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Membrane en dôme, chambre de compression et pavillon

pédago Les différents principes de fonctionnement des haut-parleurs - 3e partie
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Pour finir le portrait de famille du haut-parleur le plus répandu, nous allons aborder ici des déclinaisons du modèle électrodynamique à cône.

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

Pour améliorer les performances dans les aigus, le cône est souvent remplacé par un dôme, et celui-ci parfois placé dans une cavité, appelée chambre de compression, débouchant sur une trompe, pour améliorer le couplage avec l’air.

Membrane en dôme

En termes génériques, on peut dire qu’un haut-parleur électrodynamique à dôme est un haut-parleur dont le diaphragme est de même diamètre que la bobine. La membrane occupe visuellement à peu près la place qui serait celle du cache anti-poussière que l’on voit avec les haut-parleurs à cône. Les matériaux utilisés sont plus ou moins durs : textiles enduits, matériaux composites et métaux.

Tweeter dôme PMC Fact
Haut-parleur PMC à dôme de 50 mm

Ce design présente des avantages pour les petits haut-parleurs. Il amène une solution au fractionnement de la membrane travaillant dans les aigus et permet un angle d’ouverture plus large dans le haut du spectre. En d’autres termes, la forme hémisphérique de la membrane assure une meilleure rigidité et une directivité des aigus moins marquée. De plus, l’absence de spider élimine certains problèmes de résonance.

Autre bénéfice : la dissipation de la chaleur que la bobine accumule est plus aisée, car son diamètre est maximal : c’est celui de la membrane elle-même. Par exemple, avec un tweeter à cône de 40 mm de diamètre, la bobine aura un diamètre d’un tiers, d’environ 13 mm. En revanche, avec un tweeter à dôme de même dimension, la bobine aura un diamètre de 40 mm, offrant plus de surface pour la dissipation de la chaleur. On peut noter aussi la popularité des ferrofluides, utilisés depuis les années 70. Ces matières visqueuses transmettent la chaleur de la bobine aux pièces polaires, créant un pont thermique améliorant le refroidissement.

Chambre de compression et pavillon

Altec compression+horn
Chambre de compression et pavillon Altec

Le but premier de la chambre de compression est d’augmenter le rendement. À l’intérieur se trouve un haut-parleur à membrane en dôme, dont le diamètre n’excède généralement pas 10 cm. La chambre est couplée à un pavillon. Le pavillon est une trompe dont un côté est plus évasé que l’autre. Le plus petit s’appelle la gorge et le plus grand l’embouchure. Il transforme les fortes variations de pression sur une petite surface, à proximité de la membrane, en variations de pression plus faibles sur une aire plus grande, au niveau de l’embouchure. Cela assure une meilleure propagation dans l’air et a permis dès les années 30 la sonorisation de grands espaces.

Le terme « compression » vient du fait que la gorge est plus petite que la membrane. La pression acoustique est ainsi concentrée dans la chambre, avant d’être répartie par le pavillon, assurant une bonne adaptation à l’impédance de l’air. On gagne alors en sensibilité et en contrôle de la directivité.

meyer compression schema crop
Schéma de compression Meyer

Le couplage avec le pavillon se fait au travers d’une « pièce de phase ». Elle joue un rôle important dans l’amélioration de la sensibilité et l’allure de la réponse en fréquence. Elle est généralement munie de fentes concentriques et est située juste au-dessus de la membrane. Elle débouche sur la gorge du pavillon. À propos des pavillons, il est fascinant de voir tous les profils existants. Ils ont été le sujet de recherches très nombreuses, en quête de la meilleure courbure, et furent, pendant longtemps, les alliés indispensables de la sonorisation, dans la poursuite de rendements toujours meilleurs. Des progrès certains ont été accomplis, mais revers de la médaille, la réponse en fréquences des pavillons a tendance à être moins linéaire que celle des haut-parleurs à radiation directe.

Dans les prochains articles, nous décrirons d’autres modèles de haut-parleurs électrodynamiques, en commençant par le haut-parleur à ruban.

 

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