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Architecture et performances des systèmes de sonorisation

Zone, somme et ligne

Chacune de ces trois approches est efficace lorsqu'elle est mise en place correctement, quoique la structure en line array soit actuellement la plus utilisée. Voyons pourquoi et anticipons sur l'avenir !

 

Zone, somme et ligne : architecture et performances des systèmes de sonorisation
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Cet article est fourni par ProSound­Web







Zone, somme et ligne : chacune de ces trois approches est effi­cace lorsqu’elle est mise en place correc­te­ment, quoique la struc­ture en line array soit actuel­le­ment la plus utili­sée. Voyons pourquoi et anti­ci­pons sur l’ave­nir !

On me pose beau­coup de ques­tions sur le son.

Dans la plupart des cas, ces ques­tions néces­sitent des éclair­cis­se­ments et des expli­ca­tions à propos des fonc­tions, des proprié­tés et des concepts ; les autres ques­tions concernent mon opinion sur les méthodes ou les tendances actuelles.

Il y a quelque temps, on m’a posé des ques­tions qui m’ont amené à réflé­chir en profon­deur.

Parmi ces ques­tions, certaines reve­naient régu­liè­re­ment, notam­ment : Pourquoi les systèmes line array sont-ils si popu­laires ? Sont-ils le fruit d’un effet de mode ou vont-ils perdu­rer ? Quelle solu­tion s’im­po­sera à l’ave­nir ?

Le fait est que les systèmes line array ont été adop­tés presque unani­me­ment par les profes­sion­nels de la sono­ri­sa­tion. Quasi­ment tous les fabri­cants proposent diffé­rents produits basés sur ce concept.

Mais quelles sont les raisons de la domi­na­tion sans partage des struc­tures en line array sur les autres systèmes ? S’agit-il d’une tendance sans fonde­ment ou la confi­gu­ra­tion verti­cale possède-t-elle des avan­tages intrin­sèques réels par rapport aux autres types de système ?

En obser­vant et en analy­sant les choses, j’ai décou­vert que ces struc­tures en ligne possèdent des atouts tangibles, et surtout qu’elles apportent un avan­tage réel qui est peut-être le plus impor­tant de tous malgré son insi­gni­fiance appa­rente.

Pour que cet article conserve tout son inté­rêt et toute sa clarté, nous allons exami­ner les bases des systèmes de sono­ri­sa­tion quels qu’ils soient sous un angle légè­re­ment diffé­rent de ce qui se fait habi­tuel­le­ment.

 

Sono­ri­sa­tion par zone

Une approche conven­tion­nelle et intui­tive consiste à consi­dé­rer les lieux de grande taille comme un ensemble de plusieurs zones plus petites. On forme donc des clus­ters (grappes d’en­ceintes) qui sono­risent diffé­rentes zones afin de couvrir tout l’es­pace acous­tique. La réponse de chaque enceinte du clus­ter peut ensuite être opti­mi­sée en termes d’éga­li­sa­tion et de volume sonore.

Cette approche, que l’on appelle sono­ri­sa­tion par zone, néces­site de mini­mi­ser les recou­pe­ments entre les champs de disper­sion sonore des diffé­rentes enceintes. Le but des déve­lop­peurs d’en­ceintes et des tech­ni­ciens qui installent ces systèmes est d’ob­te­nir une tran­si­tion homo­gène d’une zone à l’autre.

Electro-Voice X-Array sur la dernière tournée mondiale de AC/DC.

Ce système est conçu de sorte que les audi­teurs ne soient pas expo­sés au son d’en­ceintes proches les unes des autres ou placées à des distances diffé­rentes. Plus simple­ment, disons qu’il est néces­saire que les signaux des diffé­rentes sources sonores atteignent les oreilles des audi­teurs sans déca­lage tempo­rel.

Le fait de diffu­ser le son sur des distances diffé­rentes engendre plusieurs problèmes. Étant donné que la zone de couver­ture de chaque enceinte augmente au fur et à mesure que la distance parcou­rue par le son s’ac­croît, il convient d’aug­men­ter l’angle entre les enceintes qui diffusent le signal sur une longue distance.

