Brevet FR2857148A1 — publié le 20050107

La présente invention concerne un procédé de sonorisation d'un local et une paroi de diffusion sonore. Le procédé et la paroi conformes à l'invention sont notamment utilisables en relation avec les disposi- tifs de reproduction sonore haute fidélité, les installations audiovisuelles individuelles de type home cinema ou les installations de sonorisation des salles de spectacles et de cinéma. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Les utilisateurs de ces dispositifs ou installations désirent obtenir une reproduction sonore fidèle et puissante. Les utilisateurs sont également à la recherche d'une meilleure intégration des dispositifs de reproduc- tion sonore dans leur environnement, ce qui a conduit les fabricants à miniaturiser ces dispositifs et plus particulièrement les haut-parleurs et les enceintes. Ceci permet également de tendre vers l'obtention d'une source sonore ponctuelle permettant d'avoir des ni- veaux importants en utilisant des puissances -relative- ment faibles. Pour satisfaire les exigences des utilisateurs en niveau sonore (souvent supérieur à 115 décibels) malgré la diminution de la taille des hautparleurs et des en- ceintes, les fabricants ont toutefois d'augmenté la puis- sance alimentant les enceintes. Cette solution s'avère faiblement performante en particulier en ce qui concerne la reproduction des fréquences basses. La reproduction des fréquences basses ré- sulte du déplacement d'une quantité d'air donnée de sorte que la diminution de la taille du haut-parleur et des en-ceintes oblige à utiliser des membranes susceptibles d'élongations importantes pour déplacer la même quantité d'air. De telles membranes sont actionnées par des bobi- nes relativement longues avec un entrefer important, dont l'alimentation nécessite une puissance élevée, ce qui altère le rendement de l'enceinte. En outre, les performances acoustiques de telles enceintes sont médiocres en raison de l'inertie de la membrane et du fait que, compte tenu de l'importance des élongations, la membrane ne reste pas parallèle à elle-même. L'augmentation de la puissance et de l'élongation de la bobine conduit égale-ment à alourdir l'ensemble des éléments mobiles de l'enceinte, de même que les éléments de liaison des élé- ments mobiles au caisson de l'enceinte. Il en résulte une augmentation de la résistance au mouvement de la membrane entraînant une mauvaise reproduction des transitoires et des distorsions harmoniques. Une des solutions proposées pour limiter ces in- convénients a été d'associer aux enceintes assurant la diffusion des médiums et des aigus un caisson de basses, c'est-à-dire une enceinte dédiée à la diffusion des graves. Toutefois, le volume du caisson de basses est généralement faible de sorte que les inconvénients ci-dessus évoqués sont encore très présent. De plus, le caisson de basses tend à exciter les résonances du local, c'est-à-dire que le son provenant du caisson de basse est réfléchi par les parois du local. Ces réflexions non contrôlées risquent d'atténuer voir d'éliminer le son dans cer- tains endroits du local. Ceci contribue à diminuer la pression acoustique. Pour améliorer les performances des enceintes dans la diffusion des fréquences graves, les fabricants ont également recours à des traitements électroniques qui ne procure toutefois pas un rendu sonore susceptible de satisfaire un utilisateur exigeant. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un moyen permettant une reproduction correcte des fréquences bas- ses. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé de sonorisation d'un local comprenant les étapes de. - répartir dans un plan vertical du local une pluralité de haut-parleurs de graves solidaires d'au moins sitif de reproduction 10 parleurs étant reliés un plan d'émission sonore, un disposonore, une pluralité de ces haut-au dispositif de reproduction so- un caisson pour former - relier les haut-parleurs de graves à nore de telle manière que ladite pluralité de haut-parleurs de graves émet le même signal sonore simultané- ment. La répartition des haut-parleurs de graves sur un plan vertical permet de limiter l'encombrement au sol tout en disposant d'un volume de caisson important. Le décalage spatial procuré par la répartition des haut-parleurs permet, en multipliant les réflexions sur les murs du local, d'atténuer l'influence globale de ces ré- flexions et d'obtenir une diffusion d'onde sonore ayant un front sensiblement plan. La multiplication des haut-parleurs de graves émettant le même signal sonore permet d'obtenir une restitution fidèle des graves en atteignant des niveaux relativement élevés et en ne consommant qu'une puissance relativement faible. De préférence, le caisson forme une enceinte close. Au contraire des enceintes avec évent, par exemple de type bass reflex , dans lesquelles la puissance décroît rapidement pour les fréquences graves (en particulier en-dessous de 60 