Diffusion

Le <a href="http://www.elektor.fr/bienentendu" target=_blank><U>livre</U></a> de Francis Ibre

Postby francis ibre » Sun Oct 03, 2010 12:00 am

Bonjour à tous,

les amateurs qui auront eu la curiosité d'aller sur le site de Klinger-Favre le savent déjà : avec l'aide de Jean-Jacques Bacquet, et surtout avec ses compétences et ses machines (!) nous avons réalisé des panneaux diffuseurs adaptés à mon salon.
Du sur mesure, que nous avons conçu et patiemment mis au point !

Jean-Jacques a une très grande expérience des diffuseurs, qu'il utilise en nombre dans ses auditoriums et dans les salles dont il aménage l'acoustique, voir son site ici :

http://klinger-favre.blogspot.com/


et les news ici :

http://klinger-favre-news.blogspot.com/

Vous aurez remarqué le magnifique Klavier-Hauss de New-York, plein de diffuseurs Klinger-Favre.
Cette salle a été faite à la demande de M. Fazioli, les fameux pianos.


Le diffuseur de Schroeder est un panneau garni de fentes dont la profondeur suit une séquence particulière : les ondes réfléchies aux fond des fentes ressortent à différents instants, et interfèrent avec londe incidente, pour former des lobes de diffusion dispersés dans l'espace.
Grâce à ce panneau, le mur du fond, au lieu de réfléchir l'onde **globalement** dans son ensemble, la sépare en un grand nombre d'ondes envoyées dans des directions différentes.

A une distance suffisante de ce panneau, on n'entend plus l'onde réfléchie sur le mur !
Tout se passe comme si le mur du fond avait disparu, comme si la salle était beaucoup plus grande.

Le champ sonore réverbéré est beaucoup plus diffus, omnidirectionnel, alors que sans panneau il est presque unidirectionel et **perpendiculaire** au mur.

La théorie des diffuseurs de Schroeder se base sur une suite de résidus quadratiques : la profondeur de chaque cellule est calculée à partir de son numéro, élevé au carré, et duquel on retranche si possible le nombre premier de départ.

Par exemple pour un panneau d'ordre 11 :
- cellule 0 : profondeur 0² = 0
- cellule 1 : 1² = 1
- cellule 2 : 2² = 4
- cellule 3 : 3² = 9
- cellule 4 : 4² = 16, et 16 - 11 = 5
- cellule 5 : 5² = 25, 25 - 11 - 11 = 3
etc...

Pour ce panneau d'ordre 11 la cellule la plus profonde fera donc 9 fois la demi-longueur d'onde de la fréquence la plus basse souhaitée.
Généralement on calcule ces panneaux pour qu'ils soient efficace dès 300 Hz, quoique ceux du commerce soient souvent calculés pour 500 Hz.

Afin d'optimiser mes panneaux, nous avons construit un prototype avec lequel nous avons fait de multiples essais.
Le choix de départ s'est porté sur un diffuseur d'ordre 7, parce que c'est celui qui offre la plus faible profondeur pour une fréquence basse donnée.

La théorie dit que l'ordre du diffuseur (nombre de cellules) doit être un nombre premier, mais je voulais quand même voir ce que donnerait un panneau d'ordre 8.

La suite d'ordre 7 est : 0 -1 - 4 - 2 - 2 - 4 - 1 - 0

Celle d'ordre 8 est : 0 - 1 - 4 - 1 - 0 - 1 - 4 - 1 - 0

Il n'a pas fallu longtemps pour constater que le panneau d'ordre 8 était nettement moins efficace que celui d'ordre 7 !!!
C'était quand même mieux que rien, et même beaucoup mieux, mais il restait des retours d'onde parfaitement détectables...

Plus intéressant maintenant : le panneau d'ordre 7 donne deux cellules de profondeur **2** côte à côte au centre.
Ces cellules renvoient l'onde **en même temps** et se comportent donc comme une seule cellule : on a donc enlevé la paroi les séparant.
Ce faisant on fait une cellule plus large, qui devient inefficace à une fréquence haute plus basse qu'avant, ce n'est pas fameux.
Nous avons donc réduit la largeur de cette cellule pour la ramener à la largeur des autres : notre diiffuseur d'ordre 7 ne comporte donc qu'une seule cellule de profondeur 2...

La suite est alors : 0 - 1 - 4 - 2 - 4 - 1 - 0

Ce n'est pourtant pas un panneau d'ordre 6 qui donnerait : 0 - 1 - 4 - 3 - 4 - 1 - 0

L'ordre 6 comme l'ordre 8 ne marchent pas très bien...

Les panneaux sont réalisés avec des rainures permettant de glisser les fonds de cellules en position variable, les parois délimitant les cellules pouvant être placées selon la séquence souhaitée !

Au final, nous avons donc des panneaux qui peuvent être montés de diverses manières, celle que j'ai retenu donne un ordre 7, ce que l'on peut voir sur les photos ci-dessous.
La réalisation est en médium, poncé et durci au fond-dur, puis peint, assemblage par rainures, et vissage.