Cepen­dant, pour contre­car­rer la dimi­nu­tion de la pres­sion acous­tique au fur et à mesure que la distance de diffu­sion augmente, on a tendance à réduire les angles entre les enceintes afin qu’un plus grand nombre d’entre elles pointe vers la zone cible et soutienne ainsi le volume sonore sur une longue distance.

C’est pourquoi les systèmes de sono­ri­sa­tion par zone utilisent géné­ra­le­ment des enceintes à longue portée et à disper­sion étroite.

Les enceintes Elec­tro-Voice X-Array, Nexo Alpha, Turbo­sound Flash­light et Aspect sont toutes d’ex­cel­lents outils pour la sono­ri­sa­tion par zone.

La concep­tion de ces enceintes a néces­sité des efforts impor­tants afin que chacune dispose de carac­té­ris­tiques de disper­sion verti­cale et hori­zon­tale distinctes et constantes.

Habi­tuel­le­ment, ce type d’en­ceintes utilise rela­ti­ve­ment peu de trans­duc­teurs asso­ciés à des pavillons de contrôle de la disper­sion.

 

Sono­ri­sa­tion par somme

L’autre archi­tec­ture utili­sée pour la diffu­sion sur de grandes distances est ce que j’ap­pelle la sono­ri­sa­tion par somme. Ici, le but est de consti­tuer un groupe d’en­ceintes qui sonne comme une seule et unique source de grande dimen­sion.

La carac­té­ris­tique de disper­sion de ce point de diffu­sion géant est ensuite ajus­tée et opti­mi­sée pour couvrir toute la zone d’écoute en variant les angles entre les diffé­rentes enceintes qui le consti­tuent.

Lors de la mise en place de cet ensemble, la prin­ci­pale diffi­culté est d’op­ti­mi­ser la « coopé­ra­tion » entre les diffé­rentes enceintes qui le composent. Le plus souvent, on dispose les enceintes très proches les unes des autres pour les empê­cher de fonc­tion­ner comme des sources sépa­rées (les groupes de subwoo­fers sont géné­ra­le­ment conçus de sorte qu’ils fonc­tionnent comme une somme, c’est à dire comme une seule et unique source sonore).

Rat Sound Rat Trap 5 à la grande époque.

Le but commun de ces deux approches est d’évi­ter que les audi­teurs perçoivent deux sources acous­tiques sépa­rées placées très

près l’une de l’autre mais non équi­dis­tantes de l’au­di­teur.

Pourquoi ? Essen­tiel­le­ment parce que des sources sonores non équi­dis­tantes diffu­sant le même signal créent un effet de filtre en peigne qui a pour consé­quence d’af­fai­blir le niveau de sortie, de dété­rio­rer la réponse en fréquence et, plus grave encore, de sonner de façon désa­gréable.

Par le passé, la sono­ri­sa­tion par somme était très peu répan­due, les seules enceintes dispo­nibles pour ce type d’ar­chi­tec­ture étant les Clair Bros S-4, Rat Sound (ma société) Rat Trap 5 et, dans une certaine mesure, les Showco Prism (les compo­sants et la confi­gu­ra­tion des Prism étaient tenus secrets mais, pour avoir mixé sur ces enceintes et observé leurs carac­té­ris­tiques acous­tiques, il me semble qu’elles sont conçues pour la sono­ri­sa­tion par somme).

Géné­ra­le­ment, ce type d’en­ceintes utilise peu de trans­duc­teurs montés assez près les uns des autres pour donner l’im­pres­sion d’une source sonore unique. Le problème majeur vient de l’es­pa­ce­ment des enceintes entre elles qui les fait sonner comme des sources distinctes. Cela entraîne des recou­pe­ments entre les champs de disper­sion des diffé­rentes enceintes, un effet de filtre en peigne et une couver­ture sonore non uniforme.

