Brevet FR3084230A1 — publié le 20200124

DISPOSITIF DE DIFFUSION SONORE A COURBURE NON CONSTANTE FIGEE DESCRIPTION Domaine technique [01] La présente invention se rapporte à un dispositif de diffusion sonore pour une scène de spectacle telle que la scène d'une salle de concert ou d'un festival en plein air. Etat de la technique [02] Les objectifs de la sonorisation moderne sont d'assurer une couverture sonore sur l'audience la plus homogène possible, et ce sur tout l'ensemble du spectre audio (20Hz - 20kHz). [3] Il s'agit de donner aux spectateurs un volume sonore (dB SPL - décibel Sound Pressure Level ») d'intensité préférablement équivalente, tout en pouvant être adapté à souhait par l'installateur. Il convient en outre de garantir une qualité sonore optimale, c'est-à-dire exempte d'interférences. [4] Pour cela, il est courant de multiplier les sources acoustiques au sein d'un dispositif ou système de diffusion sonore. Les contributions de chacune des sources acoustiques s'additionneraient correctement si toutes les sources acoustiques étaient disposées en un même point. Dans la pratique ceci est impossible, une source acoustique présentant un volume non négligeable. [5] De plus, l'utilisation d'enceintes de « type point source » rend la réalisation de l'objectif d'intensité sonore homogène impossible car la décroissance naturelle de ce type de produit est de 6 dB par doublement de la distance. [6] Afin d'obtenir un niveau SPL plus élevé, il est également possible de mettre en commun plusieurs enceintes de ce type. Cet arrangement génère sur l'audience un champ sonore interférentiel pour les fréquences dont la 30 demi-longueur d'onde est plus petite que la distance séparant les éléments. 2 [7] L'utilisation d'enceintes dites « lignes sources » permet de réaliser les objectifs précédemment cités en améliorant considérablement la capacité à envoyer de l'intensité sonore au loin tout en assurant une perte de 3dB uniquement par doublement de distance en hautes fréquences, et en 5 assurant un champ sonore exempt de toute interférence. [8] Les enceintes de type « lignes sources » consistent à - empiler les haut-parleurs de grave et de medium les uns au-dessus des autres jusqu'à former une ligne courbe, en respectant un pas entre haut-parleurs inférieur à la demi-longueur d'onde la plus petite que chaque 10 haut-parleur doit reproduire ; - utiliser des haut-parleurs d'aigus (moteurs à compression) couplés à des guides d'onde de sortie rectangulaire, l'ensemble générant un front d'onde linéaire isophase exempt d'interférences quand bien même le pas entre deux moteurs est bien plus grand que la plus petite longueur d'onde 15 à reproduire. [9] Un guide d'onde est un dispositif physique permettant d'obtenir en sortie un front d'onde isophase possiblement plat. A ce titre, il joue le même rôle qu'un pavillon que l'on chargerait sur un moteur à compression, à la différence majeure qu'il nécessite un encombrement physique réduit. En 20 effet, l'obtention d'un front d'onde isophase plat en sortie nécessiterait un pavillon de longueur infinie, contraire aux objectifs de compacité d'un dispositif de diffusion sonore. [10] De plus, afin de pouvoir s'adapter à tous les types d'audiences et de pouvoir modeler à souhait la décroissance du SPL sur l'audience, ces 25 enceintes sont généralement conçues de façon modulaire comme des éléments relativement petits, dont la hauteur est globalement celle du haut-parleur le plus grand. [11] Chaque enceinte peut ensuite être inclinée par rapport à sa voisine de manière variable afin d'assurer les objectifs de couverture, d'intensité et 30 d'homogénéité. 3 [12] Cette flexibilité angulaire permet de focaliser l'énergie dans une direction (généralement l'audience lointaine) en empilant beaucoup d'enceintes avec peu ou pas d'angle inter-éléments ou, au contraire, de couvrir un grand secteur angulaire avec peu d'énergie en assemblant les 5 enceintes avec de grands angles inter-éléments. [13] Cette flexibilité liée à la modularité en petits éléments orientables présente toutefois un certain nombre d'inconvénients la multiplication des dispositifs de fixation à angle variable entre les enceintes qui implique un temps d'installation plus long, un surcoût et un 10 surpoids; - de nombreux panneaux de bois afin de fermer le volume acoustique de chaque élément, ce qui engendre également surcoût et surpoids ; une discontinuité du front d'onde due à la présence de ces panneaux de séparation et de jeux d'assemblage, conduisant à l'apparition de lobes 15 parasites hors axe. Ces lobes non maîtrisés peuvent par exemple être à l'origine de la mise en place de feedback (i.e. larsen) non souhaité pour le musicien qui se trouve sur la scène ; et une perte de volume acoustique du fait de la forme généralement trapézoïdale de la section d'une enceinte (afin de pouvoir l'incliner avec un 20 élément adjacent sans amplifier la discontinuité du front d'onde). [14] Ainsi, il existe un réel besoin pour un dispositif de diffusion sonore simple et rapide d'installation, permettant de s'adapter à n'importe quelle audience et offrant une grande qualité de diffusion sonore (pas de lobe parasite). 