Brevet FR2664782A1 — publié le 19920117

Enceinte acoustique omnidirectionnelle. L'invention concerne les enceintes acoustiques omnidirectionnelles comportant un corps d'enceinte et un système électroacoustique, l'ensemble étant disposé de manière à constituer une enceinte dite de type colonne. Les enceintes acoustiques sont bien connues. Elles sont destinées à communiquer à l'air ambiant, le plus convenablement possible, l'énergie mécanique d'un haut-parleur dont la membrane engendre en se déplaçant deux pressions acoustiques déphasées de 1800 de manière à exciter notre ouïe. Ces enceintes présentent toutes les mêmes inconvénients, à savoir, une mauvaise restitution des fréquences très basses ainsi que des phénomènes de résonance très désagréables. Pour répondre à ces deux inconvénients majeurs, différentes catégories d'enceintes ont été développées. C'est ainsi que l'on distingue - les enceintes dites closes dans lesquelles l'onde produite par l'une des faces du diaphragme est purement et simplement éliminée pour ne pas gêner le rayonnement de l'onde émise par l'autre face; - les enceintes à ouvertures dans lesquelles l'onde arrière est restituée totalement ou en partie. Dans ce second type d'enceintes, on peut encore distinguer les enceintes munies d'un évent ou d'un radiateur passif permettant de réémettre une partie de cette onde, et les enceintes du type labyrinthe. Tel est le cas de la colonne acoustique décrite dans le brevet FR-A 2088078. Cette colonne comporte un labyrinthe de tubes du type 1/4 d'onde de diamètres différents qui sont emboîtés tangentiellement deux à deux et liés les uns aux autres suivant leurs génératrices de contact. Il en est de même de l'enceinte acoustique à tuyau décrite dans le brevet FR-A 2245143 dans laquelle le tuyau qui encastre le haut-parleur à l'une de ses extrémités comporte à l'autre extrémité un évent mi-axial, mi-radial.Tel est le cas également du dispositif acoustique décrit dans le brevet FR-A 2145050, ce dispositif se caractérisant par la division de l'intérieur de la colonne acoustique en plusieurs cavités et la mise en communication desdites cavités par des tampons en caoutchouc, la dernière cavité opposée au haut-parleur se trouvant en communication avec l'air ambiant. Ces dispositifs ne permettent pas de créer une charge acoustique suffisante à l'intérieur du tube pour que le haut-parleur travaille dans des conditions normales et présentent souvent des difficultés pour une construction en série. D'autres colonnes telles que celle décrite dans le brevet FR-A 2615064 proposent une bonne réutilisation de l'onde arrière mais nécessitent une limitation du rayonnement du corps d'enceinte fabriqué pour cette raison en un matériau inerte, donc très lourd, rendant le maniement de l'enceinte très difficile. La présente invention a donc pour but de proposer une enceinte acoustique omnidirectionnelle à source d'émission ponctuelle et à large bande d'émission, stable dimensionnellement, légère, de faible encombrement, dont les parois exemptes de vibrations parasites ne rayonnent pas, bien qu'elles permettent la récupération de tout ou partie de l'onde arrière en vue d'une reproduction quasi-parfaite sans distorsion ni perte de niveau des basses fréquences. L'invention concerne à cet effet une enceinte acoustique omnidirectionnelle comportant un corps se présentant sous la forme d'une tuyère fermée à au moins une extrémité et un système électro-acoustique, enceinte caractérisée en ce que le système électro-acoustique comprend de manière systématique, un émetteur constitué d'au moins deux transducteurs obtenus par un haut-parleur unique (coaxial) ou une combinaison de haut-parleurs, et de manière facultative, un évent et/ou un réflecteur, les éléments du système électro-acoustique étant disposés à plat et superposés coaxialement audit corps de l'enceinte. Selon une autre caractéristique de l'invention, une tuyère affectant de préférence la forme d'un élément tubulaire de section variable ouvert à ses deux extrémités est disposée en suspension dans le corps de l'enceinte, ladite tuyère axée verticalement étant de préférence coaxiale au corps de l'enceinte de manière à constituer une charge de type quart de longueur d'onde à section variable. Cette variation de section de la tuyère intérieure, est particulièrement intéressante car elle produit une variation de pression permettant une homogénéisation de la courbe de réponse et une meilleure linéarité du spectre de fréquence. De plus, l'émetteur est placé au-dessus du corps de l'enceinte, le bord périphérique de l'émetteur principal étant libre de tout contact par rapport à la paroi extérieure dudit corps de manière à ménager une ouverture radiale restituant l'onde arrière.Quant à la tuyère intérieure, elle est fixée sous le haut-parleur principal constitutif de l'émetteur. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux, car il permet d'une part au niveau de la liaison haut-parleur / tuyère intérieure, grâce à l'utilisation de moyens d'assemblage absorbant les vibrations appelés encore découpleurs, de diminuer les vibrations parasites émises par le haut-parleur fixé sur la tuyère et d'autre part, la non-transmission de ces vibrations à la tuyère périphérique en raison de l'espace existant entre la tuyère périphérique constitutive du corps de l'enceinte et la tuyère intérieure. