Brevet FR2687268A1 — publié le 19930813

ENCEINTE ACOUSTIQUE OMNIDIRECTIONNELLE ET PROCEDE DE FABRICATION L'invention se rapporte à une enceinte acoustique omnidirectionnelle à un ou, de préférence, plusieurs caissons individualisés; elle concerne aussi un procédé de fabrication d'un tel caisson. Les enceintes acoustiques sont, le plus souvent, de forme parallélépipédique, c'est-à-dire comportant des parois planes parallèles. L'un des principaux phénomènes à combattre dans un tel contexte, est celui de la formation d'ondes stationnaires qui peuvent s'établir à certaines fréquences entre les parois parallèles. De plus, le matériau utilisé est le plus souvent le bois, que l'on choisit le plus dense possible, pour limiter les vibrations parasites. Les haut-parleurs sont installés le plus souvent de façon à émettre par la paroi frontale du caisson. II en résulte une certaine directivité du son émis et donc une zone d'écoute stéréophonique optimale, relativement réduite. L'emplacement des enceintes dans le local d'écoute est délicat, car les ondes réfléchies qui parviennent avec des déphases dans la zone d'écoute peuvent perturber l'effet stéréophonique, voire déséquilibrer le spectre de restitution. L'invention propose un nouveau type d'enceinte acoustique, remarquable par la conception et la disposition de son ou ses caissons, chaque caisson renfermant un haut-parleur. Plus précisément, I'invention concerne donc une enceinte acoustique caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un caisson au moins approximativement en forme de pyramide, de tronc de pyramide, de cône ou tronc de cône,comportant une ouverture définie sensiblement au centre de sa base horizontale et abritant un haut-parleur centré sur ladite ouverture pour diffuser le son vers le bas. La définition qui précède couvre bien entendu tout caisson dont la forme n'est qu'approchée de celles indiquées ci-dessus. Notamment, la forme tronconique ou conique peut être approchée par un bon nombre de surfaces de révolution générées chaque fois par une partie de courbe plane, comme par exemple une forme en cloche. La diffusion du son est plus précisément réfléchie de façon omnidirectionnelle par une structure appropriée placée sous le caisson, avantageusement un autre caisson renfermant un autre haut-parleur. Ainsi, dans le cas où l'enceinte acoustique comprend plusieurs caissons précités de dimensions différentes, pour la restitution de différentes parties du spectre sonore, ces caissons sont superposés de façon que leurs axes principaux de symétrie soient sensiblement alignés, de sorte qu'un tel caisson définisse une structure de réflexion omnidirectionnelle pour le son émis par le haut-parleur situé dans le caisson voisin supérieur. On a remarqué que la structure pyramidale ou conique du caisson était particulièrement indiquée pour s'opposer à la formation des ondes stationnaires. On peut émettre l'hypothèse que la disposition des parois internes du caisson, dont aucune n'est parallèle à une autre, s'oppose naturellement à la formation d'ondes stationnaires. A contrario, une structure en forme de dôme hémisphérique, bien que ne présentant pas de parois parallèles, ne procurerait pas le même avantage, toutes choses égales par ailleurs, car, I'onde arrière émise par le haut-parleur étant elle-même en principe sphérique et générée à partir du centre de la face inférieure, il y aurait un risque non négligeable de formation d'ondes stationnaires entre ladite face inférieure et l'ensemble de la paroi sphérique. En outre, selon une autre caractéristique important de l'invention, le caisson est en grès, céramique ou analogue et, de préférence, monobloc. Ce matériau (grès ou céramique) a une densité exceptionnellement élevée comparée au bois - 2 à 2,5 kg/dm3 - et la structure monobloc (c'est-à-dire sans plan de joint) obtenue grâce à un procédé de moulage faisant partie de l'invention, permet d'obtenir un caisson remarquablement rigide et exempt de résonances parasites L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un caisson d'enceinte acoustique, caractérisé en ce qu'il consiste principalement et successivement - à remplir de barbotine un moule en matériau absorbant constitué d'un réceptacle dans lequel est définie une cavité de forme pyramidale, conique ou tronconique et d'un couvercle horizontal muni d'une ouverture centrale, - à laisser s'épaissir ladite barbotine au