Sujet Incidence matériaux sur le son d'un baffle (pour bassiste)
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astroperenoel
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Je passe de ce côté du forum car étant bassiste, je cherche connaitre l'incidence que peut avoir du contre-plaqué comme matériau d'enceinte par rapport à des matières plus légères.
Si je me base sur un principe de rationalisation transport/poids/performance acoustique, est-ce que si je refais le cab avec des matériaux légers tout en gardant le volume je perds les propriétés acoustiques du baffle?
J'ai cherché longtemps sur le net, mais aucune info de ce genre n'est soulevée, comme si tout le monde admettait sans se poser de questions que les enceintes doivent être en contre-plaqué dense et épais.
Je ne souhaite pas avoir de réponse avec de tels a-priori donc merci de me répondre uniquement si vous savez.
Merci
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Nick Zefish
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Je ne suis pas expert du sujet. Mais il est universellement admis que pour faire un bon subwoofer, il faut du contreplaqué en bouleau de Finlande, malheureusement très cher. J'ai croisé quelques tefeurs fans de DIY, qui ont changé leur réalisation de sub en MDF pour du CP et m'affirmaient que ça n'avait rien à voir.
La rigidité d'un matériau est importante car le HP n'est pas le seul à vibrer: la caisse vibre également (en physique, on parle d'action et de réaction) et participe donc plus ou moins au son. D'ailleurs, le matériau n'est pas le seul paramètre pour rigidifier des parois, on peut aussi utiliser des tasseaux, de la mousse pour atténuer les ondes internes, etc.
Après, libre à toi de considérer que les grands constructeurs comme les utilisateurs n'utilisent le CP que par effet de mode et que toi tu vas pouvoir utiliser un meilleur matériau juste parce que tu n'es pas un mouton. Mais c'est franchement présomptueux de ta part non? Parce que le reste de l'humanité (ou au moins, des sonomens) réfléchi dans l'autre sens: si le CP est autant utilisé sur du matériel sérieux, c'est probablement qu'il y a une bonne raison!
Par contre, y'a un truc que je comprends pas bien: le contreplaqué, c'est déjà censé être un matériau très léger (et pas du tout dense!). Si pour toi c'est lourd, à quelles matières encore plus légères penses-tu? A l'ABS?. L'ABS est réputé sonner moins bien, mais il est tellement plus léger qu'il redevient un argument , heu, comment dire... de poids ? On trouve en tout cas des réalisations très convaincantes en ABS (RCF série ART, entre autres); mais pas pour les subs (à ma connaissance). Dans un même ordre d'idée, les aimants neodym se comportent moins bien que les aimants traditionnels (perte de pouvoir magnétique avec la chaleur). Mais ils sont tellement légers qu'il est quand même intéressant de les utiliser pour réaliser des enceintes très légères.
Enfin, il existe quelques réalisations avec un matériau au rapport rigidité/poids encore plus favorable que le CP: l'aluminium. Il existe un sub chez Genelec (monitoring, pas sono), et je crois que certains line-source utilisent l'alu pour obtenir des parois extrêmement fines et rapprocher ainsi les sources le plus possible. Ca reste annecdotique tant l'aluminium est cher. Et peut être aussi qu'il ne suffit pas d'être rigide et léger pour être une bon matériau d'enceinte.
[ Dernière édition du message le 28/09/2009 à 22:20:07 ]
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astroperenoel
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Permets moi de lever quelques points importants:
"Mais il est universellement admis que pour faire un bon subwoofer, il faut du contreplaqué", je comprends ta remarque mais c'est exactement le cliché que j'espérai éviter.
Je veux bien admettre des vertus à cette matière, ce qui est dommage c'est de ne rien avoir sous la main pour comparer.
"la caisse vibre également (en physique, on parle d'action et de réaction) et participe donc plus ou moins au son": c'est plutôt une transmission élastique de vibration en résonance, enfin peu importe
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Néanmoins c'est une donnée importante, tout matériau ayant sa fréquence propre on pourrait alors utiliser une matière qui ne vibrera pas avec les fréquences d'une basse (typiquement entre 20 et 5000Hz) ou très peu par amortissement (rupture de matière, contrainte, etc...)
"Mais c'est franchement présomptueux de ta part non? Parce que le reste de l'humanité (ou au moins, des sonomens) réfléchi dans l'autre sens: si le CP est autant utilisé sur du matériel sérieux, c'est probablement qu'il y a une bonne raison!": oui mais dans ce cas nul n'évoluerai vers le meilleur si on est trop passéiste et qu'on admet trop de choses.