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le haut-parleur est relié à l'extrémité fermée formant piètement de la tuyère constitutive des parois de l'enceinte par un organe de transmission de l'onde de choc disposé coaxialement au haut-parleur. Cette configuration permet d'évacuer plus rapidement la majorité de l'onde de choc et de soulager, en mode vibratoire, la charge acoustique, engendrant ainsi un gain de masse, d'épaisseur et de poids de la structure. Cette configuration particulière permet également d'améliorer la restitution des signaux de petite amplitude (médium, aigu) masqués par les résonances de la charge. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaïtront encore à la lecture de la description détaillée en référence aux dessins ci-annexés, lesquels description et dessins sont surtout donnés à titre d'exemples. Dans ces dessins La figure 1 est une représentation symbolique des éléments constitutifs de l'émetteur audio; la figure 2 représente l'émetteur audio en coupe verticale par un plan passant par l'axe du haut parleur; la figure 3 est une coupe verticale d'une enceinte acoustique conforme à l'invention munie d'un axe de suspension; la figure 4 est une coupe verticale d'une autre enceinte acoustique conforme à l'invention munie d'un axe de suspension; la figure 5 est une vue de face d'une enceinte acoustique conforme à l'invention munie d'une colonne axiale. Conformément aux figures 1 et 2, l'enceinte acoustique verticale 9 de type colonne est surmontée à l'une de ses extrémités par un émetteur audio constitué de haut-parleurs disposés à plat, d'un réflecteur 2 et d'une ouverture récupératrice de l'onde arrière. Les haut-parleurs 1, 1A, Ab correspondant respectivement au boomer, au tweeter et au médium sont coaxiaux et axés verticalement suivant l'axe xx du corps de l'enceinte. Cette disposition particulière des hautparleurs disposés à plat et axés permet de diminuer le bafflage, d'assurer une ponctualité maximum de l'émission sonore, d'assurer une meilleure stabilité des équipages mobiles et d'éviter le phénomène de basculement que l'on retrouve dans toutes les enceintes où le haut-parleur est disposé sur une face latérale de l'enceinte.Coaxial au hautparleur, dont l'axe est dirigé vers le haut et placé au-dessus de ce dernier, se trouve un réflecteur 2 qui a pour fonction de réfléchir horizontalement dans toutes les directions l'onde émise. Ce réflecteur pouvant être de forme quelconque affectera de préférence la forme d'un cône droit à génératrice rectiligne ou curviligne, la droite joignant son sommet au centre de sa base étant confondue avec l'axe xx. Ce réflecteur peut être surmonté d'un plateau qui permet la fixation du réflecteur par exemple sur les parois extérieures du corps 9 de l'enceinte au moyen de colonnettes ou de tiges filetées. Ce réflecteur peut dans le cas de configurations non représentées être supprimé. Pour constituer une charge de type quart de longueur d'onde à section de préférence variable, la tuyère 3 affectant de préférence la forme d'un élément tubulaire de section variable ouvert à ses deux extrémités est disposée en suspension dans le corps 9 de l'enceinte, ladite tuyère 3 axée verticalement étant de préférence coaxiale au corps 9 de l'enceinte. La tuyère 3 peut bien sûr être suspendue dans le corps de l'enceinte par des moyens quelconques. Cependant, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la tuyère 3 est maintenue suspendue dans le corps de l'enceinte par un axe de suspension 8 disposé orthogonalement à l'axe xx de l'émetteur, ledit axe comprenant deux points d'ancrage disposés en vis-àvis sur les parois intérieures du corps de l'enceinte 9 et traversant de part en part la tuyère intérieure. A l'une de ses extrémités, la tuyère 3 est fixée sous le hautparleur principal 1. Cette fixation s'effectue grâce à des moyens d'assemblage mécanique 4 absorbant les vibrations appelés découpleurs. A son extrémité opposée, la tuyère 3 peut être reliée au corps de l'enceinte également par des découpleurs 6. De même, afin de restituer l'onde arrière, il peut être prévu que l'émetteur soit placé au-dessus du corps de l'enceinte, le bord périphérique de l'émetteur principal étant libre de tout contact par rapport à la paroi extérieure dudit corps de manière à ménager une ouverture radiale 5 restituant l'onde arrière. Cette ouverture 5 constitue un système d'évent qui, de par sa disposition, renforce la ponctualité de l'émission de la source sonore. En raison de la disposition de l'ensemble haut-parleur, tuyère intérieure 3 et tuyère extérieure 9, et de la section circulaire des tuyères, les forces vibratoires exercées sur les parois sont égales et en phase en tous les points de cette section; ainsi, la paroi des tuyères travaille uniquement à la traction et à la compression et ne subit jamais d'effort de flexion. La structure travaille donc dans le sens de sa rigidité maximum et ne peut donc pas rayonner intempestivement, favorisant ainsi la clarté des sons produits. La tuyère 3, qui peut être de forme quelconque, affectera