 

Sono­ri­sa­tion par ligne

Comme toute autre chose, les carac­té­ris­tiques du son ne sont jamais soit noires, soit blanches, mais passent par diffé­rents dégra­dés de gris. Par consé­quent, dans la pratique, les systèmes de sono­ri­sa­tion combinent les deux approches dans des propor­tions variables. On adop­tera plutôt la sono­ri­sa­tion par somme pour les basses fréquences et la méthode par zone pour les hautes fréquences.

Les tech­niques utili­sées par les concep­teurs de systèmes de sono­ri­sa­tion tendent donc vers l’ap­proche par zone ou par somme ; ce faisant, le choix de la fréquence de coupure est prépon­dé­rant pour la clarté sonore et la couver­ture uniforme de la zone d’écoute.

Très populaire dans les années 60, le Shure Vocal Master utilisait le concept line array.

L’une des variantes de la sono­ri­sa­tion par somme est la struc­ture en ligne (line array). A ce propos, il faut souli­gner que cette solu­tion n’est pas nouvelle puisqu’elle est utili­sée depuis plusieurs décen­nies. L’un de ses repré­sen­tants les plus anciens est le véné­rable Shure Vocal Master, un système de sono­ri­sa­tion portable des années 60 qui utili­sait une ligne verti­cale de woofers 10" montés dans une seule enceinte.

Regar­dez de plus près les enceintes Clair S-4 et vous décou­vri­rez que leurs woofers 18" et 10" sont dispo­sés sur une ligne verti­cale pour qu’elles forment un système line array lorsqu’elles sont empi­lées. Les enceintes Rat Trap 5 peuvent égale­ment être confi­gu­rées en line array. Jetez aussi un œil au « Wall of Sound » de Grate­ful Dead qui était consti­tué de lignes verti­cales pour quasi­ment chaque instru­ment.

Dans les années 90, la méthode de diffu­sion des hautes fréquences des systèmes de grande taille se rappro­chait de la sono­ri­sa­tion par zone pendant que la diffu­sion du bas du spectre corres­pon­dait à la méthode par somme.

La diffé­rence majeure entre les deux approches concer­nait la qualité globale de chacune des deux archi­tec­tures (en zone ou en somme) et le choix de la fréquence de coupure. Le but des parti­sans de la sono­ri­sa­tion par zone était d’uti­li­ser une fréquence de coupure basse alors que les adeptes de l’ap­proche par somme visaient une fréquence de coupure plus haute.

Puis, L-Acous­tics a déve­loppé une enceinte qui incar­nait pour la première fois ce que le fabri­cant a appelé le concept V-DOSC ; conçue pour les systèmes de sono­ri­sa­tion de grande taille, cette enceinte nova­trice utili­sait l’ap­proche par somme pour tout le spectre sonore, autre­ment dit elle incor­po­rait les hautes fréquences à la sono­ri­sa­tion par somme.

L’ap­proche unifiée était née. Elle permet­tait aux concep­teurs de systèmes de sono­ri­sa­tion d’éli­mi­ner la tran­si­tion entre la struc­ture par somme et l’ar­chi­tec­ture par zone ou de la dépla­cer dans les hautes fréquences de sorte qu’elle devienne insi­gni­fiante.

 

Arron­dir les angles

Concen­trons-nous à présent sur les détails qui font l’in­té­rêt, l’uti­lité et l’uni­cité des systèmes line array bien conçus. Contrai­re­ment à la sono­ri­sa­tion par zone, l’ar­chi­tec­ture line array de bonne qualité améliore l’uni­for­mité du volume sonore sur toute la distance de diffu­sion.

A ce stade, soit vous optez pour le concept de « forme d’onde cylin­drique » proposé par certains fabri­cants, soit vous réflé­chis­sez au phéno­mène de réduc­tion du volume sonore au fur et à mesure que la distance de diffu­sion s’ac­croît, tout en sachant que le fait d’aug­men­ter le nombre d’en­ceintes contre­ba­lance la baisse de volume causée par l’aug­men­ta­tion de la distance d’écoute. Il n’en reste pas moins que les systèmes line array peuvent proje­ter le son sur des distances plus ou moins grandes en modi­fiant simple­ment l’angle verti­cal entre les enceintes.

