec une enceinte QSC ou toute autre enceinte. Les conditions créées par la forme des pièces, la hauteur des plafonds, la présence de murs réfléchissants ou absorbants sur le plan acoustique et bien d'autres facteurs se combinent pour compliquer le déploiement d'un système de sonorisation. Bien placer les enceintes est un bon point de départ pour relever les défis liés à l’environnement. Cette série en trois parties vise à fournir des conseils utiles et simples pour obtenir la meilleure restitution sonore possible dans des lieux typiques, pour l'ensemble du public.

­­Gain dans les graves et espace de rayonnement

Commençons par le placement des enceintes, en rappelant quelques principes fondamentaux de la physique du son. Tout d'abord, le son se propage différemment selon les fréquences. Comme le montre le graphique ci-dessous, il s'étend d’un rayonnement omnidirectionnel pour les basses fréquences à une propagation hautement directionnelle à dans les hautes fréquences.

Illustration 1. – Le rayonnement sonore se comporte différemment en fonction des fréquences.

Le deuxième terme à expliquer est « l'espace de rayonnement », qui définit simplement le volume dans lequel une enceinte rayonne le son. On observe qu'aux basses fréquences (en dessous de 200 Hz), le niveau sonore augmente lorsque des murs durs limitent l'espace de rayonnement. Chaque fois que l'espace de rayonnement est réduit de moitié par un mur proche de l’enceinte, le niveau de pression acoustique est doublé.

Une enceinte dont la réponse en fréquence est linéaire dans les graves en dessous de 200 Hz en champ libre (ex. votre K.2 avec le Preset 'Studio Monitor' sélectionné) produira jusqu’à 6 dB SPL de plus si elle est placée contre un mur en dur. Dans un angle (deux murs), ce gain monte jusqu'à 12 dB SPL !

Illustration 2. – L'espace de rayonnement définit le volume dans lequel l’enceinte rayonne le son. Une modification de l'espace de rayonnement affectera le niveau de sortie de l’enceinte en dessous de 200 Hz.

Alors, que faut-il faire ? Assurez-vous que pour chaque enceinte de votre système de sonorisation placée dans l'une des situations montrées dans l’illustration 2 (à part « l'espace libre ») vous réduisez le niveau de sortie des basses, en dessous de 200 Hz environ, de quelques décibels à la fois jusqu'à ce que la reproduction des basses redevienne claire, précise et percutante. Pour cela, il faut soit utiliser l'égaliseur intégré de l'enceinte (comme sur la Série K.2 de QSC) soit configurer un filtre à plateau en dessous de 200 Hz dans votre table de mixage ; ce qui est très facile à faire avec n'importe quelle table de mixage numérique QSC TouchMix. N’oubliez pas aussi que des niveaux de basses fréquences excessifs auront tendance à renforcer certaines notes graves, à engendrer des résonances et un son confus, sans véritable définition de la dynamique.

Notez que le terme « contre un mur » (rayonnement dans le demi-espace) s'applique à une enceinte placée contre un mur sur un support ou montée sur un mât au-dessus d'un caisson de graves, ainsi qu'à une enceinte montée au plafond à l'aide de supports de montage. De même, une enceinte proche d'un coin, ou montée sur le mur et contre le plafond, rayonnera le son dans un quart d'espace. Moins susceptible de se produire avec un système de sonorisation, si une enceinte est positionnée dans un coin et contre le plafond, l'espace de rayonnement sera un 1/8ème d’espace.

Annulation par le mur arrière et placement des enceintes

Examinons un phénomène qui se produit en dessous de 200 Hz. Lorsqu'une certaine distance sépare une enceinte d’un mur rigide et lourd derrière elle, à la fréquence où cette distance est égale à un quart de la longueur d'onde sonore émise, la réflexion sonore sur le mur est en opposition de phase par rapport au rayonnement direct de l’enceinte. Ainsi, le son réfléchi par le mur à cette fréquence spécifique annulera le rayonnement direct de l’enceinte de la même fréquence.

Pour quelques calculs simples, rappelons la définition de la vitesse du son C (au niveau de la mer, à 21 degrés Celsius (70 degrés Fahrenheit) et dans des conditions atmosphériques normale) est de 344 m/s (1128 pi/s) et est définie par C = f λ, où f représente la fréquence et λ la longueur d’onde.

Cette équation nous permet de trouver facilement le quart de longueur d'onde pour une fréquence donnée. Par exemple, la note la plus basse sur une guitare standard (corde de mi grave à vide) est d'environ 83 Hz. Le quart de la longueur d’onde est donc de 1,0 m (3,3 ft).

Nous pouvons donc conclure que si une enceinte est placée à 1 m devant un mur solide et massif, sa réponse en fréquence rayonnant vers l'avant présentera une atténuation significative à 83 Hz. Ce phénomène s'appelle « annulation des basses fréquences par filtrage en peigne » et, malheureusement, l'égalisation du signal de sortie de l’enceinte ne résout rien, car le même changement de niveau s'applique également au son réfléchi sur le mur. C'est pourquoi l'emplacement de l’enceinte par rapport au mur arrière a un impact significatif sur la qualité de reproduction et la musicalité des basses fréquences.

Illustration 3. – Phénomène d'annulation du son dû à la présence d’un mur rigide derrière une enceinte.

Pour les applications de sonorisation live, la question est donc la suivante : à quelle distance du mur arrière votre système de sonorisation doit-il être placé pour éviter ces annulations ? Pour ce calcul simple, considérons une enceinte active QSC K12.2, dont la réponse en fréquence s'étend jusqu'à 45 Hz (-10 dB), et calculons le quart de longueur d'onde à 45 Hz, soit 1,9 m (6,25 pi).

Par conséquent, si vous placez une enceinte QSC K12.2 à une distance supérieure à 1,9 m du mur arrière, vous garantirez qu'aucun phénomène d'annulation ne se produira et que toute la bande passante de l’enceinte sera reproduite. On observe qu'une telle distance dépend des caractéristiques techniques réelles de l’enceinte. Une coupure plus basse impliquera une plus grande distance par rapport au mur du fond. En général, de telles distances sont facilement applicables, car les profondeurs de scène typiques sont supérieures à 2 m (6,56 pi), ce qui est également valable pour de nombreuses installations de cabines de DJ. 

Aujourd'hui, dans certaines configurations live, les enceintes retardées ou de « rappel » doivent être placées près du mur derrière elles. Que faire dans de tels cas ? Pour éviter une forte annulation par le mur arrière, vous devez placer l'arrière de l’enceinte aussi près que possible du mur. Cela permet de s'assurer que la sortie basses fréquences n'est pas compromise. Cependant, veillez à ce que le renforcement des basses créé par la proximité du mur soit correctement atténué, comme expliqué dans le chapitre précédent.

Conclusions

Après avoir examiné les espaces de rayonnement des enceintes et l'amplification des basses qui y est associée, ainsi que le phénomène d'annulation par les murs arrières, l'article suivant abordera les variables de base de l'acoustique des salles, expliquera la « distance critique » et la « loi de l'inverse du carré de la distance » afin d’obtenir une couverture cohérente des enceintes dans n'importe quelle salle. Restez à l’écoute !

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