Brevet FR2618284A1 — publié le 19890120

ENCEINTE ACOUSTIQUE A HAUTE DEFINITION MUSICALE. La présente invention concerne un nouveau type d'enceinte acoustique perfectionnée. De manière connue, une enceinte acoustique est destinée à restituer le son à partir de signaux électriques analogiques ou numériques.Pour ce faire, elle est fondamentalement constituée d'un élément actif, le hautparleur, comprenant notamment une membrane mobile solidaire d'un solénoïde apte à coopérer avec un aimant , et destinée à créer les variations de pression génératrices de sons, et un élément passif, l'enceinte proprement dite, constituée principalement d'un caisson réalisé en matériau rigide. La membrane du haut-parleur se déplace sous l'action combinée du champ magnétique de l'aimant et de celui créé par le courant passant dans le solénoïde. Ce déplacement est proportionnel à l'intensité du courant électrique alimentant le solénoïde. Afin de créer un son, on doit délimiter dans l'espace une zone de pression positive et une zone de pression négative pour une phase du courant électrique donnée. Sans quoi, un équilibre entre les variations de pression positives et négatives s'établit et les vibra- tions génératrices des sons sont immédiatement mélangées. Par exemple, si la membrane du haut-parleur se déplace vers l'extérieur par rapport à l'enceinte, elle crée une augmentation de pression dans le milieu ambiant et une dépression dans l'enceinte. C'est pourquoi on parle de zones de pression positive dite en phase et de zones de pression négative dite en opposition de phase. Un des rôles de l'enceinte est donc d'isoler le mieux possible les variations de pression interne et externe par rapport à ladite enceinte. Les enceintes commercialisées à ce jour permettent certes une restitution des sons, mais elles présentent des inconvénients. Tout d'abord, du fait de la mobilité complexe de la membrane et des déformations des parois de l'enceinte,il se crée des variations de pression hétérogènes au sein même de l'enceinte, qui se réfléchissent sur les parois et se répercutent ensuite sur la membrane elle-même, affectant notablement la qualité des sons émis. Pour pallier cet inconvénient, on a proposé de recouvrir avec des matériaux absorbants tels que notamment la laine de verre les parois internes de I'enceinte,afin de réduire la réflexion et l'influence des variations de pression sur les dites parois. On a ainsi montré que les enceintes les plus fidèles quant à la restitution du son, sont des enceintes réalisées en béton ou en marbre reconstitué, c'est à dire, des enceintes dont les parois ne sont idéalement plus sujettes à des vibrations, de par leur structure ou leur constitution. Toutefois, le poids considérable de telles enceintes rend leur usage domestique très difficile. De plus, de telles enceintes rendent un son plat, peu nuancé, et où tout l'aspect sensoriel de la musicalité disparait. On a également proposé des enceintes, notamment destinées à des gammes de fréquence inférieures à 500 Hz c'est-à-dire pour les sons graves, pour lesquelles on laisse échapper la pression interne au moyen d'évents ménagés dans la paroi supportant les hauts-parleurs. L'évacuation de ces surpressions internes permet de récupérer 1 'energie dissipée à l'arrière du haut-parleur et contenue dans l'enceinte après neutralisation de l'antiphase au moyen de matériaux absorbants disposés sur la paroi opposée à celle supportant les hauts-parleurs. Toutefois, le signal restitué par l'évent se trouve perturbé par les phénomènes de résonance interne de l'enceinte, qui altèrent ainsi la musicalité du son émis. La présente invention tend à pallier l'ensemble de ces inconvénients. Elle propose une enceinte acoustique perfectionnée comprenant une enceinte rigide proprement dite paraliélépipèdique , dont la face avant reçoit au moins un haut-parleur. Cette enceinte se caractérise en ce qu'au moins deux faces opposées, autres que celle comportant le haut-parleur, et de surface unitaire supérieure à celle-ci sont reliées rigidement entre elles par au moins une entretoise disposée entre le tiers et les deux tiers de l'une des dimensions des faces considérées. En d'autres termes, l'invention se caractérise en ce que l'on solidarise au moins deux parois de l'enceinte en vis-à-vis autres que celle portant le hautparleur, afin de limiter leurs déformations qui engendrent des phénomènes de résonance dans sa fréquence propre ou ses harmoniques les plus proches, du fait des variations de pression interne à l'enceinte, donc leurs vibrations. De plus, les parois concernées sont celles présentant une surface unitaire supérieure à celle supportant les hauts-parleurs, car elles subissent de ce fait les plus grandes charges aux variations de pression à l'intérieur de l'enceinte. Avantageusement, en pratique - l'entretoise est disposée à soixante deux pour cent (62 %),à dix pour cent près, de l'une des longueurs de la face considérée, ou bien à trente huit pour cent (38 %), également à dix pour cent près,si l'on part bien entendu du bord opposé de la face considérée. En effet, on a constaté que si l'entretoise est disposée à une distance comprise entre trente huit et soixante deux pour cent (à 10 % près) de la longueur de la face considérée,on obtenait des harmoniques, notamment des harmoniques de type 2 et un ensemble d'harmoniques élémentaires, ne permettant pas