En fait je vais te dire ce que je comptais faire, c'est ni plus ni moins qu'une structure composite âme légère ( à déterminer, je vais faire des essais de calcul de module de dureté sous Solidworks et un log de contraintes -c'est mon domaine d'étude- pour un télescope dont le miroir ne doit pas se déformer de plus de 10 nanometre, autant dire l'épaisseur d'une molécule! et rien qu'avec du Dépron, ce qui est très utilisé en maquette) avec de la fibre de verre ou autre tissu technique (kevlar/carbone, enfin vue le prix, c'est pas évident) collé à l'epoxy, sans visserie, avec le volume conservé et mousse d'atténuation.
De fait je conserve le débit, mais je ne sais pas du tout ce que modifie le fait de changer la nature du coffrage.
Le caisson(s) (en fait les) que j'ai sont en contre-plaqué de bouleau très dense de 15mm d'épaisseur, nu le petit cab fait 14Kg, j'espérais le ramener à quelques Kg si la modif ne changer rien au spectre projeté.
Sinon pour l'alu, comme je suis aussi métallo à mes heures je peux trouver des plaques pour pas cher, mais je préfère éviter, ça s'usine bien sur tour et fraiseuse, autant une plaque fine c'est pas très rigide. L'alu c'est de la guimauve, j'en fais l'expérience tous les jours en voulant tourner au centième de mm des pièce pourtant épaisses!
Tout ça pour dire que je ne suis pas du genre à révolutionner quoi que ce soit mais j'essaie de me donner les moyens de trouver des combines pour alléger les structures et je veux vraiment que mon expérience serve aussi dans ce domaine (quelques projets de lutherie avec du carbone un peu partout en vue), donc si on me convainc que c'est pas bien, tant pis mon dos souffrira un peu sinon c'est régime massique pour tout le monde
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Nick Zefish
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Pour les vibrations, il y a bien une histoire d'action et de réaction: la membrane avance, le HP recule et ce recul est transmis à toute la caisse. A cela s'ajoute l'onde acoustique interne qui va taper les parois et les faire vibrer. Pour le premier phénomène, il n'y a pas 36 solutions: il faut une enceinte (HP inclus) lourde et bien solidaire du sol. C'est donc intrinsèquement contradictoire avec la légèreté. Pas de bol!
Après, le comportement des matériaux vis à vis des vibrations (qu'elles aient pour origine l'onde interne ou les vibrations du HP) est lui beaucoup plus complexe à analyser. Il est fort possible que l'utilisation, du bouleau soit purement empirique (par expérience). Cette approche n'est pas moins scientifique et rigoureuse qu'un simulation numérique, qui d'ailleurs ne fait rien d'autre que calculer ce qu'on lui demande. Cela n'est ni passéiste, ni admettre: c'est faire l'essai avec divers matériaux, et constater que certains réagissent mieux que d'autres. Idem pour le placement de renforts, l'utilisation de mousse, etc. Mais là, vu que faire un test est relativement coûteux, tu imagines bien qu'aucun constructeur ne va délivrer ce genre d'information en libre accès à tout le monde,... y compris à des concurrents!
Pour savoir quel autre matériau pourrait convenir, la difficulté n'est pas de récupérer des informations déjà compilées par des constructeurs pour faire un calcul, mais précisément de déterminer ces informations. Il faut d'abord expérimenter, mesurer, caractériser. Il existe des méthodes extrêmement précises de mesure des phénomènes vibratoires à base d'interférométrie laser et d'holographie. Certains constructeurs automobiles ont utilisé ces techniques pour caractériser les vibrations d'une caisse complète de voiture. Je ne sais pas si des constructeurs d'enceintes utilisent également ces techniques. Mais bon, c'est juste pour dire: la recherche, ce n'est pas du calcul et de la théorie, c'est avant tout de l'expérimentation. Et L'exemple de l'interférométrie est là pour te montrer que c'est autrement plus complexe et coûteux qu'un calcul.
Une approche rigoureuse d'ingénierie serait:
1) de déterminer quels paramètres sont les plus importants: il se peut que la matière de la paroi ait un impact beaucoup plus faible que la forme de cette paroi (avec des corrugations pour la renforcer). Dans ce cas, il vaut mieux passer du temps à améliorer la forme qu'à étudier les matériaux. C'est un exemple fictif et ça peut être l'inverse: le problème est précisément de déterminer quel facteur est le plus important. En plus, dans la vraie vie d'une société, on pense au pognon: il se peut qu'une solution donne des résultats extraordinaires, mais son coût prohibitif interdit tout espoir de vente. Tu touches du doigt ce phénomène avec les composites: faire une caisse complète serait très cher. En revanche, le Kevlar, même cher, reste une bonne solution pour la membrane. Dans cette histoire, on ne met pas du Kevlar partout, mais juste là où son apport est tel qu'il est justifié malgré son prix. Cette phase d'un développement est extrêmement longue et coûteuse.
