Brevet FR2134273A1 — publié le 19721208

La La présente invention est relative à un appareil è'metteur ou enceinte acoustique. Bulle concerne plus particulièrement, quoique non exclusivement, une enceinte acoustique destinée à équiper une installation stéréophonique. On sait qu'un haut-parleur ou analogue comporte une membrane qui separe l'espace en deux zones à savoir - une zone située en avant du haut-parleur et où se de vu loppent des ondes aooustiques frontales une zone située en arrière de la membrane et où se deviez loppent des ondes arrière. Par ces mouvements, la membrane crée des ondes sonores par pression dans l'une des zones (par exemple dans la zone frontale) et par dépression dans l'autre (par. exemple dans la zone arrière). Ces deux types d'ondes creant la même impression physiologiquet ont un caractère opposé : elles sont en opposition de phase. Dans la monophonie, l'oreille ou mieux, les oreilles n'utilisant pas l'information contenue dans la phase, l'auditeur (auditoire) est indifférent à la phase des ondes reçues. La stéréophonie utilisant deux reproducteurs sonores a pour but la création dtun relief sonore identique à l'impresw sion qu'aurait un auditeur assistant à ltenregistrementO Il est donc nécessaire de reproduire des ondes sonores en respec- tant aussi, en plus de leur caractère arnplitudefre'quence, leur phase. Le non-respect de leur phase peut non seulement déformer le son par leur composition le long du trajet, mais aussi détruire l'information offerte à l'auditeur sur la direction de la source. On voit donc la nécessité, pour la stéréophonie, de faire la reproduction des ondes sonores en respectant leur phase d'origine. La pro sente invention a pour but de faciliter la propagaf tion en phase des ondes (frontales) et da leur conférer le profil désire, proche d'un profil sphérique Pour cela, ltinvenw tion propose d'absorber les ondes arrière pour supprimer leur influence. Par ailleurs, on sait que la perception du son est efface tuée chez l'homme par l'intermédiaire de deux collecteurs d'ondes sonores : les oreilles. On admet que la distance moyenne des collecteurs est de 17 cm et leur inclinaison de 1200 par rapport à la source sonore. Si la reproduction pouvait assurer d'une façon très nette une diffusion dirigée de telle façon que les oreilles des auditeurs collectent les ondes sonores sous un angle de 1200, l'inw formation de direction contenue dans la -composition des'ondes sonores de la stérécphonie permettrait à ces auditeurs d'en localiser la source, Ainsi, le relief honore cherché dans l'audition stéréophonique est plus aisément réalisé que par une diffusion meme en phase, mais non directive, de ces ondes lors de la reproduction0 L'enceinte acoustique selon l'invention réalise les exi gences de diffusion des ondes sonores en direction et en phase, avec la transformation des ondes planes des reproducteurs en ondes sphériques comme à l'origine0 Un émetteur acoustique selon l'invention comprend au moins un haut-parleur et il est caractérisé en ce que la zone arrière de ce haut-parleur est constituée par une cavité contenant des moyens absorbant l'énergie acoustique. Suivant une première variante de réalisation possible, l'appareil comprend deux hautwparleurs à savoir un haut-parleur principal et un tweeter le haut-parleur principal-étant disposé transversalement à ltintérieur d'une caisse rigide qui se trouve ainsi divisée en deux chambres, la chambre arrière étant partiellement reiuplie par exemple avec de la fibre de papier haché, alors que la chambre avant est tapissée intérieurement d'un matériau cellulaire à caractéristiques amortissantes, cette chambre avant stouvrant à l'opposé du-haut-parleur principal, sur un déflecteur plan à orientation oblique qui est percé d'un trou central derrière lequel est fixé le tweeter qui se trouve ainsi sur la face opposée à la deflexionv En pratique, l'ensemble de la caisse est préférablement réalisé en bois, tandis que la chambre avant est habillée intérieurement par un tube en polystyrène expansé. Le