l'obtention de sons dénués de tout parasite.En revanche, si l'entretoise est située à moins de trente huit pour cent (38 %) ou plus de soixante deux pour cent (62 %), à dix pour cent près, de la longueur de la face considérée, on générerait des harmoniques d'ordres supérieurs d'une part, et que d'autre part une résonance proche de la résonance fondamentale des parois considérées redevient prépondérante, selon un phénomène couramment dénommé d'"échappement", c'est à dire que les vibrations sont maximisées pour une fréquence donnée, état qui dénature la qualité musicale du son - au moins deux faces opposées autres que celle comportant le haut-parleur sont reliées entre elles - on dispose d'une pluralité de possibilités de positionnements des entretoises,sur un quadrilatère dont chacun des sommets est situé à soixante deux pour cent (62 %) ou trente huit pour cent (38 %), à dix pour cent prés, de l'une des dimensions de chacun des côtés considérés - la face avant comporte également au moins un évent tubulaire dont une extrémité débouche sur la face avant et caractérisé en ce que l'autre extrémité débouche dans un plan du parallélépipède délimité par les quadrilatères de positionnement des entretoises - les dimensions de l'enceinte à proprement dire se déduisent les unes des autres à partir de relations simples, à savoir qu'en partant d'une dimension donnée L représentant la plus petite dimension de l'encein- te et si l'on appelle-k la valeur du coefficient correspondant à soixante deux pour cent (62%), à dix pour cent près, alors la deuxième dimension de l'enceinte, soit H cette dimension, se déduit suivant la relation H = t k. et la dernière dimension de l'enceinte, soit P cette dimension, se déduit suivant la relation: L'invention concerne également une enceinte acoustique à haute définition musicale comprenant une enceinte rigide proprement dite parallélépipédique dont la face antérieure reçoit au moins un haut-parleur.Cette enceinte se caractérise - en ce que chacune des deux faces opposées autres que celle comportant le haut-parleur sont reliées entre elles au moyen d'entretoises - en ce que chacune des entretoises est située à soixante deux ou trente huit pour cent (62 % ou 38 %), à dix pour cent près, de l'une des dimensions de la face considérée - en ce que les entretoises sont disposées suivant un quadrilatère dont chacun des sommets est situé à soixante deux ou trente huit pour cent (62 ou 38 %), à dix pour cent près,de l'une des dimensions de chacun des côtés considérés - en ce que les dimensions de l'enceinte se déduisent les unes des autres suivant des relations simples, à savoir que si l'on part d'une des trois dimensions L, H et P avec k coefficient correspondant à 62 %, à dix pour cent près, donc k = 0,62 H=- k - en ce que la face antérieure comporte également au moins un évent tubulaire dont une extrémité débouche sur la face antérieure et caractérisée en ce que l'autre extrémité débouche dans un plan du parallélépipède délimité par les quadrilatères de positionnement des entretoises. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, et à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une vue en perspective schématique de l'enceinte acoustique perfectionnée selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne A-A de la figure 1. De manière classique, l'enceinte acoustique selon l'invention se présente sous forme parallélépipédique. Soit L sa largeur, H sa hauteur et P sa profondeur. Cette enceinte (1) présente sur sa face antérieure (3) un haut-parleur (2). Selon l'une des caractéristiques fondamentales de l'invention, l'enceinte (1) dont les parois sont réalisées en bois , notamment en chêne , présente une ou plusieurs entretoises (5) situées à soixante deux (62 %) et à trente huit pour cent (38 %)., à dix pour cent près, de la longueur correspondant à la profondeur P. On n'observe que quatre entretoises sur la figure 1 mais il est bien entendu que l'on pourrait disposer une pluralité d'entretoises suivant chacun des plans situés à une distance de 38 et de 62 % de la profondeur P. Ces entretoises, dont la longueur est très légèrement supérieure à la distance interne séparant les parois (6) et (7), sont rendues solidaires de ces dites parois. Par exemple, elles peuvent être insérées.en force entre les dites parois, puis collées. Ainsi, par la présence de ces entretoises, on a solidarisé les faces opposées (6) et (7), de façon à annuler leurs vibrations propres dues aux variations de pression générées par la membrane du hEut-parleur (2). De plus , on a ménagé au niveau de la face antérieure (3) des évents (4) cylindriques, dont l'extrémité débouche au niveau du ou des plans contenant les entretoises (5) et parallèles à la face antérieure (3),c'està-dire au niveau où les pressions générées par la membrane du haut-parleur (2) sont maximum. En effet, du fait de la présence des entretoises, on se situe à un niveau d'amplitude de vibration minimum. Cette amplitude mirimum est couramment dénommée "noeud" dans le domaine vibratoire.Ce noeud correspond à un maximum de pression, autrement dit à un "ventre" de pression. C'est la raison pour laquelle l'extrémité des évents (4) débouche à ce niveau, de façon à évacuer un maximum de surpression. Ces évents (4) peuvent être réalisés notamment en PVC en métal, en carton, ou tout autre matériau rigide. On place également sur la face