La puissance admissible - Les spécifications des enceintes - 4e partie 

La théo­rie et la pratique

On peut décrire la puis­sance admis­sible comme la quan­tité de courant élec­trique déli­vrée par l’am­pli qu’une enceinte peut rece­voir. La notion est souvent mal comprise et reste encore trop souvent utili­sée pour compa­rer la qualité de deux enceintes. Pour­tant, elle ne nous renseigne pas du tout sur la pres­sion acous­tique déli­vrée, et donc l’ef­fi­ca­cité d’une enceinte. Elle nous indique la tension maxi­male du signal qu’on peut envoyer dans l’en­ceinte avant qu’elle ne subisse un chan­ge­ment notable de ses carac­té­ris­tiques acous­tiques, méca­niques ou élec­triques. Au mieux, la puis­sance sur la doc d’une enceinte sert à déduire quelle puis­sance d’am­pli on va utili­ser, en fonc­tion des condi­tions d’uti­li­sa­tion. Le piège est qu’il y a plusieurs manières de calcu­ler la puis­sance admis­sible. Les construc­teurs les plus sérieux se démarquent géné­ra­le­ment par l’ex­pli­ca­tion précise des condi­tions de mesure.

L’équa­tion qui permet de calcu­ler la puis­sance P (en watts) que reçoit une enceinte est P = U2 / Z où U est la tension du signal, en volts, et Z l’im­pé­dance, en ohms. Pour déter­mi­ner le nombre de watts que l’en­ceinte peut encais­ser, un signal test est diffusé à diffé­rents gains. La tension aux bornes de l’en­ceinte est mesu­rée, et connais­sant l’im­pé­dance, on calcule la puis­sance élec­trique reçue. La réac­tion de l’en­ceinte est surveillée, et en fonc­tion de l’al­té­ra­tion de la réponse en fréquence, du taux de distor­sion, d’une éven­tuelle surchauffe de la bobine ou de son dépla­ce­ment exces­sif, une valeur de puis­sance admis­sible est défi­nie.

La durée du test préco­ni­sée par l’Au­dio Engi­nee­ring Society est deux heures. D’autres proto­coles existent (celui de l’Elec­tro­nic Indus­tries Alliance, celui de l’In­ter­na­tio­nal Elec­tro­tech­ni­cal Commis­sion…) et les construc­teurs défi­nissent souvent eux-mêmes leurs condi­tions de mesure, en modi­fiant le signal test, la durée du test ou la manière dont le signal est diffusé (en continu ou pas). Pour que l’uti­li­sa­teur puisse donner du sens au nombre affi­ché, il doit connaître le proto­cole suivi. L’ab­sence de docu­men­ta­tion autour d’une valeur de puis­sance est suspecte.

Puis­sance moyenne et puis­sance peak

La constante varia­tion d’am­pli­tude d’un signal sonore oblige à distin­guer, pour donner du sens au test, un niveau RMS, corres­pon­dant à une sorte de moyenne, bien que diffé­rent de la simple moyenne – root mean square : la racine carré de la moyenne des carrés – et un niveau de crête, corres­pon­dant aux pics de tension dans le signal, donc aux instants très courts durant lesquels la bobine doit se dépla­cer le plus dans le champ magné­tique (typique­ment pour l’at­taque de certains sons). On comprend faci­le­ment ce qu’est la valeur de crête (peak), mais la valeur RMS est souvent confon­due avec la moyenne toute simple. Moyenne et RMS sont diffé­rents mathé­ma­tique­ment. On se sert des valeurs de tension RMS, en volts, pour calcu­ler la puis­sance moyenne (et non RMS), en watts. Si on a deux échan­tillons, un à la valeur 0, le deuxième à +10, leur moyenne est de (0 + 10) / 2 = 5 et leur valeur effi­cace (RMS) est de √(02 + 102) / 2 = √50 = 7,071 . Le terme 'puis­sance RMS’ est un raccourci de langage et n’a pas de réalité physique.

Le facteur de crête

Comme il est utile de connaître la puis­sance admis­sible moyenne, dans la durée, et maxi­mum, dans les brefs pics (quelques milli­se­condes), il est utile que l’écart entre la valeur RMS du signal test et sa valeur peak soit cali­bré, pour que tout le monde parle de la même chose. Le ratio entre les deux est appelé facteur de crête. L’AES préco­nise depuis 2012 (publi­ca­tion qui renou­velle celle de 1984 sur la mesure des perfor­mances d’un haut-parleur) d’uti­li­ser comme signal test un bruit rose avec un facteur de crête de 12 dB, soit un ratio de 4 entre la tension RMS et la tension peak déli­vrée par l’am­pli, et de 16 entre la puis­sance moyenne et la puis­sance peak encais­sée par l’en­ceinte. Le facteur n’était que de 6 dB en 1984, donc un ratio de 2 entre tension RMS et peak, et de 4 entre puis­sance moyenne et peak. La puis­sance varie propor­tion­nel­le­ment au carré de la tension (P = U2 / Z).

Le facteur de crête du signal test est une info indis­pen­sable pour inter­pré­ter la valeur de puis­sance affi­chée dans les spéci­fi­ca­tions. Grâce au signal ainsi norma­lisé, on déduit la puis­sance peak à partir de la puis­sance moyenne, et vice versa. On peut alors envi­sa­ger, avec les spéci­fi­ca­tions des amplis en face, et en fonc­tion du type d’uti­li­sa­tion prévue, de déter­mi­ner la puis­sance d’am­pli­fi­ca­tion adéquate à l’en­ceinte.

On rencontre aussi, dans les spéci­fi­ca­tions d’une enceinte, la notion de 'puis­sance program­me’. Elle corres­pond à un certain nombre de fois (laissé à l’ap­pré­cia­tion des construc­teurs) la puis­sance moyenne, et donne en fait une puis­sance d’am­pli­fi­ca­tion que le construc­teur juge adap­tée à l’en­ceinte (souvent 2 × la puis­sance moyenne). Il en est de même de la 'puis­sance musi­ca­le’ : le construc­teur fait une esti­ma­tion de la puis­sance recom­man­dée, pour un usage de l’en­ceinte avec de la musique. Mais quelle musique ? Du jazz non compressé ou de la musique élec­tro­nique avec un écart entre les niveaux les plus faibles et les plus forts (la dyna­mique) très réduit, on se sait pas…