de préférence une forme similaire à celle de la figure 3, c'està-dire de section variable, sa section allant en décroissant de l'extrémité en liaison avec le haut-parleur jusqu'au tiers de la longueur de la tuyère pour ensuite réaugmenter. Cette succession compression/décompression/compression/décompression de l'onde arrière, dont le trajet est représenté dans la figure 5 par des flèches, permet d'étendre en fréquence. le bon fonctionnement du quart de longueur d'onde. Pour améliorer l'écoulement des vibrations parasites provenant du haut-parleur, le haut-parleur est relié à l'extrémité fermée formant piètement de la tuyère 9 constituant les parois de l'enceinte par un organe de transmission de blonde de choc (7) disposé coaxialement au haut-parleur. Cet organe de transmission peut être, soit un mât conforme à celui représenté à la figure 5, soit un câble tendu entre le hautparleur et le fond du corps de l'enceinte. De même, l'organe de transmission peut être formé d'une seule pièce avec le socle du corps 9 de l'enceinte. Lorsque les haut-parleurs émettent, l'onde avant est réfléchie sur le réflecteur et est transmise horizontalement dans toutes les directions. Quant à l'onde arrière, elle traverse la tuyère 3, remonte entre les parois intérieures du corps 9 de l'enceinte et les parois extérieures de la tuyère 3 avant de déboucher à l'air libre en 5. L'émission des fréquences basses par la périphérie de la partie radiale de l'évent est centrifuge omnidirectionnelle, la réaction de l'air extérieur sur l'enceinte est centripète, la résultante est donc nulle de sorte que l'enceinte ne bascule pas. Il est à noter que le nombre de haut-parleurs n'est pas limitatif, que le type et la forme de ces derniers peuvent varier ainsi que leur ordre de montage. Ainsi, l'émetteur peut être disposé à l'intérieur de la tuyère constitutive du corps de l'enceinte. De même, la nature des matériaux et la forme des tuyères peuvent être quelconques et dépendent du type de haut-parleurs utilisés et de l'optimisation voulue. Par exemple, la tuyère constitutive du corps 9 de l'enceinte peut être de section variable. REVENDICATIONS 1. Enceinte acoustique omnidirectionnelle comportant un corps (9) se présentant sous la forme d'une tuyère fermée à au moins une extrémité et un système électro-acoustique (10), caractérisée en ce que le système électro-acoustique comprend de manière systématique, un émetteur constitué d'au moins deux transducteurs obtenus par un haut-parleur unique (coaxial) (1) ou une combinaison de haut-parleurs (1, 1A, 1B), et, de manière facultative, un évent et/ou un réflecteur (2), les éléments du système électro-acoustique étant disposés à plat et superposés coaxialement audit corps (9). 2. Enceinte selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une tuyère (3) affectant de préférence la forme d'un élément tubulaire de section variable ouvert à ses deux extrémités est disposée en suspension dans le corps (9) de l'enceinte, ladite tuyère axée verticalement étant de préférence coaxiale au corps de l'enceinte de manière à constituer une charge de type quart de longueur d'onde à section variable. 3. Enceinte selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la tuyère (3) est fixée sous le hautparleur principal (1) constitutif de l'émetteur. 4. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'émetteur est placé au-dessus du corps de l'enceinte, le bord périphérique de l'émetteur principal étant libre de tout contact par rapport à la paroi extérieure dudit corps de manière à ménager une ouverture (5) radiale restituant l'onde arrière. 5. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tuyère (3) est maintenue suspendue dans le corps de l'enceinte (9) par des moyens quelconques, de manière à ménager un espace intermédiaire entre les parois extérieures de la tuyère (3) et la paroi intérieure du corps de l'enceinte (9). 6. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la tuyère (3) est maintenue suspendue dans le corps de l'enceinte par un axe de suspension (8) disposé orthogonalement à l'axe de l'émetteur et comprenant deux points d'ancrage disposés en vis-à-vis sur les parois intérieures du corps de l'enceinte (9) et traversant de part en part la tuyère intérieure. 7. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le haut-parleur est relié à l'extrémité fermée formant piètement de la tuyère (9) constitutive des parois de l'enceinte par un organe de transmission (7) de l'onde de choc disposé coaxialement au haut-parleur. 8. Enceinte selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe de transmission (7) est un mât. 9. Enceinte selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe de transmission (7) est un câble. 10. Enceinte selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe de transmission (7) est formé d'une seule pièce avec le socle de la tuyère constitutive du corps de l'enceinte. 11. Enceinte selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la tuyère (9) constitutive du corps de l'enceinte est de section variable. 12. Enceinte selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'émetteur est disposé à l'intérieur de la tuyère constitutive du corps de l'enceinte.