Brevet FR2826827A1 — publié le 20030103

La présente invention concerne un dispositif de traitement acoustique hybride faisant appel à deux matériaux ayant des caractéristiques acoustiques opposées, permettant la réalisation d'enceintes acoustiques. Jusqu'à ce jour, les enceintes acoustiques ne sont que très rarement mises au point avec des matériaux ayant des coefficients d'absorption et réflexion linéaire, exemple, l'utilisation du bois va créer un déséquilibre tonal ainsi que des distorsions dues au fait que le bois aura des coefficients d'absorption et de réflexion non linéaire sur la bande passante perçue par l'oreille humaine, soit de 20 Hz à 20 KHz en règle générale. De plus, ces coefficients changent suivant l'essence de bois utilisé. Pour corriger, sans éliminer, ces inconvénients, les constructeurs utilisent des matériaux poreux sur la totalité ou sur une partie des parois internes de l'enceinte, dans le but d'absorber les fréquences indésirables. Cela provoque une perte des capacités du haut-parleur utilisé, d'autant que le matériau utilisé est souvent placé de manière inadéquate. De plus, le matériau d'assemblage de l'enceinte, selon sa nature, absorbe et réfléchit plus ou moins les fréquences de façon non linéaire. En conséquence, ce type d'enceinte acoustique ne peut reproduire un son fidèlement. Autre inconvénient, non négligeable, est l'environnement de l'enceinte acoustique. Celui-ci est très important, car les enceintes acoustiques actuelles émettent des fréquences sur 360 degrés, ce qui oblige les murs environnants à réfléchir ces fréquences de façon linéaire avant d'aller aux oreilles de l'auditeur. En conséquence, l'environnement doit être lui aussi équipé de matériaux permettant de réfléchir le son de façon cohérente et équilibrée, les murs ne doivent pas être parallèles et il faut éviter toute sorte de mobilier qui pourrait réfléchir le son, voire entrer en vibration, et de ce fait créer des distorsions. En conclusion, jusqu'à aujourd'hui il était difficile, voire impossible, d'écouter de la musique avec fidélité dans une salle domestique. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. En effet, en associant un matériau absorbant et un matériau réfléchissant, placés respectivement et de manière précise, on élimine d'une part les fréquences indésirables, et l'on conserve toute l'énergie du haut-parleur, et donc toutes les informations émises par ce dernier. En plaçant un matériau ayant un faible coefficient d'absorption, soit un taux inférieur à 0,8% d'absorption des fréquences audibles par l'oreille humaine, et une vitesse de réflexion du son supérieur à 4000 mètres par seconde, ainsi qu'un matériau poreux ayant un coefficient d'absorption supérieur à 85% des fréquences audibles par l'oreille humaine en opposition, permet de conserver l'équilibre tonal pour une diffusion musicale en stéréophonie bi-polaire ainsi qu'en multi diffusion (quadriphonie, dolby surround, etc...). En outre, le dispositif va améliorer la pression acoustique d'environ 3 dB sur l'ensemble de la bande passante. Notons en parallèle que l'environnement n'importe plus car la diffusion du son se fait directement vers l'auditeur. Le matériau d'absorption sera placé à l'intérieur de l'enceinte acoustique sur la paroi de maintien du ou des haut-parleur (s), ou remplacera celle-ci, et ce dans tous les cas de conception. Il se trouvera donc en opposition au matériau de réflexion, qui lui, sera disposé à l'arrière de l'enceinte acoustique. Celui-ci sera placé à une distance bien définie afin d'éviter une inversion de phase de la scène sonore, ce qui aurait pour effet d'inverser l'emplacement des instruments ainsi que les voix lors de l'écoute. Le matériau d'absorption sera placé à l'intérieur de l'enceinte acoustique sur la paroi inférieure, voire remplacera celle-ci, ainsi que sur la paroi supérieure de l'enceinte, voire remplacera celle-ci pour la conception d'enceintes closes ou bass reflex . Le matériau de réflexion sera placé à l'intérieur de l'enceinte acoustique sur les parois latérales pour la conception d'enceintes closes ou bass reflex . Il est néanmoins fortement déconseillé de faire des enceintes acoustiques complètement closes avec l'application du système. Ces ouvertures permettent l'évacuation du volume d'air déplacé à l'arrière de la membrane du ou des hautparleur (s), et par extension la rediffusion de ce volume sonore vers l'auditeur. Lors de la conception d'une enceinte acoustique, ces ouvertures doivent être disposées en façade de l'enceinte, soit de façon asymétrique ou symétrique, par rapport à la disposition du ou des haut-parleur (s) utilisé (s). Ces ouvertures peuvent être effectuées pour accentuer les fréquences bas-médium et graves. Ces ouvertures peuvent être effectuées pour accentuer les fréquences haut-médium et aiguës. Ces ouvertures peuvent être effectuées pour accentuer l'ensemble des fréquences audibles par l'oreille humaine. Dans tous les cas, ces ouvertures ont donc aussi un rôle d'équilibre entre chacune des fréquences audibles par l'oreille humaine. Selon des modes particuliers de réalisation : - la façade de l'enceinte acoustique peut être composée de n'importe quel matériau ou alliage ayant un coefficient d'absorption supérieur à 85 %. - la paroi supérieure de l'enceinte acoustique peut être composée de n'importe quel matériau ou alliage ayant un coefficient d'absorption supérieur à 85%, suivant la hau- teur de l'enceinte acoustique. - la paroi inférieure de l'enceinte acoustique peut être composée de n'importe quel matériau ou alliage ayant un coefficient d'absorption supérieur à 85% suivant la hauteur de diffusion. - les parois latérales peuvent être composées de n'importe quel matériau ou alliage ayant un coefficient d'absorption inférieur à 0,8% et une vitesse de réflexion du son supé- rieure à 4000 mètres par seconde. - la paroi arrière de l'enceinte acoustique peut être com- posée de n'importe quel matériau ou alliage ayant un coef- ficient d'absorption inférieur à 0,8% et une vitesse de réflexion du son supérieure à 4000 mètres par seconde. Les