Les plaques délimitant le fond des cellules ont été rainurées pour créer une diffusion des hautes fréquences, la séquence utilisée pour définir les profondeurs étant un des nombreux secret de JJB...

Je précise que sans la scie à panneaux (capacité 5m x 2 m environ) et la scie circulaire sur table (avec fraise à rainurer) il est illusoire de se lancer dans la réalisation...
De même les finitions ont été faites au pistolet.
Bref, sans matériel professionnel, c'est la galère assurée...


Et les résultats ?
Tout simplement exeptionnels !
Je ne m'y attendais pas, en tout cas pas à ce point-là.

L'image a gagné en aération, en profondeur, et en focalisation, rien que ça !
Le grave est plus percutant, le bas-médium mieux articulé, l'aigu plus aéré, et certains sons qui avaient tendance à projeter, à sortir du cadre et à envahir l'espace, ont retrouvé une position spatiale naturelle.


Si vous souhaitez fabriquer ce genre de panneaux, ne comptez pas sur moi : je n'ai pas le temps ni le matériel !
Voyez directement avec JJB, vous en profiterez pour aller écouter les matériels qu'il fabrique : ça vaut le détour.

Mais attention : après, ça sera difficile de revenir sur terre...

Bonnes écoutes à tous
Francis

Photos :
1 - panneau du fond à droite, formé de trois diffuseurs.
2 - celui de gauche, identique
dimensions : hauteur 94 cm, largeur 64 cm, prof 25 cm.
poids 33 kg par panneau.
Largeur totale pour un panneau de 3 diffuseurs : 192 cm, et 100 kg.
...et 54 heures de boulot... (rien que pour fabrication et peinture, je ne compte pas les essais)'
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La véritable musique est le silence et toutes les notes ne font qu'encadrer ce silence (Miles Davis)
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Postby francis ibre » Sun Oct 03, 2010 12:00 am

Suite : vue en gros plan, et depuis le plan des HP...
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Schroeder-3.JPG
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Postby cy.roger » Mon Oct 04, 2010 12:00 am

Bonjour Francis,
beau travail,merci pour ces explications comme je les aime
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Postby bilou69 » Mon Oct 04, 2010 12:00 am

Magnifiques
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Postby jc30 » Mon Oct 04, 2010 12:00 am

bonjour Francis,

A quel endroit ce place ses panneaux ? Derrière les enceintes ou derrière l'auditeur ?

Magnifique 100% WAF.

Cordialement

JC
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Postby cy.roger » Tue Oct 05, 2010 12:00 am

Bonjour Francis,
concernant la fabriquation des panneaux,j'aimerais savoir si quand il y a un vide entre la cellule et son fond,est-il comblé d'un matériau absorbant ?
Point de vue placement de tes panneaux j'ai fais le contraire de toi,moi j'absorbe(LDR) et ils sont placés à mi-hauteur puis à l'aide de la méthode du mirroir,il est vrai que j'entends bien moins la sensation d'espace en arrière de ma position,hum!! quelle est la bonne config:absorber ou diffuser
Sans ces panneaux j'entend le mur,à te lire je me demandes si il ne faudrait pas mieux diffuser à cette place
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Postby francis ibre » Tue Oct 05, 2010 12:00 am

Bonjour Roger,

je n'ai pas détaillé tous les essais qui ont été faits chez Klinger-Favre, parce que ça fait 30 ans que Jean-Jacques Bacquet fait des traitements acoustiques...

Il commence à connaitre le problème, et le solutions !

Ses explications ont été simples :

- le grave est omnidirectionnel et le champ réverbéré est intense : il faut de l'absorption dans le grave, et on peut la mettre n'importe où dans la salle

- l'aigu est directif, c'est incontournable, et le champ réverbéré est plus faible pour ces fréquences : il ne faut pas trop l'absorber sinon on assourdit la salle (et le son), il faut plutôt le diffuser.

- mais comme cet aigu est rayonné seulement dans l'axe du tweeter (et un peu autour) les panneaux diffuseurs ne peuvent être efficaces que s'ils sont EN FACE des tweeters !
Donc derrière l'auditeur...

- ça n'empêche pas d'en mettre EN PLUS sur les murs latéraux pour diffuser les réflexions primaires.

- donc derrière l'auditeur, il faut diffuser : le champ réverbéré doit être le plus diffus possible, étalé dans l'espace ET dans le temps, afin de ne pas perturber le champ direct, qui seul permet la localisation spatiale, l'impression d'espace, l'aération de la scène.


Les travaux de JJB au Klavier-Hauss, au festicval Musicalta de Rouffach, à Mirecourt (festival de lutherie) vont toujours dans ce sens : renforcer le champ direct (améliorer la clarté, l'intelligibilité) par rapport au champ réverbéré.
Soit on diffuse le champ réverbéré, et si ce n'est pas possible (comme dans une église) alors on récupère du champ direct en créant des réflexions précoces !