Hertz), l'enceinte close assure une bonne reproduction des fréquences graves avec une puissance qui décroît faiblement et progressivement à me-sure que la fréquence diminue. Avantageusement, les haut-parleurs de graves étant solidaires de plusieurs caissons, le procédé comprend l'étape de coupler mécaniquement les caissons. Le couplage mécanique des caissons permet de for-mer une enceinte équivalente unique ayant une faible im- pédance. De préférence, le procédé comprend l'étape de relier au moins un hautparleur de médiums et un haut-parleur d'aigus au dispositif de reproduction sonore, le haut-parleur de médiums ayant une surface émissive deux fois supérieure à une surface émissive du haut-parleur d'aigus et les haut-parleurs de graves ayant une surface émissive totale vingt fois supérieure à la surface émissive du haut-parleur d'aigus. Ceci permet d'arriver à un bon équilibre entre les graves, les médiums et les aigus. Globalement, le procédé de l'invention permet notamment, par rapport aux systèmes connus: d'améliorer la franchise de la réponse en régime transitoire, le taux de distorsion harmonique, la linéarité du fonctionnement en énergie et en fréquence. On obtient une augmentation du niveau sonore avec l'allongement de la distance d'écoute jusqu'au point d'écoute. L'invention a également pour objet Paroi de diffusion sonore, comprenant une pluralité de haut-parleurs de graves répartis sur une face de la paroi et solidaires d'au moins un caisson pour former un plan d'émission sonore. On tend à obtenir ainsi une paroi vibrant par toute sa surface pour diffuser une onde sonore ayant un front sensiblement plan. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en uvre particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence à la figure unique annexée représentant une vue schématique partielle, en perspective, d'un local équipée d'une paroi de diffusion sonore obtenue par le procédé conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le procédé de sonorisation conforme à l'invention est ici décrit en liaison avec une installation audiovisuelle de type home cinema qui comprend de façon con-nue en soi un écran de télévision relié à un équipement de lecture de supports audiovisuels enregistrés par exemple de type DVD, cet équipement étant associé à un dispositif de reproduction sonore, connu en lui-même, destiné à être relié à des moyens de diffusion sonore. Le procédé de l'invention est également utilisable pour la sonorisa- tion de salles de concert ou de spectacle, ou bien encore de salles de cinéma et d'auditoriums. L'installation audiovisuelle est destinée à équi- per un local généralement désigné en 100 (représenté en trait mixte double). Le local 100 comprend des murs laté- raux dont trois, référencés 101, 102, 103 sont visibles ici, un sol 104 et un plafond 105. Le procédé débute par l'étape de répartir dans un plan vertical P du local 100 une pluralité de haut-parleurs de graves 1. Le plan P est ici parallèle et ad- jacent au mur 102. Le nombre de haut-parleurs de graves 1 est déter- miné en fonction du volume du local 100 et du niveau so- nore que l'on souhaite obtenir au point d'écoute. Le point d'écoute est déterminé de façon classi- que en fonction de la taille de l'écran dépendant elle- même de la taille du local. Le niveau sonore désiré est ici de 122 dB crête. Le local 100 ayant un volume de 80 m3, le nombre de haut- parleurs est alors de dix, d'un diamètre de 21 cm. L'ensemble des haut-parleurs est alimenté sous une puis- sance de 100 W. Pour un niveau sonore de 112 dB crête, on prévoit huit haut-parleurs d'un diamètre de 21 cm alimentés sous une puissance de 100 W. A titre d'exemples, dans un local de 500 m3 et pour un niveau sonore désiré de 112 dB crête, on prévoit dix haut-parleurs de 27 cm alimentés sous une puissance de 100 W. Pour un niveau sonore désiré de 117 dB crête, on prévoit dix haut-parleurs de 31 cm alimentés sous une puissance de 200 W. Pour un niveau sonore de 122 dB crête, on prévoit vingt haut- parleurs de 31 cm alimentés sous une puissance de 200 W. Dans un local de 1000 m3, pour un niveau sonore désiré de 117 dB crête, on prévoit vingt haut-parleurs de 31 cm alimentés sous une puissance de 200 W. Pour un ni-veau sonore de 122 dB crête, on prévoit vingt haut-parleurs de 31 cm alimentés sous une puissance de 400 W ou quarante haut-parleurs de 31 cm alimentés sous une puissance de 200 W. Les haut-parleurs de graves 1 sont solidaires de caissons 2, ou coffret, formant une enceinte close. Le caisson est associé de manière connue en elle-même à un amortissement Bessel. Les caissons 2.a sont associés à trois haut-parleurs 1 et les caissons 2.b sont associés à deux haut-parleurs 1. Les caissons 2, pour un haut parleur de 21 cm de diamètre, ont un volume d'environ 35 dm3 (soit un volume de 105 dm3 pour les caissons 2.a et de 70 dm3 pour les caissons 2.b). Les caissons 2 ont une profondeur, mesurée perpendiculairement au plan