Brevet FR2913846A1 — publié le 20080919

L'invention concerne un procédé de charge aérodynamique d'un haut parleur, et un dispositif de reproduction sonore faisant application. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION On connaît des procédés pour charger un haut-parleur consistant à l'installer sur une paroi d'un caisson ou à lui adjoindre un conduit tubulaire. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un nouveau procédé de charge. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Selon l'invention, on propose un procédé de charge aérodynamique d'un haut-parleur comportant une membrane, dans lequel on dispose en regard du haut-parleur un cache rigide recouvrant le haut-parleur et définissant avec la membrane un volume ouvert sur l'extérieur par une ouverture, l'ouverture ayant des dimensions propres à générer des frottements visqueux dans l'air transitant par cette ouverture lors de déplacements de la membrane, les- dits frottements visqueux modifiant la dynamique de la membrane. Lors de grandes excursions de la membrane provo-quant des mouvements convectifs macroscopiques de l'air contenu dans ledit volume, l'ouverture agit comme un aju- tage qui oppose une résistance au passage de l'air, ce qui charge le haut-parleur. Sa dynamique en est modifiée, ce d'autant plus que les déplacements de la membrane sont importants. On se situe ici dans une gamme de fréquences bien inférieures à la fréquence de Helmholtz du résonateur constitué entre la membrane et le cache. De préférence, l'ouverture est périphérique et s'étend entre le cache et un baffle ou une paroi sur le-quel le haut-parleur est monté. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 2 L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe d'un caisson équipé d'un haut-parleur chargé selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif de reproduction sonore faisant selon un mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue de face de l'ensemble de reproduction sonore de la figure 2, solidarisé à un téléviseur. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, et de façon connue en soi, un haut-parleur 1 est monté sur la paroi d'un cais- son 2 équipé d'un évent 3. Le haut-parleur 1 comporte un saladier 5 dont le bord périphérique externe est rapporté sur la paroi du caisson 2 et qui porte en son centre un moteur 6. Le moteur 6 comporte un noyau mobile 7 qui fait bouger une membrane conique 7. L'extrémité externe de la membrane 7 est reliée au saladier 5 par une suspension 8. Selon l'invention, on dispose en regard du haut-parleur 1 un cache sous la forme d'une plaque rigide 10 fixée à la paroi du caisson 2. La plaque rigide 10, réalisée par exemple dans une tôle métallique, a ici une forme généralement de révolution et présente un centre 11 bombé pénétrant dans le volume intérieur de la membrane 7, ainsi qu'une couronne périphérique 12 qui passe par-dessus la suspension 8 est qui vient s'étendre en regard de la paroi du caisson 2 à une distance d de cette der- nière. La couronne périphérique 12 recouvre la paroi du caisson 2 au moins sur une distance radiale L. La plaque rigide 10 définit avec la membrane 7 un volume V ouvert vers l'extérieur par une ouverture annulaire 20 s'étendant entre la paroi du caisson 2 et la couronne périphérique 12. 3 Lors de grands déplacements de la membrane 7, correspondant à des sons de forte puissance, de l'air est alternativement chassé du volume V et aspiré vers celui-ci par l'ouverture annulaire 20. Les dimensions d,L de l'ouverture annulaire 20 sont choisis de sorte que l'air passant par l'ouverture annulaire 20 soit le siège de frottements visqueux internes contrariant ce passage. Le passage d'air ainsi contrarié charge la membrane 7 et en modifie sa dynamique. En particulier, la charge ainsi créée est d'autant plus importante que les mouvements de la membrane 7 sont importants. On crée ainsi une charge variable, augmentant avec la puissance d'alimentation du haut-parleur. On abaisse ainsi la fréquence de résonance du haut-parleur, sans détériorer son, amortissement. Ce type de charge est une alternative aux contrôles actifs de haut-parleurs, très délicats à mettre au point. Le principe de l'invention ainsi illustré se prête à toutes sortes d'adaptation, ainsi que le perçoit immédiatement l'homme du métier : -on peut modifier la forme de la partie centrale bombée 11 pour modifier le volume défini entre la membrane 7 et la plaque 10. En effet, l'air emprisonné dans ce volume est susceptible de se comporter comme un réso- nateur d'Helmholtz. La variation de ce volume par conformation de la plaque rigide 10 permet de régler la fréquence de ce résonateur. En particulier, on pourra se contenter d'utiliser une simple plaque plane, ou au contraire, utiliser une plaque présentant un bombé cen- traie dans l'autre sens, de façon à définir un volume plus important ; - on peut modifier la forme de l'ouverture annulaire 20 pour régler les caractéristiques de résistance au passage de l'air par cette ouverture. Celle-ci peut être plus ou moins radialement étendue ; la couronne pé- 4 riphérique peut ainsi recouvrir plus ou moins la paroi du caisson, ou plus généralement du baffle sur lequel le haut-parleur est monté. La distance entre la plaque rigide et la paroi peut être modifiée, voire être variable si la couronne est dotée d'un profil variable ; - on peut modifier la forme générale de la plaque rigide, qui peut ne pas être de révolution, par exemple pour des raisons d'esthétique. A titre d'exemple chiffré, pour