25 Description de l'invention [15] Pour résoudre un ou plusieurs des inconvénients cités précédemment, l'invention porte sur un dispositif de diffusion sonore comprenant un caisson unique et, dans ce caisson unique, au moins deux sources acoustiques haute fréquence superposées, et plusieurs sources acoustiques moyenne fréquence et/ou basse fréquence superposées et disposées à gauche et/ou à droite des sources acoustiques haute fréquence, les sources acoustiques 4 haute fréquence étant individuellement couplées à un guide d'onde de sorte à générer un front d'onde vertical à courbure non constante figée. [16] Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont : 5 - chaque guide d'onde comprend une sortie, les sorties des guides d'ondes étant disposées de manière parfaitement jointives, de sorte à former un ruban continu ; - la courbure du front d'onde vertical est non constante et figée, et son évolution est monotone ; 10 - les sources haute fréquence sont individuellement contrôlées électroniquement en amplitude et en phase de manière à adapter le front d'onde résultant aux objectifs de diffusion sur une audience ; - parmi la pluralité de sources acoustiques moyenne et/ou basse fréquence il y a au moins une source acoustique émettant sur une plage 15 moyenne fréquence, le dispositif de diffusion sonore comprenant également : o des volets orientables agissant sur une émission sonore d'au moins une des sources acoustiques haute fréquence pour produire une directivité d'émission sonore de la source acoustique 20 haute fréquence selon un secteur angulaire choisi, la source acoustique haute fréquence et la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence étant configurées pour émettre sur une plage de fréquences commune ; et o au moins un module de commande de type processeur de signal 25 numérique agissant sur un signal à destination de la source acoustique haute fréquence et sur un signal à destination de la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence de manière à appliquer dans la plage de fréquences commune au moins un paramètre de magnitude sur la source acoustique haute 30 fréquence et/ou sur la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence ainsi qu'au moins un paramètre de phase sur 5 la source acoustique haute fréquence et/ou sur la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence de manière à produire une directivité d'émission sonore du couple constitué de la source acoustique haute fréquence et de la source 5 acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence selon le même secteur angulaire choisi que la directivité produite par les volets orientables. [17] Pour couvrir une audience éloignée de la scène, l'invention porte en particulier sur un dispositif de diffusion sonore à portée étendue, dans lequel 10 l'ensemble des sources acoustiques haute fréquence produit une directivité d'émission sonore globale présentant un angle d'ouverture verticale total inférieur ou égal à 20°. [18] Pour couvrir une audience rapprochée de la scène, l'invention porte également sur un dispositif de diffusion sonore à ouverture verticale 15 étendue, dans lequel l'ensemble des sources acoustiques haute fréquence produit une directivité d'émission sonore globale présentant un angle d'ouverture verticale total supérieur à 20°. [19] Pour couvrir une audience de plus grande envergure, l'invention porte aussi sur un ensemble de diffusion sonore pouvant comprendre au moins 20 un premier dispositif de diffusion sonore à portée étendue et un dispositif de diffusion sonore tel que précédemment défini, superposés de telle sorte que l'ensemble de diffusion sonore résultant génère un front d'onde vertical à courbure non constante figée. [20] Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, 25 utilisables seuls ou en combinaison de cet ensemble, sont : - les sources haute fréquence sont individuellement contrôlées électroniquement en amplitude et en phase de manière à adapter le front d'onde résultant aux objectifs de diffusion sur une audience et à compenser une éventuelle non monotonie générée par un assemblage 30 des dispositifs entre eux ; et/ou 6 - l'ensemble de diffusion sonore comprend en outre des moyens de fixation configurés de sorte à ce que chaque dispositif de diffusion sonore est relié au dispositif de diffusion sonore situé au-dessus, respectivement en dessous, par des points de fixation dépourvus de réglage angulaire. 