P, inférieure à 40 cm, ici de l'ordre de 10 cm et une plus grande dimension qui s'étend horizontalement parallèlement au plan P. Cet agencement permet de limiter la surface occupée au sol et d'utiliser une surface parallèle à celle du mur 101 pour obtenir un volume de charge particulièrement important. Les caissons 2 sont ici empilés de telle manière que les haut-parleurs de graves 1 s'étendent selon deux colonnes espacées l'une de l'autre et que les caissons adjacents de chaque empilement soient accolés les uns aux autres. Dans chacun de ces empilements sont interposés deux haut-parleurs de médiums 4 et un haut-parleur d'aigus 3 montés ici sur un même caisson 5. Le nombre et le type de haut-parleurs de médiums et d'aigus, de même que le dimensionnement et le type de caisson, sont déterminés de façon classique. En revanche, de préférence, les haut-parleurs de médiums 4 ont une surface émissive totale sensiblement huit fois supérieure à une surface émissive totale des haut-parleurs d'aigus 3 et les haut-parleurs de graves 1 ont une surface émissive totale environ au moins cent fois supérieure à la surface émissive du haut-parleur d'aigus 3. Ainsi, à titre d'exemple, chaque haut-parleur d'aigus 3 a un diamètre de 2,5 cm, chaque haut-parleur de médium 4 a un diamètre de 16 cm et chaque haut-parleur de graves 1 a un diamètre de 21 cm. Les caissons 2, 5 de chaque empilement sont couplés mécaniquement les uns aux autres. La dimension hori- zontale et parallèle au plan P des caissons 5 étant inférieure à celle correspondante des caissons 2, un cadre de couplage mécanique 6 a été disposé entre les caissons 5. Le cadre de couplage mécanique 6 définit une réserve per-mettant de recevoir l'écran et le dispositif de lecture de supports audiovisuels enregistrés. Les caissons 2, 5 sont ici formés d'un cadre sur lequel sont fixés des panneaux formant les faces principales des caissons. Les haut-parleurs sont montés sur un de ces panneaux. Le cadre comprend des inserts métalliques taraudés et présente une réserve recevant un bornier de connexion des haut-parleurs. Le bornier débouche à l'extérieur du cadre. Les caissons 2, 5 sont fixés au cadre de couplage mécanique 6 par l'intermédiaire de vis engagées dans des perçages du cadre de couplage mécanique 6 et reçus dans les inserts taraudés. Les caissons 2, 5 sont également couplés mécaniquement par l'intermédiaire de joues 7 et de platines supérieure 8 et inférieure 9 auxquelles les caissons 2 et 5 sont fixés par des vis en-gagées dans des perçages des joues 7 et des platines 8, 9 et vissées dans les inserts des caissons. Bien entendu, d'autres modes de couplage des caissons sont envisageables. Il est ainsi possible de simplement empiler les caissons les uns sur les autres, leurs poids maintenant entre eux un contact étroit (moins efficace toutefois que le couplage décrit précédemment). Le couplage mécanique des caissons 2 permet d'assimiler ceux-ci à une enceinte unique de faible impédance. Il est ainsi obtenu une excellente qualité de reproduction malgré les performances individuelles relativement médiocres des caissons 2. Les haut-parleurs de graves 1 sont reliés au dis-positif de reproduction sonore de telle manière que les haut-parleurs de graves 1 émettent le même signal sonore simultanément. Les haut-parleurs de médiums et d'aigus 3, 4 sont reliés de façon classique au dispositif de reproduction sonore. Il est ainsi formé une paroi de diffusion sonore généralement désignée en 10. Grâce à cet agencement en paroi de diffusion so- nore, les fréquences basses sont rendues avec une puis- sance relativement importante. La répartition des haut- parleurs de graves selon l'axe horizontal et l'axe verti- cal permet de contrôles la linéarité de la bande passante et permet de diminuer l'influence du local: la paroi de diffusion sonore émettant sur toute sa hauteur annule le mode de réflexion lié à la hauteur (c'est-à- dire sur le sol et sur le plafond) et diminue le mode de réflexion lié à la largeur (c'est-à-dire par les murs latéraux). La multiplicité des sources de graves permet ainsi d'annuler une partie des réflexions du local (les ondes réfléchies présentant des différences de phases vont s'atténuer ou s'annuler les unes les autres) gommant ainsi les imperfections acoustiques du local 100. Cette multiplicité permet d'obtenir un front d'onde composite (formé par les fronts des ondes émises par chaque haut-parleur) présentant une planéité plus importante que celle des systèmes connus. Il en résulte que la pression sonore augmente à mesure que l'on s'éloigne de la paroi de diffusion sonore ainsi formée jusqu'au point d'écoute et, au-delà, reste sensiblement constante (à volume du local constant). Cette répartition des haut- parleurs de graves 1 sur la paroi de diffusion sonore qui s'étend ici ente les deux murs latéraux, le plafond et le sol, on obtient un ren- forcement des graves améliorant le rendement de la paroi de diffusion