Système line array JBL VerTec avec subwoofers suspendus pour Def Leppard.

Une carac­té­ris­tique avan­ta­geuse des line arrays réside dans leur largeur réduite grâce à laquelle ils se marient assez faci­le­ment aux grands écrans vidéo et aux autres effets de scène. Outre le fait que la grande majo­rité des spec­ta­teurs ne veut rien manquer de ce qui se passe sur scène sans néces­sai­re­ment voir la sono, cette carac­té­ris­tique offre égale­ment l’avan­tage majeur de permettre l’uti­li­sa­tion d’en­ceintes plus puis­santes dans les lieux exigus.

De plus, la façade peut être suspen­due assez faci­le­ment en jouant unique­ment sur son ajus­te­ment verti­cal, ce qui permet de prévoir le résul­tat sonore de façon fiable et néces­site moins de points de trac­tion dans la plupart des endroits.

La simpli­cité, les avan­tages logis­tiques et la possi­bi­lité d’an­ti­ci­pa­tion du résul­tat sonore des systèmes line array sont de véri­tables atouts par rapport aux autres méthodes de sono­ri­sa­tion qui néces­sitent de nombreux points de trac­tion espa­cés avec préci­sion pour l’ob­ten­tion d’une couver­ture sonore correcte du lieu.

Pour­tant, malgré ces avan­tages, les systèmes line array ne sont pas systé­ma­tique­ment la meilleure méthode de sono­ri­sa­tion. L’ar­chi­tec­ture par zone consti­tue par exemple une solu­tion fiable pour remé­dier aux problèmes d’ho­mo­gé­néité du volume sonore sur toute la distance de diffu­sion grâce à l’uti­li­sa­tion d’en­ceintes à longue portée et à la multi­pli­ca­tion des points de diffu­sion qui compensent la baisse de la pres­sion acous­tique sur les longues distances.

De plus, lorsqu’ils sont bien conçus, les systèmes de sono­ri­sa­tion par zone compacts et à forte puis­sance peuvent parfai­te­ment s’in­té­grer aux diffé­rents effets du show et peuvent même être suspen­dus derrière les écrans vidéo perméables aux ondes sonores.

Les systèmes suspen­dus bien conçus desti­nés à la sono­ri­sa­tion par zone existent déjà ou ne sont pas loin de voir le jour. Et les nouvelles géné­ra­tions de subwoo­fers à disper­sion cardioïde possèdent quant à elles des atouts certains pour la couver­ture sonore par zone dans le bas du spectre.

Enfin, les logi­ciels de simu­la­tion du résul­tat sonore ne sont pas la chasse gardée des systèmes line array, de sorte que les champs d’ap­pli­ca­tion des deux approches sont quasi­ment les mêmes d’un point de vue pure­ment tech­nique.

 

Facteur humain

Fina­le­ment, le choix de la méthode utili­sée dépend essen­tiel­le­ment des goûts et des capa­ci­tés logis­tiques du lieu, hormis sur un point qui concerne notre anato­mie : nos oreilles sont placées de part et d’autre de notre tête.

Cette carac­té­ris­tique nous permet de loca­li­ser les sources sonores avec une préci­sion extrême sur le plan hori­zon­tal mais n’offre qu’une percep­tion approxi­ma­tive de leur posi­tion sur le plan verti­cal.

Les structures en line array possèdent des avantages esthétiques indéniables pour l'intégration de la sono aux équipements de scène modernes.

Il en va de même de notre cou qui permet une rota­tion hori­zon­tale éten­due mais un dépla­ce­ment verti­cal limité. Nous tour­nons la tête et faisons pivo­ter notre corps sans arrêt pour scan­ner l’en­semble des sources acous­tiques sur le plan hori­zon­tal.

En bref, nous dispo­sons d’un système de percep­tion stéréo dont on exploite toutes les quali­tés en espaçant les sources sonores hori­zon­ta­le­ment. C’est pour cette raison que les diffé­rentes sources des systèmes de diffu­sion ne sont pas espa­cées verti­ca­le­ment.