interne de la paroi opposée à la paroi portant le haut-parleur une couche absorbante en coton (10). Ainsi, après réalisation de cet agencement, un maximum de surpression peut être soit absorbé soit évacué par l'intermédiaire des évents. De plus, afin de construire une enceinte permettant de restituer une certaine profondeur de champ aux sons émis, c'est à dire, afin de ne pas génerer de sons plats d'un point de vue purement musical, on est arrivé au résultat tout à fait surprenant suivant lequel les harniques sont liées à la dimension des parois et se trouvent selectionnées selon les proportions de l'harmonie musicale : de la fondamentale, de la tierce et de la quinte, à savoir 1 , 3/2 ; 5/4, ceci étant obtenu dans les rapports l/k et 1/2k , qui sont très voisins de 3/2 et de 5/4. Ainsi, si on note k le coefficient 62 %, autrement dit, k = 0,62, et si on part d'une dimension connue, par exemple la largeur L, ainsi la hauteur H se déduit de la largeur L suivant la relation simple H=- k De même, la profondeur P se déduit de la hauteur H suivant la relation simple H c'est à dire, 2k On obtient ainsi une enceinte acoustique , permettant de restituer des sons d'une grande profondeur et d'une grande musicalité. Ceci est rendu possible notamment du fait de la présence des entretoises (5) qui annulent toutes les harmoniques de rangs inférieurs, à savoir celles de rang 2, 3 voire 4. Seules les harmoniques de rangs supérieurs sont maintenues et c'est ce qui rend aux sons toute leur profondeur de champ. Les enceintes acoustiques selon la présente invention présentent ainsi de notables avantages par rapport à toutes les enceintes connues à ce jour, à savoir - la restitution de sons dans leur quasi-plénitude, - la possibilité d'obtenir un instrument d'une grande fiabilité, du fait de la simplicité des matériaux employés, et d'un prix tout à fait abordable pour la même raison REVENDICATIONS 1/ Enceinte acoustique à haute définition musicale comprenant une enceinte rigide proprement dite (1), parallélépipédique, dont la face antérieure (3) reçoit au moins un haut-parleur (2), caractérisée en ce qu'au moins deux faces opposées (6) et (7) autres que celle comportant le haut-parleur (2) sont reliées rigidement entre elles par au moins une entretoise (5) disposée entre le tiers et les deux tiers de l'une des dimensions des faces considérées. 2/ Enceinte acoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'entretoise (5) est disposée à soixante deux ou trente huit pour cent (62 % - 38 %), à dix pour cent près, de l'une des dimensions de la face considérée. 3/ Enceinte acoustique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au moins deux faces opposées (6) et (7) d'une part et (8) et (9) d'autre part, autres que celle comportant le haut-parleur (2) sont reliées entre elles au moyen des entretoises (5). 4/ Enceinte acoustique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les entretoises (5) sont disposées sur un quadrilatère dont chacun des sommets est situé à soixante deux pour cent (62 %) ou trente huit pour cent (38 %), à dix pour cent près, de l'une des dimensions de chacun des côtés considérés. 5/ Enceinte acoustique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la face antérieure (3) comporte également au moins un évent tubulaire (4) dont une extrémité débouche sur la face antérieure (3) et en ce que l'autre extrémité débouche dans un plan parallélépipèdique délimité par les quadrilatères de positionnement des entretoises (5). 6/ Enceinte acoustique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les trois dimensions de l'enceinte (1) se déduisent les unes des autres suivant des relations simples à savoir qu'en partant d'une dimension donnée L, représentant la plus petite dimension de la face-antérieure, et si l'on appelle k la valeur correspondant au coefficient 62 %,à dix pour cent près, alors l'autre dimension de la face antérieure (3), soit H cette dimension, se déduit de la valeur L suivant la relation H=L et la dernière dimension de l'enceinte, soit P cette dimension, se déduit de la valeur L suivant la relation 7/ Enceinte acoustique à haute définition musicale comprenant une enceinte rigide (1) proprement dite parallélépipédique dont la face antérieure (3) reçoit au moins un haut-parleur (2), caractérisée - en ce que chacune des deux faces opposées autres que celle comportant le haut-parleur (2) sont reliées entre elles au moyen d'entretoises (5) - en ce que chacune des entretoises (5) est située à soixante deux pour cent (62 %) ou trente huit pour cent (38 %), à dix pour cent près, de l'une des dimensions de la face considérée - en ce que les entretoises (5) sont disposées suivant un rectangle dont chacun des sommets est situé à ou soixante deux pour cent (62 %) ou trente huit pour cent (38 %), à dix pour cent près, de l'une des dimensions de chacun des côtés considérés ; - en ce que les dimensions (L,P,H) de l'enceinte (1) se déduisent les unes des autres suivant des relations simples, à savoir que si L est connue, avec k coefficient correspondant à 62 % ,à dix pour cent près, donc k = 0,62 : :H L k - en ce que la face antérieure (3) comporte également au moins un évent (4) tubulaire dont une extrémité débouche sur la face antérieure (3) et en ce que l'autre extrémité débouche dans un plan du parallélépipède délimité par les quadrilatères de positionnement des entretoises (5).