déflecteur est incliné par exemple à 45 si bien que les ondes sonores perçues par les auditeurs sont envoyées suivant une direction qui coïncide avec l'axe du tweeter et qui est par conséquent différente de la direction définie par l'axe du haut-parleur principal. Par exemple, l'angle de ces deux directions peut entre égal à 90 .Cette caractéristique est particulièrement intéressante pour la sonorisation de certains locaux, car elle permet a' l'architecte d'incorporer commodénient l'ensemble de enceinte acoustique émettrice dans des murs ou dans des pla- fonds. De toute façon, on a intérêt à utiliser comme moyens absorbants une masse de fibres ayant une section transversale aplatie, cfest-à-dire que ces fibres ont la forme de petites lanières plates, constituées par exemple par du papier haché, du frison de bois défibré, ou de petites lanières de matière plastique déohiquetée. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invenZ tion. Fig. 1 est une vue latérale avec coupe partielle d'un premier mode de réalisation possible selon l'invention. Fig. 2 en est une vue en perspective. Fig. 3 est une vue agrandie dtune des fibres ou lanières de la masse absorbante. Fig. 4 est une vue schématique en plan montrant ltimplane tation dans une pièce d'habitation, dune installation stéréo phonique groupant deux enceintes sonores selon l'invention. Fig. 5 est une coupe suivant V~V (fig. 4). L'enceinte acoustique illustrée sur les dessins comprend une caisse extérieure 1 en bois, de forme parallélépipédique, portant à une extrémité, une ouverture latérale 2. A ltintérieur de la caisse 1 sont logés : un un haut-parleur principal 3 placé derrière l'ouverture d'une cloison transversale 4 - une enveloppe 5 en tissu ou en mousse de matière plasti- que, disposée autour de la face arrière du hautwparleur 3 - une chambre arrière 6 définie entre la face arrière du haut-parleur 3 et le fond de la caisse 1 I une cloison poreuse en filet mince 7 montée dans un cadre métallique, pour diviser la chambre arrière 6 en deux comw partiments - un remplissage en fibre de papier haché 8 disposé dans le compartiment du fond de la chambre 6, ctest-àZdire derrière le filet 7 ; - une gaine tubulaire en matière plastique expansée à structure cellulaire 9 disposée en avant de la cloison 4, pour tapisser les parois intérieures de la caisse 1 un déflecteur plan 10 monté obliquement suivant une orientation réglable, à l'intérieur de la caisse 1 derrière l'ouverture 2, pour réfléchir les ondes C=iB4F émises depuis l'inté- rieur du tube 9 - un haut-parleur secondaire de faible puissance ou tweeter ll monté derrière le déflecteur 10, face à un trou central 12 de celui-ci. La matière dru tube alvéolaire 9 peut-etre notamment du polystyrène expansé. De même, le déflecteur 10 peut être cons titube par du polystyrène expansé- ou bien en astre tapissé. Le volume délimité par le tube 9 est à peu près la moitié du volume intérieur total de la caisse 1. La valeur exacte de ce volume est rélc'e en fonction des caractéristiques particu- hère de montage en place de l'appareil. Le remplissage 8 en fibre de papier haché permet d'intégrer toute variation de pression en n'offrant pas- une grande résis- tance frontale à la pénétration de la pression de l'air. La réflexion due à l'absorption est en définitive pratiquement inexistante. Le fonctionnement est le suivant Les mouvements de la membrane du haut-parleur 3 créent des ondes planes de pression. Le ondes sonores -naturelles tant en général presque toutes sphériques, il faut donc pour que la reproduction soit filet transformer les ondes planes en ondes sphériques, Si l'on suppose qutun régime laminaire est établi pour la propagation de la pression dans le tube 9, la surface plane de la couche d'air pressée par la membrane du haut- parleur 3 présente à la sortie du tube 9 une surface paraboli- que.Cette surface peut être considérée comme un front d'ondes sonores- Le déflecteur plan 10, en polystyrène expansé, incliné à 45 par rapport à l'axe du tube 9 change la direction