Sound Pixel Lab

Bonjour,

Suite à la lecture de différents fils du forum, je me posais la question de savoir pourquoi, si le principe de compression + pavillon est aussi bénéfique pour la restitution des 4 à 5 octaves les plus hautes, qu’est-ce qui explique qu’en Hifi domestique le même principe n’est jamais ou qu’exceptionnellement utilisé pour les 4 à 5 octaves les plus basses.

S’agit-il juste d’un problème d’encombrement ou bien les fréquences graves n’ont rien à gagner à sortir d’un pavillon. Le système de haut-parleur à radiation directe fait-il aussi bien ? même mieux ?

Je suis conscient de poser ma question d’une façon très simpliste mais je suis totalement néophyte en matière d’acoustique. Je rêverais de pouvoir tester cette problématique mais je n’ai malheureusement ni les moyens ni surtout les compétences pour mettre en oeuvre, tester et mesurer ces différentes alternatives. C’est pourquoi je me permets de faire appel à vos connaissances, théoriques et pratiques.

C’est un questionnement de pure curiosité, mais si vous avez des éclaircissements à m’apporter je serais ravi de pouvoir ainsi améliorer ma compréhension du sujet.

Bien à vous.
Pascal

Bonjour RL12

Le pavillon à plusieurs avantages à toutes les fréquences, mais comme les basses fréquences ont des longueurs d'ondes importantes, le pavillon doit être proportionnellement plus grand que la fréquence est basse.

A un moment il y a un souci d'encombrement et un souci de distances entre centres acoustiques puisque, sauf cas spécifiques des pavillons du début du 20ème siècle (je pense au WE15A et autres Sato) on utilise plusieurs pavillons pour contrôler avec précision la directivité du son.

En domestique, les pavillons sont justement principalement utilisés pour gérer la directivité.
De façon moderne, on veut que l'enceinte génère hors axe le même son que dans l'axe (la réponse hors axe doit être aussi linéaire que la réponse dans l'axe)

Le choix de directivité dépends lui principalement de la distance, jusque 4m / 5m, 90°H est usuel.

Les pavillons modernes sont à profils dits "constants" (CD en anglais pour Constant Directivity)

Le site de Nicolas (co-fondateur avec les autres copains de ce forum) montre bien ce qui est possible grâce à la conception par ordinateur en terme de performances sur ce critère : https://audiohorn.net/x-shape-horn/

On y voit une répartition de l'énergie très linéaire hors axe, au prix d'une compensation dans l'axe par égalisation.

Ainsi ce genre de pavillons permet à (aux) auditeur(s) d'écouter à distance critique un son homogène, ou sur une bande utile assez large, l'auditeur reçoit la même quantité d'énergie dans l'axe que hors axe (dépendant aussi et surtout de l'impédance acoustique des murs).

Les enceintes de type TAD TSM2 / Rey Audio ont été les moniteurs de studio qui ont un peu fixés les règles, avec un pavillon relativement CD de 700Hz jusque 15kHz à l'aide d'un seul pavillon (usant de secteurs de gorge) pour maintenir la directivité constante jusque haut en fréquence et des centres acoustiques très proche pour une écoute "point source" en relative proximité.

On regarde donc le raccord en directivité avec le Woofer pour que le raccord pavillon / HP à radiation directe soit parfait en H mais aussi sur la réponse en puissance globale.

A noter qu'en montant ce type d'enceintes dans le mur (InWall), le rayonnement du woofer dans les basses fréquences ne peut excéder 180°, solution utilisée majoritairement en studio et dans les cinémas (et cinéma privés)

Au delà de 5 à 7m de distance, la distance entre centres acoustiques peut augmenter et si on a de la place, on peut contrôler la directivité plus bas en fréquence, mais la taille de la bouche du pavillon doit être conséquente pour encore contrôler jusque 100Hz, (1m2).
En dessous, ce sont les murs qui définissent les limites du rayonnement des basses fréquences.

Pour rappel, 1kHz mesure 34cm, 100Hz mesure 3,4m et 10Hz , 34m

La supériorité supposée du pavillon sur sa réponse impultionnelle n'est pas un sujet comparée à la radiation directe.

Le gain en rendement n'est pas non plus le sujet puisque en radiation directe, il suffit d'augmenter le nombre de HP et la puissance d'amplis pour faire le SPL "cible" avec une disto maitrisée.

Les pavillons géants étaient utiles avant guerre car les technologies de l'époque ne permettaient pas faire d'amplificateurs de fortes puissances, le pavillon était donc un amplificateur acoustique !!