voisinage des parois absorbantes du moule, - à vider l'excès de barbotine encore liquide, - à combler l'espace libéré dans le moule par un matériau de remplissage, de préférence absorbant, - à démouler un caisson de barbotine relativement durcie, à prolonger éventuellement le séchage et, - à cuire ledit caisson. L'opération de cuisson est effectuée à une température modérée (typiquement 1.000 à 1.1 00 0) de façon à obtenir un caisson du type "grès incuit". Le matériau ainsi obtenu a une structure macroscopique non homogène, constituée d'agglomérats réunis par un liant. Cette structure s'oppose mieux aux phénomènes de résonances propres des parois. En outre, le procédé défini ci-dessus permet d'obtenir naturellement un caisson présentant,sur sa paroi interne, de fortes aspérités ou rugosités Ceci est dû au fait que le matériau de remplissage qui est avantageusement essentiellement constitué de chiffons, papiers ou analogue, permet non seulement de s'opposer à l'affaissement de la paroi de base pendant le séchage lent de la barbotine, mais aussi de créer les aspérités en question en se collant à la barbotine pâteuse, pendant le séchage. Cet aspect particulier de la paroi interne du caisson est bien propre à amortir et disperser les multiples réflexions sonores à l'intérieur du caisson. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une enceinte acoustique conforme à son principe et d'un procédé de moulage d'un caisson, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue générale en perspective de l'enceinte acoustique; - la figure 2 est une demi-coupe en élévation de cette même enceinte; et - les figures 3 à 8 illustrent le procédé de fabrication d'un caisson entrant dans la constitution de l'enceinte acoustique de la figure 1. L'enceinte acoustique 11 représentée est une enceinte à trois voies, respectivement pour les registres grave, "médium" et aigu du spectre sonore. Elle comporte ainsi trois caissons 1 2a, 1 2b, 12c, respectivement pour ces registres, abritant chacun un haut-parleur 14a, 14b, 14c, spécialisé dans la reproduction du registre concerné. Chaque caisson a une forme pyramidale, ici à base carrée, mais pourrait être conique ou légèrement tronconique. La base 1 6a, 1 6b, 1 6c, respectivement, de chaque caisson, comporte une ouverture centrale 18a, 18b, 18c à contour circulaire et dont le diamètre dépend de celui du haut-parleur considéré. Ce dernier est fixé à cette base, engagé dans l'ouverture correspondante et centré sur celle-ci. Le caisson est monobloc, de sorte que le haut-parleur est fixé avec sa collerette de fixation à l'extérieur, comme représenté. Plus précisément, des trous sont percés dans la base du caisson autour de l'ouverture et des blocs de fixation sont disposés à l'intérieur du caisson, en regard de ces trous, pour recevoir les vis de fixation du hautparleur. Ainsi positionné, le haut-parleur diffuse le son vers le bas. Chaque caisson est ici en grès ou céramique ou analogue et obtenu selon un procédé de moulage qui sera explicité plus loin. Sa parois interne, sur toutes les faces, présente de fortes aspérités ou rugosités 19, qui sont d'ailleurs une conséquence avantageuse du procédé de moulage mis en oeuvre. Les caissons 1 2a, 1 2b, 1 2c sont de dimensions différentes (de plus en plus petits) et sont rattachés à différents niveaux d'une ossature externe 20, métallique, matérialisant les arêtes d'une pyramide. Ils sont donc superposés, de façon que leurs axes principaux de symétrie soient sensiblement alignés. De cette façon, le caisson 1 2b définit une structure de réflexion omnidirectionnelle pour le son émis par le haut-parleur 14c situé dans le caisson 12c, tandis que le caisson 1 2a définit une structure de réflexion omnidirectionnelle pour le son émis par le haut-parleur 1 4b situé dans le caisson 1 2b. Le caisson 1 2a du registre grave n'a pas, en principe, besoin d'être associé à une structure de réflexion omnidirectionnelle, car les sons graves ne sont pas directifs. Néanmoins, L'enceinte acoustique est complétée par un socle inférieur 22, qui constitue la base de l'ossature 20 et qui renferme, par exemple, les filtres de répartition de fréquences des haut-parleurs. Ce socle a ici une forme pyramidale qui pourrait se justifier techniquement si le haut-parleur 14a était à large bande ou simplement du type grave-médium. Tous les caissons sont émaillés extérieurement dans la ou les couleurs