5 Brève description des figures [21] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d'exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : - les figures I a et 1 b représentent une scène équipée de dispositifs 10 de diffusion sonore disposés selon un arrangement stéréo classique (figure I a) ou un arrangement adapté pour diffuser un signal sonore spatialisé (figure 1 b) ; - la figure 2 représente une scène, la répartition physique d'une audience vues de profil, ainsi que le positionnement de quatre points 15 caractéristiques de l'audience : la cabine de mixage (c REVENDICATIONS1. Dispositif de diffusion sonore (300) comprenant un caisson unique (310) et, dans ce caisson unique (310), au moins deux sources acoustiques haute fréquence (320) superposées, et plusieurs sources acoustiques moyenne fréquence et/ou basse fréquence (330) superposées et disposées à gauche et/ou à droite des sources acoustiques haute fréquence (320), les sources acoustiques haute fréquence (320) étant individuellement couplées à un guide d'onde (340) de sorte à générer un front d'onde vertical à courbure non constante figée. 2. Dispositif de diffusion sonore (300) selon la revendication 1 dans lequel chaque guide d'onde (340) comprend une sortie, les sorties des guides d'ondes étant disposées de manière parfaitement jointives, de sorte à former un ruban continu. 3. Dispositif de diffusion sonore (300) selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel la courbure du front d'onde vertical est non constante figée, et son évolution est monotone. 4. Dispositif de diffusion sonore (300) selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel les sources haute fréquence (320) sont individuellement contrôlées électroniquement en amplitude et phase de manière à adapter le front d'onde résultant aux objectifs de diffusion sur une audience. 5. Dispositif de diffusion sonore (300) selon l'une des revendications 1 à 4 tel que parmi la pluralité de sources acoustiques moyenne et/ou basse fréquence (330) il y a au moins une source acoustique 25 émettant sur une plage moyenne fréquence, le dispositif de diffusion sonore comprenant également : - des volets orientables agissant sur une émission sonore d'au moins une des sources acoustiques haute fréquence pour 5 produire une directivité d'émission sonore de la source acoustique haute fréquence selon un secteur angulaire choisi, la source acoustique haute fréquence et la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence étant configurées pour émettre sur une plage de fréquences commune ; et 10 - au moins un module de commande de type processeur de signal numérique agissant sur un signal à destination de la source acoustique haute fréquence et sur un signal à destination de la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence de manière à appliquer dans la plage de fréquences commune au 15 moins un paramètre de magnitude sur la source acoustique haute fréquence et/ou sur la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence ainsi qu'au moins un paramètre de phase sur la source acoustique haute fréquence et/ou sur la source acoustique émettant sur une plage moyenne fréquence de 20 manière à produire une directivité d'émission sonore du couple constitué de la source acoustique haute fréquence et de la source acoustique émettant une plage moyenne fréquence selon le même secteur angulaire choisi que la directivité produite par les volets orientables. 25 6. Dispositif de diffusion sonore à portée étendue (300_F) selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel l'ensemble des sources acoustiques haute fréquence (320) produit une directivité d'émission sonore globale présentant un angle d'ouverture verticale total 30 inférieur ou égal à 20°. 26 7. Dispositif de diffusion sonore à ouverture verticale étendue (300_W) selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel l'ensemble des sources acoustiques haute fréquence (320) produit une directivité d'émission sonore globale présentant un angle d'ouverture verticale 5 total supérieur à 20°. 8. Ensemble de diffusion sonore comprenant au moins un premier dispositif de diffusion sonore à portée étendue (300_F) selon la revendication 6 et un dispositif de diffusion sonore (300, 300_F ou 10 300_W) selon l'une des revendications 1 à 7, superposés de telle sorte que l'ensemble de diffusion sonore résultant génère un front d'onde vertical à courbure non constante figée. 9. Ensemble de diffusion sonore selon la revendication 8 dans lequel les 15 sources haute fréquence (320) sont individuellement contrôlées électroniquement en amplitude et en phase de manière à adapter le front d'onde résultant aux objectifs de diffusion sur une audience et à compenser une éventuelle non monotonie générée par un assemblage des dispositifs entre eux. 20 10. Ensemble de diffusion sonore selon l'une des revendications 8 à 9, comprenant des moyens de fixation configurés de sorte à ce que chaque dispositif de diffusion sonore est relié au dispositif de diffusion sonore situé au-dessus, respectivement en dessous, par des points 25 de fixation dépourvus de réglage angulaire.