de propa- gation du front d'ondes tout en conservant sa forme parabolique. Le trou ovale 12 pratiqué dans le centre du déflecteur 10 efface la pointe de la parabole et l'intégration du front de pression le long du trajet donne à une distance définie, un front d'ondes sphériques. Le déflecteur 10 est orientable et il offre la pos-sibilitd de diriger le faisceau d'ondes. Le tweeter 11 fournit l'information sur la direction de la source. On a représenté sur la fig. 3 deux des lanières souples 23 et 24 dont l'enchevêtrement constitue la masse absorbante 8 . En particulier, il est important de remarquer que chaque lanière a une section transversale très aplatie (et non pas presque circulaire). I1 peut s'agir de fibres ou lanières en papier haché, ou en feuilles de matière plastique déchiquetées. On a représenté sur les fig. 4 et 5 un mode d'implantation possible d'une installation stéréophonique utilisant deux émets teurs acoustiques du genre dc la fig6 1. On voit que les ondes réfléchies par les dêflecteurs 10 convergent vers les sièges 18 des auditeurs (flèches 19 et 20) tandis que les caisses 1 sont logées dans le plafond 21 de la pièce 6 La structure génie rale de l'appareil permet de loger chaque caisse 1 horizontalew ment, seul le déflecteur 10 étant dirigé vers le bas à travers une unique ouverture 22 pratique dans le plafond 21. On voit que, dans tous les cas, un émetteur acoustique selon l'invention assure simultanément trois fonctions princi- pales à savoir absorption des ondes arrière - transformation des ondes planes en ondes sphériques dé déflexion des ondes avec correction REVENDICATIONS 1" Enceinte acoustique, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux hautwparleurs à savoir un haut parleur principal et un tweeter, le haut-parleur principal étant disposé transi versalement à l'intérieur d'une caisse rigide qui se trouve ainsi divisée en deux chambres, la chambre arrière étant par- tiellement remplie avec des moyens absorbant l'énergie acousz tique, alors que la chambre avant est tapissée intérieurement d2un matériau à structure cellulaire, cette chambre avant s'ouvrant à l'opposé du haut-parleur principal, sur un dbBlecZ teur plan à orientation oblique qui est percé d'un trou central derrière lequel est fixé le tweeter qui se trouve ainsi sur la face opposée à la réflexion. 2- Enceinte acoustique suivant la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens absorbants sont constitués par une masse de petites lanières ou lamelles enchevetrées. 3- Enceinte acoustique suivant les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la masse absorbante est constituée par du papier hâché. 4 Enceinte acoustique suivant l'une quelconque des revenu dications précédentes caractérisé en ce que la caisse est en bois. 5- Enceinte acoustique suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la chambre avant est habillé intérieurement par un tube en polystyrène expansé. 6c Enceinte acoustique suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la face réfléchis sante du déflecteur plan est en un matériau cellulaire tel que le polystyrène expansé. 7^ Enceinte acoustique suivant l'une quelconque des revenu dications précédentes caractérisée en ce que l'axe géométrique du haut-parleur principal et l'axe géométrique du haut-parleur secondaire ou tweeter sont sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre. 8 Enceinte acoustique suivant l'une quelconque des revenu dications précédentes, caractérisée en ce qu'elle émet deux fronts d'ondes coaxiaux, à savoir : un premier front arondes provenant du haut-parleur principal, parvenues souks forme sensiblement parabolique à la sortie de la chambre avant, réfléchies par le déflecteur dont l'orifice central efface le sommet des paraboles, puis enfin propagées vers ltauditoirfl sous forme sensiblement sphérique ; et un second front d'ondes émises par le tweeter d'où elles se propagent directement à travers l'orifice central du déflecteur, en se superposant coaxialement aux ondes sphériques du premier front.