2) une fois ces paramètres déterminés, il faut les optimiser. Et là, le calcul numérique peut venir en aide: il permet de guider des choix, plutôt que de faire des essais par milliers sur toutes les configurations imaginables
3) on implémente, on sort un prototype
4) on évalue les performances du proto (cette activité est loin d'être aussi simple qu'elle n'en a l'air: quels critères mesurer? Comment?)
5) suivant les résultats de la vérification, on recommence une boucle de développement (zut) ou on sort le produit (youpi!).
Tout cela ne signifie pas qu'un calcul numérique ne sert à rien: il peut te servir à savoir comment fonctionne un logiciel de calcul. Et si tu vas jusqu'à bricoler et évaluer un prototype d'après les plans établis par calcul, ça te montrera dans quelle mesure ton calcul est représentatif de la réalité ou pas. Ca sera extrêmement pédagogique.
Une dernière remarque: tout cela explique pourquoi les boîtes qui sortent une gamme complète d'enceintes, d'installation, de discomobile, de touring avec en haut de la gamme des Line arrays, tout cela en l'espace de deux ans, ben ce n'est pas du matériel réellement optimisé. Ca fonctionne, mais ça n'a rien à voir avec ce que les plus grands constructeurs, qui mettent plusieurs années à concevoir une seule gamme d'enceintes, peuvent délivrer.
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astroperenoel
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Le recul du HP (qui est effectivement une réaction) peut s'annuler par un dispositif avec des petits ressorts par exemple (sauf si c'est une obligation que le hp doive transmettre ses vibrations à l'enceinte), donc je ne me fais pas trop de souci pour l'éventuel force de recul de ce côté.
D'autre part j'aurais du te dire que c'est un 3 corps (un caisson 15" avec tweeter, un caisson 2x10" avec tweeter et la tête qui fait bien 10-15Kg) et ces 3 étages empilés absorbent sans broncher les vibrations (si en plus je munis le caisson du dessous de patins anti-vibration avec une bonne accroche au sol), ça exclue du champ d'étude la réaction des cônes.
Après on est tout à fait d'accord, ça risque d'être complètement hors de porté l'analyse du comportement de la structure.
Interférométrie ça peut marcher à condition de disposer d'un banc optique et d'analyseurs.
En astronomie on peu faire cela (au nanomètre près) mais on caractérise des surfaces simples (sphères, paraboles), jamais des volumes et encore moins avec des arrêtes nettes!
Il y a peut-être une solution en extensométrie: capteurs de déformation, en plus je peux avoir accès à un protocole d'étude (labo méca Art & Metiers), encore une fois, pas évident mais réalisable.
Je ne prétends absolument pas faire une étude ultra poussée mais si j'arrive à caractériser l'impacte des matériaux en ce qui concerne les fréquence d'une basse (ça peut être totalement l'opposé avec un baffe de guitare ou de hi-fi vue le spectre) et si la modife ne change pas le son dans des proportions audible, je le ferai sans problème.
Encore merci pour tes conseils, et si il y a d'autres avis, n'hésitez pas
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Nick Zefish
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astroperenoel
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Je pensais mettre des ressort puissants sur les vis de serrage pour limiter les vibration et escomptais que l'énergie de vibration de la membrane serait totalement utilisée.
Encore un point à démontrer donc.
Bon, je retourne à mes pénates.
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Nick Zefish
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Est-ce que la différence flagrante de masse entre le saladier et la membrane ne suffit pas?
Par expérience, non, puisque déjà une enceinte qui n'est pas bien fixe par rapport au sol, cela s'entend. Et pourtant, il y a non seulement la masse du saladier, mais aussi celle de l'enceinte. Enfin, en Hifi au moins (j'ai déjà pu faire le test). Le défaut le plus flagrant d'enceintes sur de mauvais supports est une mauvaise image stéréo : on identifie fort bien le son comme venant de deux enceintes distinctes, avec un gros vide au milieu.
En sono, c'est probablement plus difficile à détecter car la crédibilité de l'image stéréo laisse à désirer, mais elle est compensée par la présence de l'artiste (le cerveau se raccroche plus à la vue qu'au son pour localiser les sources). Et l'artiste ne quitte pas le milieu de la scène sous prétexte que le son n'est pas continu de gauche à droite. Et puis les enceintes sont généralement autrement plus lourdes qu'en hifi.
[ Dernière édition du message le 30/09/2009 à 21:36:19 ]
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Merci.
Donc il faut trouver une autre astuce hum hum hum....
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astroperenoel
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C'est quand même bien fait le hasard, je tombe nez à nez avec une série de baffle de la même marque que moi (SWR) qui sont spécialement étudiés pour alléger la masse de l'ensemble.
Par exemple le modèle 2x10 que j'ai pèse 24Kg, la version light en fait 17, l'explication est dans les aimants "neodymium" et un caisson avec de l'alu.
Par contre aucune idée de la différence sonore entre les deux!
Encore une fois l'incidence des matériaux est un secret bien gardé
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