Brevet FR2379964A1 — publié le 19780901

L'invention concerne les enceintes sonores, comprenant un organe de reproduction des sons, en général un haut-parleur. A l'heure actuelle, les enceintes de reproduction sonore utilisées dans les chaines à haute fidélité sont en général constituées par des caisses er bois ou autre matériau portant des haut-parleurs, garnies interieurement d'un absorbant ou d'un système amortissant les sons, prévu pour tenter de transformer la caisse en chambre sourde. En-fait, de telles enceintes déforment les sons émis par la membrane des haut-parleurs. L'invention vise à fournir une enceinte de reproduction sonore ne pressentant pas les inconvénients ci-dessus mentionnes et, pour cela, utilisant la réverbération acoustique. Dans ce but, l'invention propose une enceinte de reproduction sonore comprenant une caisse et un organe, porté par la caisse, de production de sons dans un domaine de fréquences audibles, caractérisée en ce que la caisse, formant chambre de réverbération accordée, présente une paroi latérale munie d'une ouverture fermée par l'organe de production de sons et est en matériau dur réfléchissant les sons dans ledit domaine de fréquences. Rappelons que le son perçu, lorsque joue un instrument à cordes par exemple, n'est pas le seul son produit par la corde excitée mais la somme ou accord de ce son avec celui renvoyé par la caisse de résonance, cette réverbération s'effectuant avec un infime décalage de temps. Il en est de même pour un instrument h vent oU le pavillon entre en vibration à la sortie du son propre produit par le passage de l'air dans l'embouchure. Cet accord ou somme du son émis avec un son issu de la même source, mais décale très légèrement par rapport au son principal par réverbération, donne l'effet appelé timbre de 1' instrument. L'invention, se rapprochant du principe de fonctionnement des instruments de musique que nous venons de rappeler, utilise donc une démarche que l'on peut considérer comme radicalement oppose à celle utilisée dans la construction des enceintes classiques. Dans ces dernières, on amortit l'onde en opposition de phase émise par la face arrière de la membrane du haut-parleur en tentant de transformer l'lntérieur de l'enceinte en chambre sourde. Or, l'amortissement de cette onde arrière n'est en pra tique jamais complètement réalisé et perturbe l'audition. Au contraire, l'invention utilise une caisse très réverbérante mais accordée, c'est-à-dire de géométrie choisie pour ramener l'onde émise par l'arrière de la membrane avec un décalage tem- - porel faible, que l'on peut comparer à celui qui donne le timbre des instruments de musique en général. La caisse peut présenter des formes très diverses. Une solution simple consiste à la constituer d'une seule pièce ayant une paroi latérale approximativement cylindrique, à section droite circulaire elliptique ou autre, munie d'un fond constitué par une calotte convexe ou plane, à facettes, etc. Une telle enceinte constitue un compromis entre les possiblités d'accord et le prix de revient. Une solution plus satisfaisante du point de vue des performances, mais plus difficile à-réaliser, consiste à donner à la caisse une forme présentant un ou des rétreints circonférentiels qui délimitent dans la caisse des cavités de réverbération distinctes et pouvant correspondre à des fréquences dans une gamme étendue, pouvant atteindre trois octaves et demi. Parmi les matériaux utilisables pour constituer la caisse, les plus intéressants semblent être le plomb et ses alliages. Toutefois, on peut utiliser d'autres matériaux durs très divers, ayant la propriété commune de réfléchir les sons dans le domaine de fréquence intéressant. On peut citer le carton patte comprimé, les matikres plastiques renforcées de fibre de verre, le staff, divers liants hydrauliques, tels que le plâtre additionné d'additifs de durcissement, etc. qui ont un pouvoir réflecteur élevé. Tous ces matériaux permettent d'obtenir, par moulage, les formes à rétreints mentionnées plus haut. On choisira l'épaisseur de la paroi de la caisse, d'une part, en fonction des contraintes mécaniques qu'elle a à supporter, surtout lorsqu'elle doit être montée en porte-àfaux, d'autre part, en fonction de la puissance acoustique de l'organe de production de sons. Dans la pratique, lorsqu'on utilise le plomb, on ne descendra pas au-dessous d'une épaisseur de 0,5 mm. Pour des puissances acoustiques élevées et des enceintes de grandes dimensions, on peut être amené à adopter une épaisseur allant jusqu'd 5 mm et même davantage. L'organe de reproduction de sons sera en général constitué par un haut-parleur monté dans l'ouverture de la caisse. Plusieurs caisses correspondant à des domaines de