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Comprendre l’impédance

pédago Les spécifications des enceintes - 3e partie
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Dans la série des spécifications d’une enceinte, intéressons-nous à l’impédance. Sa mesure est importante, tout d’abord pour éviter de griller son ampli, mais aussi parce qu’une courbe d’impédance, dans le détail de ses accidents, révèle beaucoup du comportement d’une enceinte.

La société LD Systems a décidé d'adosser sa marque aux articles 'sonorisation'. Elle n'intervient aucunement dans la rédaction des articles en question.

Ce n’est cependant pas le but de l’article que d’approfondir la réflexion sur l’impédance, nous nous arrêterons à une introduction générale sur le sujet et aux implications pratiques qui en découlent.

Une définition

L’impédance est un élargissement de la notion de résistance. Les 2 sont exprimées en Ohms (Ω). Cependant, en plus du composant appelé « résistance », les condensateurs et bobines à induction (selfs) présentent aussi un obstacle au passage du courant. Mais à la différence de la résistance, avec un courant dont la tension n’est pas continue, leur pouvoir résistif change en fonction de la fréquence. L’impédance n’est pas la même selon la vitesse de variation de la tension. Appliquée à un haut-parleur, celui-ci agissant électriquement comme un circuit avec une résistance, une self et un condensateur, l’opposition qu’il présente au signal change avec la fréquence du signal.

L’impédance est notée Z et obéit à la loi d’Ohm (U en volts, Z en ohms, I en ampères : U = Z × I). À la différence de la résistance, elle se caractérise aussi par sa phase (en degrés), importante à prendre en compte dans la conception d’une enceinte ou d’un filtre, un peu moins en sonorisation. L’impédance s’étend à d’autres domaines que l’électricité : elle est aussi mécanique ou acoustique (résistance au mouvement et résistance à la propagation sonore).

La notation conventionnelle

Que recouvre la valeur d’impédance notée au dos des enceintes, puisqu’elle change en fonction de la fréquence ? C’est une convention, motivée par des considérations pratiques. Pour le détail du comportement de l’enceinte, il faut regarder — comme d’habitude — une courbe, avec la fréquence en abscisse et l’impédance en ordonnée. Les constructeurs réduisent cette courbe à une valeur dite « nominale », dans le but de faciliter l’utilisation de leur matériel.

03 A EAW SB1002 impedance curve
Exemple de courbe d’impédance du sub EAW SB1002 qui comporte deux HP de 46 cm

L’information la plus importante pour l’utilisateur est l’impédance minimum à laquelle descend l’enceinte, car il y a une impédance minimum pour le bon fonctionnement d’un ampli, notée dans ses spécifications. Il est donc préconisé (par l’AES) que l’impédance minimum de l’enceinte, dans sa bande passante de fonctionnement, ne soit pas inférieure à 80 % de son impédance « nominale ». En d’autres termes, la valeur choisie par les constructeurs pour noter l’impédance de leurs enceintes ne doit pas être trop éloignée du minimum mesuré. L’impédance « nominale » est une valeur conventionnelle, généralement 4 ou 8 ohms, choisie parce qu’elle est juste au-dessus de l’impédance minimum mesurée.

Sur le visuel ci-contre*, la courbe orange est celle d’un seul des deux HP (chaque HP peut-être alimenté par un canal séparé), la verte, celle des deux ensemble sur le même canal d’ampli, en parallèle. Ce sub opère sur la bande 28 Hz — 160 Hz. Un HP a une impédance nominale de 8 Ω, les deux de 4 Ω.

*Documentation EAW

En pratique

03 B spkr parallel
Schéma de branchement de 2 enceintes en parallèle

La loi d’Ohm nous montre que la quantité de courant que doit délivrer l’ampli est inversement proportionnelle à l’impédance que l’enceinte présente (la charge) : I = U/Z. Plus Z diminue, plus l’ampli devra fournir une quantité de courant importante, jusqu’au moment où il chauffe trop et casse. La plupart des amplis de sono professionnels acceptent une charge de 4 Ω, voire 2 Ω. En pratique, la règle générale est qu’on peut brancher deux enceintes identiques de 8 Ω en parallèle sur une sortie d’ampli supportant une charge de 4 Ω, trois sur une sortie supportant 2 Ω.

Le calcul permettant d’arriver à cette conclusion est : impédance totale des enceintes = impédance d’une enceinte/nombre d’enceintes (ça ne marche qu’avec des impédances identiques, sinon la règle est un peu plus compliquée), soit 8 Ω/3 = 2,67 Ω. On est encore au-dessus de la limite d’un ampli acceptant une charge de 2 Ω, même si l’impédance réelle descend jusqu’à 80 % de l’impédance nominale. Quoi qu’il en soit, il faut rester prudent quand on flirte avec la capacité maximale d’un ampli ; les spécifications ne sont pas toujours données avec la même rigueur, et selon le matériel, le niveau, la durée et les conditions d’utilisation, l’ampli risque de chauffer beaucoup (trop). La plus grande prudence est de mise en câblant des enceintes en parallèle.

03 C Wharfedale LX 15M 02

Quand une enceinte est dotée de 2 prises HP, sans autres indications, le fait de la relier à une autre enceinte crée toujours une liaison en parallèle. Cette embase supplémentaire est prévue pour ça, dans la mesure où on ne relie que des enceintes de modèle identique et qu’on respecte la limite de l’ampli. Une vérification des spécifications est indispensable avant de câbler des enceintes en parallèle sur un ampli (tous les amplis ne supportent pas une charge de 2 Ω, toutes les enceintes ne présentent pas 8 Ω non plus).

Sur le visuel ci-contre (documentation Wharfedale), on voit la deuxième embase speakon pour éventuellement brancher une deuxième enceinte en parallèle.

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