Quelques remarques en vrac :

- auparavant, j'avais mis des panneaux de bois perforés accordés, sur le mur du fond.
Je les ai enlevés quand nous avons refait la déco du salon. Ces panneaux ne traitaient que quelques fréquences précises dans le grave, ils n'absorbaient pas dans le médium-aigu et ne diffusaient pas, et je me rends compte maintenant qu'ils ne traitaient qu'un tout petit bout du problème !


- les vides sont... vides !
parfois JJB installe des évents en haut ou en bas de ces vides, afin de créer des résonateurs accordés qui absorbent certaines fréquences. dans ces cas difficiles le vide est rempli de LDR.


- les faces avant des parois de **fond d'alvéole** sont rainurées pour agir sur les hautes fréquences.
C'est indispensables !
Voir le site RT60 qui propose ce genre de diffuseur **anti flutter-echo**, avec une séquence d'ordre 7 très bien pensée.

Celle de JJB s'en rapproche. Nous avons fait la comparaison simplement en retournant toutes ces parois, car elles sont lisses sur l'autre face.
L'aération de l'aigu est très nettement meilleure avec les parois rainurées, ça saute aux oreilles !


Fabrication : c'est une affaire de spécialistes bien équipés. Un bon bricoleur ne pourra faire ces diffuseurs que s'il dispose d'un équipement sérieux, c'est à dire d'outils sur table et non portatifs, et avec des capacités importantes car il s'agit de découper des panneaux de grande taille...
Je suis assez bien équipé, j'ai fait les caissons Fidel à la maison, et pourtant je suis allé à Saint-Dié pour faire les diffuseurs... parce que c'est un problème bien plus compliqué qu'une simple boite !


A bientôt
Francis
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Postby py.jouff » Tue Oct 05, 2010 12:00 am

Bonjour Francis,

Puisque tu insistes sur la difficulté de fabrication, je me permets de te demander quelques éclaircissements.
Les dimensions sont modestes, l'assemblage à rainure me semble élémentaire, pour moi une scie circulaire sur rail, une bonne défonceuse (sur rail éventuellement), et une maîtrise correcte et assez minutieuse de ses outils me paraissent amplement suffisant pour venir à bout de cette réalisation.
J'en connais qui ont fait la charpente de Notre-Dame avec une scie et un ciseau à bois...
Or tu parles d'un matériel de type industriel !
Loin de moi de vouloir dévaloriser ce très beau travail mais j'avoue ne pas comprendre.
Où est donc cette difficulté ?

Merci de tes éclaircissements

PY
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Postby romain b » Tue Oct 05, 2010 12:00 am

Bonsoir Francis,

merci pour ce compte rendu. Quand on voit la quantité de travail que nécessite la fabrication de ces panneaux, on comprend mieux pourquoi c'est si cher...
- auparavant, j'avais mis des panneaux de bois perforés accordés, sur le mur du fond.
Je les ai enlevés quand nous avons refait la déco du salon. Ces panneaux ne traitaient que quelques fréquences précises dans le grave, ils n'absorbaient pas dans le médium-aigu et ne diffusaient pas, et je me rends compte maintenant qu'ils ne traitaient qu'un tout petit bout du problème !

Il me semblait que ces panneaux à base de rangements de 50 cm de profondeur avec portes persiennées je crois étaient d'une efficacité redoutable pour traiter les résonances de ta pièce. Par quoi les as-tu remplacés?
romain b
 
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Postby francis ibre » Tue Oct 05, 2010 12:00 am

Bonsoir à tous,

Romain : j'ai laissé les portes persiennées, ça marche très bien. On ne les voit pas sur les photos, elles sont à gauche, sur environ 3,50 m de large et 2,20 m de haut.


Difficultés : pour un assemblage impeccable DANS TOUTES LES POSITIONS POSSIBLES des parois et des faces, les rainures doivent toutes être faites à 0,2 mm près...
Pour que ça ait de la gueule, les arrondis sont faits à la toupie. Et dans le médium, si on ne tourne pas à 12000 tr/min au strict minimum, et avec des outils spécifiques, on fait de la boucherie...

Ensuite pour peindre du médium sur les tranches, si tu n'as pas du produit durcissant pro, et un pistolet, tu es mal barré...

Alors 54 heures de boulot à deux avec du matériel pro, ça ferait combien de temps seul avec des outils de bricoleur ???
Et pour quel résultat ?

Remarque bien que le panneau de médium n'est pas cher en épaisseur 20 mm, avec 200 euros tu peux déjà faire plusieurs diffuseurs, mais tu risques d'y passer tes grandes vacances, et d'en rater une paire avant d'en sortir un potable !
(visuellement bien ajusté partout)

Evidemment, pour un retraité qui a le temps et l'habitude du travail manuel il n'y a aucune difficulté, on est bien d'accord !

Cordialement
Francis
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