L'exemple extrème de l'utilisation de plusieurs pavillons se voit sur une installation très spécialisée par exemple chez Thxrd ou 4 pavillons sont en action par voies, la directivité est maintenue très bas, mais la distance d'écoute varie entre 8 et 12m et malgré tout, les centres acoustiques de la zone très sensible à l'oreille, sont proches.

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Re-Bonjour,

Précisions par rapport à mon message précédent, lorsque j'évoque le principe, compression + pavillon pour les 4 à 5 octaves du bas, il ne s'agit pas de compression dans le sens commercial du terme: compression 1" ou 1,4" mais du principe qui peut-être constitué d'un woofer à cône et d'un système permettant d'augmenter la pression en sortie du haut-parleur ( fenêtre plus étroite que la surface de la membrane ... )
À vouloir faire court et synthétique j'ai généré de possibles des contre-sens. Mille excuses.
Pascal

C'était bien compris.

Le principe de la compression vaut aussi dans des fréquences plus basses, avec des HP traditionnels spécialisés de fort rendement HP très amortis à fort BL, avec ou sans pièce de phase)

Le principe reste inchangé, peu importe le type de HP / moteur de compression, le gain et but recherché est la seule directivité.

Re-Re,

Merci, Indien pour votre réponse qui est arrivée le temps que j'écrive mon petit rectificatif. Effectivement si la réponse impulsionnelle n'est pas meilleure il semble plus judicieux de faire simple et se contenter d'un petit caisson avec un HP en radiation directe.
Encore merci pour votre message.
Pascal

Il est a noter qu'à l'époque des concerts dans les années 60 jusque 1990, les amplis limités en puissance contraignaient les sonorisateurs à l'emplois de pavillons pour un net gain de place (amplificateurs acoustiques)

D'énormes chateaux d'enceintes trônaient de part et d'autre de la scènes, avec des SPL très dangeureux pour les auditeurs à proximité )

Aujourd'hui, avec des amplificateurs de 20kW, il n'y a pas de pavillons, la directivité est gérée par un montage de HP qui par créations de "lobes" suivant le principe de la WST, permettent de linéariser la puissance et la directivité sur la zone du public à couvrir

RL12T15 a écrit : ↑15 sept. 2025, 15:05 Merci, Indien pour votre réponse qui est arrivée le temps que j'écrive mon petit rectificatif. Effectivement si la réponse impulsionnelle n'est pas meilleure il semble plus judicieux de faire simple et se contenter d'un petit caisson avec un HP en radiation directe.
Encore merci pour votre message.
Pascal

Le choix du pavillon est quand même préférable sur la radiation directe pour la précision de la gestion de la directivité, c'est très difficile voir impossible en radiation directe de conserver une directivité très constante large bande, à minima, un petit pavillon reste utilisé sur le tweeter.

Surtout de qui compte, c'est de ne pas arroser trop large pour viser l'écoute à distance critique, 90° voir moins est idéal.

Ensuite le maintient de la directivité bas en fréquence dépends de la taille du pavillon, donc... de la taille de l'enceinte... et surtout de son montage dans un mur ou non

Bonjour Pascal,

Votre question est d'importance et concerne un sujet complexe. Il importe donc de donner une réponse détaillée.

Si vous vous intéressez aux pavillons, je vous invite à lire cet article de  Bjørn Kolbrek Why Horn ? 

Bjørn Kolbrek est un spécialiste des pavillons. Il a écrit avec Thomas Dunker une somme monumentale sur les pavillons : High Quality Horn Loudspeaker Systems 2019: History, Theory and Design . Ce livre est malheureusement épuisé.

J'ai de mon côté écrit un post sur ce forum pour expliquer en quoi un haut-parleur à pavillon diffère radicalement d'un haut-parleur à radiation directe : HP à radiation directe versus pavillon

En réalité, un haut-parleur à radiation directe est un non-sens physique. En effet, l'impédance de la membrane n'est pas du tout adaptée à celle de l'air, ce qui procure un très mauvais rendement, autour de 2%. 

Pour faire une analogie avec le cyclisme, c'est comme si vous vouliez monter un col avec un grand braquet ou descendre une pente avec un petit braquet. Dans le premier cas, vous forcez comme un malade, dans le second, vous pédalez dans le vide.

De plus (je l'explique dans mon post), la zone de fonctionnement d'un HP à radiation directe est sous le contrôle de la masse alors que la zone de contrôle d'un pavillon est résistive. Il en résulte des mouvements de la membrane plus important et plus dépendant de la fréquence pour un haut-parleur à cône que pour un haut-parleur à pavillon.