choisies. On va maintenant décrire le procédé de moulage d'un caisson 12. On dispose d'un moule 25 en matériau absorbant, par exemple en plâtre. Ce moule est constitué de deux parties, un réceptacle 26 dans lequel est définie une cavité 27 de forme pyramidale avec la tête en bas, et un couvercle 28, horizontal, muni d'une ouverture centrale 29, circulaire, dont le diamètre dépend du haut-parleur qui doit être monté dans le caisson. Bien entendu, la cavité pourrait être de forme conique ou tronconique. On remplit ce moule (figure 3) d'une barbotine 32. Du fait que le moule est en matériau absorbant l'eau, la barbotine située près de ses parois s'épaissit plus vite qu'au centre de la cavité (figure 4). Les parois du futur caisson 1 2 commencent donc à se matérialiser. Dans des conditions normales, il faut de une à trois heures pour obtenir l'épaississement voulu sur l'épaisseur de souhaitée. On vide alors le moule de l'excès de barbotine encore liquide, en la déversant par l'ouverture 29 (figure 5). On replace le moule dans sa position initiale. On comble l'espace libéré dans le moule par un matériau de remplissage 33, de préférence absorbant. On peut, par exemple, utiliser des chiffons, papiers ou analogues. Comme nentionné précédemment, ce matériau de remplissage empêche l'affaissement de la paroi de fond du caisson encore pâteux et est à l'origine des aspérités qui subsisteront à l'intérieur du caisson. On laisse durcir le caisson de barbotine dans cette situation (figure 6) pendant environ 24 heures, avant de démouler le caisson (figure 7). On enlève le matériau de remplissage et on prolonge éventuellement le séchage à l'air libre. Enfin, on procède à la cuisson dans un four 34 dans les conditions indiquées ci-dessus (figure 8). Après la cuisson qui donne un caisson du type "grès incuit", on le revêt d'un matériau d'émaillage et on fixe cet émaillage par une seconde cuisson à9000 environ. REVENDICATIONS 1. Enceinte acoustique caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un caisson (12a,12b, 12c) au moins approximativement en forme de pyramide, de tronc de pyramide, de cône ou tronc de cône, comportant une ouverture (18a, 18b, 18c) définie sensiblement au centre de sa base horizontale et abritant un haut-parleur centré sur ladite ouverture pour diffuser le son vers le bas. 2. Enceinte acoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit caisson est en grès, céramique ou analogue, de préférence monobloc. 3. Enceinte acoustique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la paroi interne du caisson présente de fortes aspérités ou rugosités (19). 4. Enceinte acoustique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comprend plusieurs caissons (1 2a, 1 2b, 1 2c) précités superposés de façon que leurs axes principaux de symétrie soient sensiblement alignés, de sorte qu'un tel caisson définisse une structure de réflexion omnidirectionnelle pour le son émis par le haut-parleur situé dans un autre caisson voisin supérieur. 5. Enceinte acoustique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les caissons (1 2a, 1 2b, 1 2c) sont de dimensions différentes et rattachés à une ossature externe (20), matérialisation les arêtes d'une pyramide. 6. Procédé de fabrication d'un caisson d'enceinte acoustique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste principalement - à remplir de barbotine un moule en matériau absorbant (25) constitué d'un réceptacle (26) dans lequel est définie une cavité (27) de forme pyramidale, conique ou tronconique et d'un couvercle (28) horizontal, muni d'une ouverture centrale (29); - à laisser s'épaissir ladite barbotine au voisinage des parois absorbantes du moule, - à vider l'excès de barbotine encore liquide (figure 5), - à combler l'espace libéré dans le moule par un matériau de remplissage (32), de préférence absorbant, - à démouler un caisson de barbotine relativement durci, à prolonger éventuellement le séchage et, - à cuire (34) ledit caisson. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit matériau de remplissage est essentiellement constitué de chiffons, papiers ou analogue. 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'opération de cuisson est effectuée à une température modérée, de façon à obtenir un caisson du type "grès incuit". 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ledit caisson est émaillé extérieurement après la première cuisson.