un haut-parleur d'un diamètre de 20 centimètres, monté sur un baffle de telle sorte que sa suspension ne saille pas de la paroi, on pourra utiliser une plaque rigide plane circulaire d'un diamètre de 30 centimètres, disposée à 2 millimètres du baffle. A la figure 2 est illustrée une application du principe de l'invention à un dispositif de reproduction sonore 105 comportant un caisson ayant la forme générale d'un parallélépipède allongé. Le caisson définit ici deux enceintes de basse 106 accolées par leurs petites faces. Chacune des enceintes de basse 106 est équipée de deux haut-parleurs de basse 107, et comporte un évent 108. Les haut-parleurs 107 sont ici installés sur une face du dis-positif de reproduction sonore 5. Un cache, ici une simple tôle métallique 109, s'étend en regard des haut- parleurs 107 à très petite distance, de l'ordre du millimètre (sur la figure 2, cette distance a été exagérée relativement aux dimensions du caisson, pour plus de clarté). Le cache 109 définit avec la membrane de chaque haut-parleur un volume d'air ouvert sur l'extérieur par une ouverture périphérique de faible hauteur. Les mouvements convectifs de l'air poussé par la membrane du haut-parleur sont ainsi contrariés, particulièrement aux grandes excursions des bobines des haut-parleurs de basse 107 créant des mouvements convectifs macroscopiques de l'air. La résistance opposée au passage de l'air par cette pe- tite ouverture périphérique, du fait des frottements vis-queux, crée une charge aérodynamique du haut-parleur augmentant avec le déplacement de la membrane du haut-parleur. Il convient donc de disposer le cache à une dis-5 tance h de la paroi de l'enceinte qui soit suffisante pour permettre un mouvement aisé de la membrane aux petites puissances, mais pas trop grande pour réguler les excursions importantes aux hautes puissances, et ainsi éviter les excursions qui conduiraient à l'affolement du haut-parleur. Cette charge par obstacle, très simple et peu coûteuse à mettre en oeuvre, permet d'éviter l'utilisation d'un contrôle actif des haut-parleurs particulièrement délicat à mettre au point. Le caisson porte en outre, aux extrémités des en- ceintes de basse 106, deux haut-parleurs médium-aigus 110 qui rayonnent latéralement vers l'extérieur. Or le son rayonné par ces haut-parleurs est beaucoup plus directionnel que le son émis au moyen des enceintes de basse 106. Des réflecteurs 111, formés ici par des extrémités recourbées de la tôle métallique 109 renvoient le son rayonné par les haut-parleurs 110 vers l'avant. Des es-sais d'écoute ont permis de constater que les réflecteurs 11 induisent un effet de spatialisation marqué entre le son provenant du haut-parleur 110 gauche et le son prove-nant du haut-parleur 110 droit, permettant des effets sonores intéressants. Sur la figure 3, le caisson du dispositif de reproduction sonore 5 a été placé derrière un téléviseur à écran plat 101 (illustré en pointillés sur la figure 2). Le caisson du dispositif de reproduction sonore est entièrement caché derrière le téléviseur 101. Seuls dépassent sur les côtés du téléviseur 101 les réflecteurs 111, donnant à l'ensemble une esthétique particulièrement intéressante. L'ensemble ainsi constitué forme un ensemble autonome, ne reposant que sur le pied du téléviseur. 6 L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute va-riante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que les caches illustrés forment avec la paroi du caisson une couverture périphérique, on pourra également mettre en oeuvre un cache qui ferme le volume d'air défini avec la membrane au niveau de sa périphérie, l'ouverture pouvant par exemple être ménagée au centre du cache. L'ouverture pourra alors prendre la forme d'un tube mince propre à engendrer des frottements visqueux dans l'air transitant par cette ouverture. REVENDICATIONS 1. Procédé de charge aérodynamique d'un haut-parleur comportant une membrane (7), caractérisé en ce que l'on dispose en regard du haut-parleur un cache rigide (10, 109) recouvrant le haut-parleur et définissant avec la membrane un volume (V) ouvert sur l'extérieur par une ouverture, l'ouverture ayant des dimensions propres à générer des frottements visqueux dans l'air transitant par cette ouverture lors de déplacements de la membrane, lesdits frottements visqueux modifiant la dynamique de la membrane. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'ouverture est une ouverture périphérique (20) s'étendant entre le coche et un baffle ou une paroi sur lequel le haut-parleur est monté. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le cache est une plaque rigide circulaire. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel 20 la plaque rigide a une partie centrale bombée vers le haut-parleur. 5. Dispositif de reproduction sonore, comportant au moins un caisson sur la paroi duquel au moins un haut-parleur comportant une membrane est monté, caractérisé en 25 ce qu'un cache rigide est disposé en regard du haut-parleur pour recouvrir le haut-parleur et définir avec la membrane un volume ouvert sur l'extérieur par une ouverture, l'ouverture ayant des dimensions propres à générer des frottements visqueux dans l'air transitant par cette 30 ouverture lors de déplacements de la membrane, lesdits frottements visqueux modifiant la dynamique de la membrane. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans le-quel l'ouverture est une ouverture périphérique qui 35 s'étend entre le cache et un baffle ou une paroi sur le-quel le haut-parleur est monté.