Un haut-parleur à pavillon surclasse tous les autres transducteurs sur quasiment tous les paramètres : bande passante, distorsion, réponse impulsionnelle et directivité.

Pour s'en convaincre, on peut prendre un exemple (parmi d'autres), celui desmesures de la compression Axi2050 avec le pavillon Seos30
La bande passante s'étend de 400 hz à 18 khz avec une très faible distorsion pour une sensibilité de 105 dB. Aucun haut-parleur à cône ne peut rivaliser.

A la question : le principe de compression plus pavillon est-il aussi bénéfique pour les graves que pour les fréquences les plus hautes ? la réponse est oui.

Mais, il convient de préciser deux points (dont un que vous avez vous-même soulevé) : Plus on descend bas en fréquence :

• plus l'avantage de directivité du pavillon devient insignifiante
• plus la taille du pavillon augmente.

Il convient de préciser que la directivité augmente bien en basses fréquences plus votre pavillon est important. Si on prend, par exemple, le pavillon que j'ai calculé dans le post que j'ai donné en référence, le DI (directivité index) est de 10 à 40 hz ! Cependant, vous n'en profitez pas, car vous n'avez pas le recul nécessaire : votre point d'écoute est en réalité dans le pavillon !

Concernant la taille, la règle employée est que la circonférence de la bouche soit égale à la longueur d'onde de la fréquence de coupure basse du pavillon. Dans le cas d'une bouche carrée, voici les surfaces que l'on obtient en fonction de la fréquence de coupure :


On constate qu'on peut raisonnablement atteindre les 80 Hz. Que pour 40 Hz, ça commence à être encombrant et que les 20 Hz ou 10 Hz sont plutôt hors de portée.

En pratique, on peut utiliser des surfaces de bouche un peu plus petites, car les murs de la salle prolonge l'expansion, notamment si des montages côte à côte sont utilisés. 

La solution la plus souvent employée dans les système HG est donc full pavillon au-dessus de 60 - 80 Hz et des subs en dessous.

Pour les subs, on utilise des haut-parleurs sous-amorti qui permettent de descendre bas en fréquence. Mais la réponse impulsionnelle de ces haut-parleur est très mauvaise !J'ai écrit un post à ce sujet que vous trouverez ici Le Haut parleur; dynamique et transitoire

Si l'on compare, par exemple, un sub avec le pavillon de mon premier post, il n'y a pas photo : le sub aura une bande passante limitée à deux octaves, une réponse impulsionnelle médiocre. Le pavillon passera cinq octaves, avec une sensibilité de 108 dB et une excellente réponse impulsionnelle.

Donc, pour résumer : oui, c'est essentiellement l'encombrement qui limite l'utilisation des pavillons dans le grave, d'autant qu'on ne profite pas d'une de leurs caractéristiques principale qui est la gestion de la directivité.

Cordialement
Jean
 

70/80 est raisonnable .. en effet pour le coté taille ..
En se souvenant comme expliqué que en salle réelle domestique , il y aura continuation du pavillon par les murs
pas parfait évidemment , mais ça permettra au pavillon qui sera limitė à 80 en 2 pi pur ( dehors au sol ) de descendre nettement plus bas ..

Pour la réponse impulse .. hum oui … et et non ….avec un HP vraiment destiné à la bande sub , sa réponse d’usage sera limitée entre 15 et 50 / 60 hz .et si ses Ts et sa charge sont adaptés pour cela , son amortissement le sera aussi ..mais pour certains si on les utilisent plus haut en effet l’amortissement sera mauvais ( pas tous ..)
F
Ç.est la raison pour laquelle de nos jours dans 100 % des cas on divise la bande «grave » en 2 a peu près dans toutes les applications ( studio / concert/ cinéma / HC ect ) ou la demande en extreme grave est importante
Le «  sub » en dessous de 50/60 hz ou l’on fera pour les raisons décrites par Jean de la radiation directe ( because gigantisme en pavillon si on veut descendre à 20 hz ou moins ) .
Et le «  grave » ou là le ratio encombrement / performances générales’du pavillon sera bien meilleur ( avec l’usage d’un HP bien adapté )

Sur le reste de la bande .. , la question ne se discute pas ..

Monsieur Fourcade, je vous remercie d’avoir pris le temps de développer les arguments relatifs à mon questionnement et surtout de l’avoir fait dans un langage abordable ( si ce n’est que je ne devine pas l’acronyme “HG“ dans « les systèmes HG » ).

J’ai suivi votre conseil et votre lien amenant à l’article de monsieur Bjørn Kolbrek et je dois avouer que la traduction par Google m’a particulièrement amusé en plus de m’instruire :



Le tapis est la masse totale en mouvement.