fréquences audibles différentes (aigu, médium et grave, par exemple) peuvent être montées sur un meme habillage qui n'a qu'un rôle esthétique et de protection, vinais n'a plus le rôle acoustique des enceintes en bois de grandes dimensions des dispositifs antérieurs. Pour améliorer encore les résultats obtenus, notamment en facilitant l'accord, il sera souvent avantageux de relier des zones opposées de la paroi de la caisse par des fils. Ces fils (ce terme devant être interprété dans un sens large et comme couvrant également des tiges ou bandes minces ou des cordons) peuvent n'avoir qu'une tension très faible car ils n'ont pas pour rôle d'empêcher (comme les tendeurs antérieurement utilisés) la vibration de parois épaisses, mais seulement celui de briser la résonance de la masse d'air contenue dans la caisse et d'atténuer les échos. Ces fils peuvent être en matériau polyamide ou polyester ou en métal et avoir un faible diamètre (de l'ordre du millimètre par exemple). Les dimensions de la caisse et de ses cavités sont choisies en fonction de la gamme de fréquences reproduites par le haut-parleur. Pour dessiner la caisse, on peut commencer par la prévoir de façon à ce que ses dimensions correspondent approximativement à la longueur d'onde de sous-multiples des fréquences d'accords recherchés. Plus généralement, on choisira la forme de la caisse pour que la membrane et les sources de réverbération, en particulier le fond de la caisse et les rétreints éventuels, coopèrent pour reproduire de façon fidèle le timbre original des instruments. Ce résultat est atteint-grâce au léger décalage qui intervient entre l'onde sonore directe produite par la membrane et l'onde réverbérée. Une surface réverbérante très rapprochée de la membrane favorise les aigus. Une surface un peu plus éloignée renforce les basses. Mais, au contraire, une surface réverbérante très éloignée de la membrane ne donne aucun résultat favorable. Dans le cas d'une caisse présentant une paroi latérale de forme approximativement cylindrique fermée par un culot, on arrivera à la forme recherchée par des modifications de longueur, de diamètre ou des dimensions transversales (dans le cas d'une caisse dont la section n'est pas circulaire). Dans le cas d'une caisse comprenant des rétreints ou des renflements permettant de fractionner la caisse en cavités accordées sur des longueurs d'ondes différentes, on peut Jouer sur leur emplacement et leur importance. On peut mdme prévoir un réglage de la distance entre la membrane et une ou plusieurs surfaces réverbérantes afin de favoriser- certaines fréquences.En utilisant des formes qui restent aisément realisables, notamment par moulage, on peut obtenir une restitution très satisfaisante dans un domaine de fréquences atteignant trois octaves et demi, comme indiqué plus haut. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère au dessin qui l'accompagne dans lequel : - la figure 1 montre schématiquement deux enceintes munies d'un habillage commun et munies chacune d'un haut-parleur, - les figures 2, 3 et 4 montrent des enceintes constituant des variantes de celles illustrées en figure 1. La chambre de réverbération accordée 10 de la figure 1 est constituée par une caisse et un haut-parleur 11 fixé à la caisse. La-caisse est en une seule pièce, en plomb ou en alliage de plomb. Elle peut etre regardée comme comportant une paroi latérale 12 de forme cylindrique, à section droite circulaire dont une extrémité munie d'une-bride 13 est ouverte et dont l'autre extrémité est fermée par une calotte convexe 14 (cette dernière forme n'étant pas la seule possible). La simplicité de sa constitution rend une telle enceinte particulièrement économique, bien qu'elle permette déjà d'obtenir des résultats satisfaisants. Dans le mode de réalisation illustré, cette calotte est hémisphérique.Le cône du haut-parleur il comporte un rebord 16 dont le diamètre est à peu près égal à celui de la bride 13, fixé à cette bride. Un fil 15 (fil de nylon de lmm de diamètre par exemple) est légèrement tendu entre des points opposés de la paroi latérale. Des fils supplémentaires peuvent être placés dans d'autres orientations. Ces fils peuvent être montés entre des crochets fixés à la caisse. Ils n'ont pas pour fonction d'empêcher la caisse de vibrer ou de la rigidifier, mais seulement de briser et d'atténuer les résonances de la masse d'air contenue dans la caisse et d'atténuer les échos. La caisse 10 représentée en figure 1 est présentée dans un habillage 17 dont la face frontale présente des trous autour desquels est fixé le haut-parleur 11, par exemple au moyen de boulons non représentés, traversant la paroi frontale. Cet habillage 17, en bois ou en matériau expansé par exemple, n'a