dessins annexés illustrent l'invention. Avec des parois en cristal d'une épaisseur de 4 mm et en laine de verre d'une épaisseur de 40 mm disposés à l'intérieur d'une enceinte acoustique ayant des parois extérieures en bois de 16 mm d'épaisseur. Cette enceinte acoustique est équipée d'un haut-parleur électrodynamique de type coaxial de 30 cm de diamètre. La figure 1 représente le dispositif de face. La figure 2 représente le dispositif de profil. La figure 3 représente le dispositif vu du dessus. En référence à ces dessins, le dispositif comporte une paroi (1) représentant la façade où se trouve fixé le hautparleur, celle-ci est en bois de 16 mm d'épaisseur et en laine de verre d'une épaisseur de 40 mm. Les parois (2) supérieures et inférieures sont en bois de 16 mm d'épaisseur et en laine de verre de 40 mm d'épaisseur. Les parois (3) arrières et latérales sont en bois de 16 mm d'épaisseur et en cristal de 4 mm d'épaisseur. A titre d'exemple non limitatif, et selon le modèle illustré, le dispositif aura des dimensions de l'ordre de 105 cm pour la hauteur, 40 cm pour la largeur et 35 cm pour la profondeur. Selon les variantes non illustrées, les parois supérieures, inférieures et latérales peuvent être inexistantes. Exemple pour la réalisation d'enceintes acoustiques de type panneau . Le matériau absorbant sera placé sur la façade de l'enceinte côté interne ou remplacera celle-ci. Cette façade pourra ne pas avoir d'ouverture frontale autre que celle maintenant le ou les haut-parleur (s) utilisé (s). Les parois latérales de l'enceinte acoustique seront inexistantes. La paroi supérieure de l'enceinte peut être composée d'un matériau absorbant ou de réflexion, suivant la hauteur de diffusion par rapport au point d'écoute. La paroi supérieure peut être inexistante. La paroi inférieure de l'enceinte peut être composée d'un matériau absorbant ou de réflexion, suivant la hauteur de diffusion par rapport au point d'écoute. La paroi inférieure peut être inexistante. La paroi arrière de l'enceinte doit être composée d'un matériau de réflexion, comme le cristal par exemple, d'une dimension supérieure à celle du ou de l'ensemble des hautparleurs aussi bien pour la hauteur que pour la largeur. La paroi arrière de l'enceinte sera placé à une distance bien définie pour éviter une inversion de phase. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la mise au point d'enceintes acoustiques. REVENDICATIONS 1) Dispositif acoustique hybride pour absorber les fré- quences indésirables, les ondes stationnaires, de récu- pérer l'énergie et les fréquences sortant de l'arrière des haut-parleurs afin de les diffuser vers l'auditeur, caractérisé en ce qu'il est composé de deux matériaux ou alliage poreux pour le premier ayant les mêmes coef- ficients d'absorption que la laine pure, la laine de roche, la laine de verre et d'un matériau ou alliage ayant les mêmes coefficients de réflexion et d'absorp- tion que le cristal, le verre, l'acier, le Plexiglas, qui seront placés à l'intérieur d'une enceinte acousti- que le long de l'ensemble des parois à une distance bien définie par rapport au haut-parleur, ou pourront remplacer l'ensemble des parois, ces parois et ou dis- positif devront avoir au minimum une ouverture frontale pour l'application d'enceinte acoustique dite tradi- tionnelle et des ouvertures latérales ou voire aucune paroi latérale pour l'application d'enceinte acoustique de type panneau. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il se place à l'intérieur de l'enceinte acoustique. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il remplacera tout autre matériau pouvant faire of- fice de paroi. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau poreux doit avoir un coefficient d'ab- sorption des fréquences allant de 85% à 98%. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau poreux sera toujours appliqué de façon interne le long de la paroi ayant rôle de façade ou remplacera celle-ci. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la façade de l'enceinte acoustique aura au moins une ouverture pour la conception d'enceinte acoustique dite traditionnelle. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parois latérales auront au moins une ouverture pour la conception d'enceinte acoustique de type pan- neau. 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parois latérales seront inexistantes pour la conception d'enceinte acoustique de type panneau. 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau de réflexion aura un coefficient d'ab- sorption inférieur à 0,8% sur l'ensemble de la bande passante audible par l'homme. 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau de réflexion aura une vitesse de réflexion du son supérieur à 4000 mètres par seconde. 11) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau de réflexion se place à l'arrière de l'enceinte acoustique à une distance bien définie lors de la mise au point de celle-ci afin d'éviter toute inversion de la phase sonore. 12) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau de réflexion, qui situé à l'arrière de l'enceinte acoustique aura une dimension supérieure à celle de l'ensemble du ou des haut-parleur (s) utilisés, en hauteur et en largeur. 13) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau de réflexion sera appliqué aux parois latérales ou les remplacera de façon non parallèle pour la conception d'enceinte acoustique dite tradition- nelle. 14) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les matériaux seront appliqués à l'intérieur de l'enceinte acoustique aux parois supérieure et infé- rieure suivant la hauteur du point d'écoute pour la conception d'enceinte acoustique dite traditionnelle. 15) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il peut remplacer les parois supérieure et inférieu- re de l'enceinte acoustique pour la conception d'en- ceinte acoustique dite traditionnelle. 16) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parois supérieure et/ou inférieure peuvent être inexistantes pour la conception d'enceinte acoustique de type panneau.