Le rat est la perte totale du pilote, y compris la résistance de la bobine acoustique et les pertes par frottement.

Le chat est en suspension et en conformité avec la boîte.

Pour le chat je pense que ce doit être celui de Schrödinger…

Merci également à vous THXRD pour vos éclairages et vos retours d’expériences.

Bonjour,

Ah oui, le terme HG n'était pas limpide ; il se réfère à Haut de Gamme, High End en anglais et veut signifier des systèmes sans compromis. 

La HIFI a ceci de remarquable qu'une très bonne qualité de retranscription peut être obtenue avec bien des systèmes différents.

Mais, de plus, on a tendance à sous-estimer les biais cognitifs qui résultent du choix d'une technologie particulière.  Certains, par exemple, ne jurent que par des HP électrostatiques et dénigreront les pavillons. Cela jouera un rôle inconscient dans l'appréciation des qualités d'un système. Je ne parle même pas de ceux qui construisent leurs enceintes et du biais sur l'écoute qui en résulte. Ne dit-on pas que la meilleure enceinte du monde est celle que l'on a construite ?

Cependant, objectivement, les pavillons ont quand même des avantages indéniables, le premier étant, comme l'a rappelé Jean-Marc, le contrôle de la directivité.

Il y a un point au sujet des pavillons que l'on peut ajouter et qui concerne l'élongation de la membrane. L'élongation de la membrane est liée à la surface du transducteur. Il y a une grande différence sur ce point entre un haut-parleur à cône en radiation directe et un haut-parleur à pavillon.

L'élongation d'un HP à radiation directe est donnée par la formule ci-dessous :


On voit apparaître la vitesse du son (C) la densité (ρ), la puissance acoustique totale rayonnée (Pas en W) , la surface de la membrane (Sd) et la pulsation (ω).

On constate (on en a parlé récemment) que l'élongation est inversement proportionnelle au carré de la fréquence.  Notons que cette expression ne fait apparaitre ni le facteur de force (BL) ni la masse de la membrane (Mms). L'élongation pour une puissance donnée est donc indépendante du rendement du HP. Les haut-parleurs avec un haut rendement n'ont donc ici aucun avantage.

Dans le cas d'un HP à pavillon, cette expression devient :



On voit qu'un paramètre supplémentaire intervient, qui est la surface de la gorge (Sg). Notons que le déplacement de la membrane ne varie proportionnellement qu'avec l'inverse de la fréquence et non son carré.

On voit le rôle fondamental que joue la surface de la gorge. Plus la surface de gorge est petite, plus l'élongation à même puissance est faible. 

On peut calculer le rapport entre ces deux quantités (exprimé avec la fréquence f et non la pulsation) :


On peut alors calculer pour une surface de gorge donnée que vaut ce rapport à une fréquence donnée.

Prenons l'exemple de la TAD 2001. La surface de la membrane est de 18 cm2 et la surface de la gorge 2.26 cm2.  Calculons la fréquence pour laquelle le rapport précédent vaut 1. On obtient environ 9000 hz. Cela signifie que deux HP de même surface de membrane (18 cm2) l'un en radiation directe et l'autre monté dans un pavillon, auront la même élongation. 

Mais, qu'en est-il à 800 hz ? Le rapport vaut 0.0876 ce qui signifie que l'élongation de la membrane du haut-parleur dans le pavillon sera 11 fois plus faible que celle du HP rayonnant directement.

Cet avantage est également valable dans le grave. Prenons le cas d'un HP à pavillon de grave avec un 15" destiné à transmettre la bande 60 - 350 hz avec une surface de gorge de 420 cm2. Le rapport à 60 hz est du même ordre de grandeur : 0.0896. 

Les expressions ci-dessus montrent que pour faire du grave (faible pulsation), il faut, à même puissance acoustique, une surface Sd importante. Mais, avec une petite surface, on peut en théorie toujours faire du grave si on augmente l'élongation. 

Le pavillon avec ses très faibles débattements de membrane fonctionne donc en théorie dans une plage bien plus linéaire qu'un HP à cône et est donc supérieur.

Mais, les progrès technologiques réalisés ces 20 dernières années sur les matériaux permettent de concevoir des HP avec de fortes élongations et avec une très bonne distorsion. 

Cependant, il ne faut pas se leurrer, d'autres phénomènes entrent en jeu. À même distorsion, il est quand même préférable d'avoir des surfaces importantes dans le grave. On l'obtient en multipliant les HP ou avec des pavillons.

Cdl
Jean