qu'un rôle de protection, de support et de décoration. Il n'a donc aucun rôle acoustique, de sorte qu'on dispose d'une large latitude pour sa fabrication : il peut même être constitué par un bloc de matériau expansé, tel que du polyester dans lequel sont noyées les enceintes à l'exception du débouché du haut-parleur. L'habillage 17 montré en figure 1 porte unie seconde caisse lOa dont la constitution générale est similaire à celle de la caisse 10. Toutefois, la calotte arrière 14a n'est pas hémisphérique, mais aplatie, cette disposition pouvant être préférable dans certains cas. Le haut-parleur lla a par ailleurs un diamètre inférieur à celui de la paroi latérale 12a de l'enceinte, qui est prévue avec un rebord interne 13a, et non plus une bride externe, de façon à recevoir le rebord 16 du cane. Au lieu hêtre circulaire3 les cônes des haut-parleurs Il et lla pourraient être elliptiques, la partie cylindrique de la caisse ayant alors une forme correspondante. La caisse peut également être à section polygonale, avantageusement avec un nombre de côtés suffisant pour ne pas donner naissance à des dièdres, sources de réflexion parasite. Les caisses 10 et lOa peuvent être munies d'évents, notamment pour permettre la compression et la décompression de la membrane du haut-parleur dans l'enceinte destinée à la reproduction des graves. Cet évent peut être constitué par un tube 19 glissé dans l'axe de la chambre par un trou ménagé dans la calotte 14, réglable en profondeur pour pouvoir l'amener dans la position optimale, pour laquelle il débouche à proximité du centre de la chambre. L'évent peut également être constitué par un tronçon d'un tube coudé 20 de quelques centimètres de diamètre, traversant la paroi latérale de la chambre. Les caisses illustrées en figure 1 ont une paroi latérale cylindrique, éventuellement de révolution. D'autres formes peuvent être adoptées, par exemple celles illustrées en figures 2, 3 et 4. Sur les figures 2 et 3, les hautparleurs îîb et llc sont fixés sur les caisses des enceintes lOb et îOc comme dans le cas de la figure 1. On retrouve des fils 15b et 15c destinés à briser les résonances de la masse d'air. La longueur 1 de la caisse est choisie suivant le domaine de fréquence à reproduire par le haut-parleur et le diamètre de celui-ci. Le rétreint (dans le cas de la figure 2) ou chaque rétreint (dans le cas de la figure 3) délimite une cavité résonante ayant une fréquence propre, les diverses fréquences étant choisies différentes de façon a obtenir une réverbération favorable dans une gamme étendue de fréquences. Dans le mode de réalisation illustré en figure 4, le cône du haut-parleur 11d est fixé sur la caisse de l'enceinte îOd comme le haut-parleur lIa. La longueur 1' est choisie en tenant compte du domaine à reproduire par le haut-parleur lld. Un anneau 21 peut être déplacé sur le rétreint, de forme cylindrique, pour effectuer un réglage. REVENDICATIONS 1. Enceinte de reproduction sonore comprenant une caisse et un organe, porté par la caisse, de production de sons dans un domaine de fréquences audibles, caractérisée en ce que la caisse, formant chambre de réverbération accordée, présente une paroi latérale munie d'une ouverture fermée par l'organe de production de sons et est en matériau dur réfléchissant les sons dans ledit domaine de fréquence. 2. Enceinte suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi de la caisse est entièrement en plomb ou en alliage de plomb. 3. Enceinte suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi de la caisse est en carton pâte comprimé, en matière plastique renforcée ou en staff, ou autres matériaux, réfléchissant plus ou moins les sons. 4. Enceinte suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que la paroi latérale de la caisse est de forme cylindrique ou approximativement cylindrique notamment de section droite elliptique ou polygonale. 5. Enceinte suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la partie de la paroi de la caisse opposée à l'ouverture est fermée par une surface convexe ou plane ou concave ou à facettes. 6. Enceinte suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'organe de reproduction porté par la caisse est constitué par la membrane d'un haut-parleur fixé dans l'ouverture de la caisse. 7. Enceinte suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la paroi latérale de la caisse comprend un ou plusieurs rétreints cireonférentiels, formant plusieurs cavités ovoIdes. 8. Enceinte suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la distance entre les deux cavités de résonance est réglable. 9. Enceinte suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un ou des fils reliant des zones opposées de la paroi de la caisse.