sonore. La répartition des haut-parleurs de graves 1 et des caissons 2 a permis de répartir le volume de charge utile sur une grande surface de sorte que la profondeur a ainsi pu être diminuée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, la paroi de diffusion sonore peut ne s'étendre que sur une partie d'un mur du local ou être inclinée par rapport à l'un au moins des murs du local. On cherchera toutefois à profiter au maximum des effets de renforcement tels que les effets de baffle, de mur dorsal, de sol ou de murs. Les caissons 2 peuvent avoir des dimensions différentes de celles indiquées en fonction notamment de la taille du local et des hautparleurs retenus. La profondeur des caissons restera toutefois de préférence infé- rieure à 40 cm de telle manière que l'onde arrière réfléchie ne vienne par perturber l'onde avant émise par le haut-parleur. Les haut-parleurs de graves peuvent également être disposés prêt des bords latéraux de la paroi de dif- fusion sonore, les caissons 2 des empilements peuvent alors êtres fixés directement les uns aux autres pour être couplés mécaniquement. L'agencement des haut-parleurs de graves peut être différent de celui décrit et par exemple être orga- visé selon des bandes horizontales ou diagonales. Le mur arrière peut également être utilisé comme cloison arrière des caissons. Les rapports de surfaces émissives peuvent être différents de ceux décrits. Toutefois, de préférence, les haut-parleurs de graves ont une surface émissive totale environ au moins cent fois supérieure à la surface émissive totale des haut-parleurs d'aigus ou les haut-parleurs de graves ont une surface émissive totale au moins douze à treize fois supérieure à une surface émis- sive totale des haut-parleurs de médiums. REVENDICATIONS 1. Procédé de sonorisation d'un local (100), comprenant les étapes de: répartir dans un plan (P) vertical du local une pluralité de hautparleurs de graves (1) solidaires d'au moins un caisson (2) pour former un plan d'émission so- nore, - relier les haut-parleurs de graves à un dispositif de reproduction sonore, une pluralité de ces haut- parleurs étant reliés au dispositif de reproduction sonore de telle manière que ladite pluralité de haut-parleurs de graves émet le même signal sonore simultané-ment. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson (2) forme une enceinte close. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, les hautparleurs de graves (1) étant solidaires de plusieurs caissons (2), le procédé comprend l'étape de coupler mécaniquement les caissons. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan vertical (P) est parallèle à un mur (102) du local. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson (2) a une dimension inférieure à 40 cm environ selon une direction normale au plan (P). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le caisson (2) a une épaisseur de l'ordre de 10 cm. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les hautparleurs de graves (1) sont organisés selon deux colonnes espacées l'une de l'autre. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, les hautparleurs de graves (1) étant solidaires de plusieurs caissons (2), les caissons ont une plus grande dimension s'étendant horizontalement et parallèle- 2857148 12 ment au plan (P) . 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de relier au moins un haut-parleur de médiums (4) et un haut- parleur d'aigus (3) au dispositif de reproduction sonore. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les hautparleurs de graves (1) ont une surface émissive totale environ au moins cent fois supérieure à la surface émissive du haut-parleur d'aigus (3). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le hautparleur de médiums (4) a une surface émissive huit fois supérieure à la surface émissive du haut-parleur d'aigus. 12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les hautparleurs de graves (1) ont une surface émissive totale au moins douze à treize fois supérieure à une surface émissive du haut-parleur de médiums (4). 13. Paroi de diffusion sonore, comprenant une pluralité de haut-parleurs de graves (1) répartis sur une face de la paroi et solidaires d'au moins un caisson (2) pour former un plan d'émission sonore. 14. Paroi selon la revendication 13, caractérisée en ce que le caisson (2) forme une enceinte close. 15. Paroi selon la revendication 13, caractérisée en ce que les hautparleurs de graves (1) sont solidaires de plusieurs caissons (2) qui sont couplés mécaniquement les uns aux autres. 16. Paroi selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un haut-parleur de mé- diums (4) et un haut-parleur d'aigus (3), le haut-parleur de médiums ayant une surface émissive huit fois supérieure à une surface émissive du haut-parleur d'aigus et les haut-parleurs de graves (1) ayant une surface émissive totale environ au moins cent fois supérieure à la surface émissive du haut-parleur d'aigus.