Les struc­tures en line array possèdent des avan­tages esthé­tiques indé­niables pour l’in­té­gra­tion de la sono aux équi­pe­ments de scène modernes.

Dans certains envi­ron­ne­ments domes­tiques, la dispo­si­tion verti­cale des sources sonores peut s’avé­rer avan­ta­geuse d’un point de vue logis­tique ; pour­tant, notre système audi­tif permet de saisir toute l’es­thé­tique et toute la complexité des signaux sur le plan hori­zon­tal alors qu’il a plus de diffi­cul­tés à loca­li­ser les sources sonores espa­cées verti­ca­le­ment.

Si vous n’êtes pas convaincu, faites l’es­sai et écou­tez !

Avez-vous déjà essayé de coucher un système line array ? L’ex­pé­rience est inté­res­sante et je suis sûr que le son produit par cette dispo­si­tion vous paraî­tra moins bon.

Obser­vez les produits dispo­nibles sur le marché et vous consta­te­rez que, dans la plupart des cas, il est impos­sible de varier les angles entre les enceintes quand elles sont dispo­sées sur une ligne hori­zon­tale. Cela permet de mini­mi­ser les recou­pe­ments des champs de disper­sion des enceintes entre elles dans le haut du spectre pour une couver­ture sonore aussi homo­gène que possible.

Mais au fait, ça ne vous rappelle rien ? Et oui, nous retrou­vons le prin­cipe de sono­ri­sa­tion par zone !

 

Arran­geons

Line array Nexo GEO de très grande taille au Superdome de la Nouvelle-Orléans.

Donc voilà toute la problé­ma­tique, ou du moins ma façon de voir les choses.

En l’état actuel des tech­niques, il faut utili­ser de nombreuses enceintes pour pouvoir couvrir de grands espaces ; en effet, aucune enceinte n’est capable à elle seule de déve­lop­per suffi­sam­ment de puis­sance, de couvrir tout le spectre sonore et d’of­frir suffi­sam­ment de poly­va­lence pour s’adap­ter à tous les lieux et à toutes les zones d’écoute.

On est donc contraint d’uti­li­ser de nombreuses enceintes en optant pour une archi­tec­ture hori­zon­tale, verti­cale, bidi­men­sion­nelle ou même pour une dispo­si­tion des enceintes les unes derrière les autres.

Les enceintes actuel­le­ment dispo­nibles peuvent sonner ensemble de façon satis­fai­sante mais pas parfaite. Par consé­quent, on peut réali­ser des groupes d’en­ceintes cohé­rents mais pas parfaits.

Notre système audi­tif est très sensible à ces imper­fec­tions sur le plan hori­zon­tal et beau­coup moins exigeant sur le plan verti­cal.

L’atout prin­ci­pal des systèmes line array est qu’ils tirent profit des défi­ciences de notre système audi­tif en canton­nant les imper­fec­tions sonores au plan verti­cal, qui est la dimen­sion dans laquelle nous sommes le moins en mesure de les perce­voir.

À cela s’ajoute le fait que la struc­ture en « collier de perles » de l’ar­chi­tec­ture line array présente des avan­tages esthé­tiques certains. C’est pourquoi j’af­firme que ces systèmes ne sont pas un simple effet de mode.

Natu­rel­le­ment, on en vient à se deman­der quelle solu­tion sera utili­sée dans l’ave­nir.

Je pense qu’il s’agira d’une tech­no­lo­gie qui permet d’adap­ter encore mieux la qualité d’écoute à la façon dont est présen­tée la musique. Ou bien sûr, il pourra s’agir d’une solu­tion à l’image du MP3, c’est-à-dire moins onéreuse, plus compacte et plus pratique… mais malheu­reu­se­ment de qualité moindre.


Pour plus de news et d’in­for­ma­tions concer­nant l’au­dio profes­sion­nelle, rendez-vous sur ProSound­Web.



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