« Sono » : différence entre les versions

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La première question je peux y répondre de la manière suivante : La sono est la science derrière le fait de devoir envoyer du son via des enceintes vers une zone d’écoute.  

La deuxième est une question simple auquelle la réponse est beaucoup plus compliquée. Je vais essayer à travers cette doc de vous faire comprendre pourquoi il faut pousser un peu plus loin les réflexions lorsqu'on décide de sonoriser un espace.

Le spectre c’est une notion que vous avez déjà vu normalement en prépa donc je m’étale pas, c’est juste les fréquences qui composent ton signal.

Spectre audible de l’homme : ''' 20Hz-20kHz '''

La niveau sonore se dissipe en 1/r2. Cela est dû à la propagation d’une onde sonore qui est en forme sphérique. Quand on double le rayon de la sphère on augmente par 4 sa surface, donc on divise par 4 le niveau sonore. ''' En doublant la distance à l’écoute on diminue donc par 6dB le niveau perçu. '''

Pour rappeler un peu la prépa, un doublement de la puissance correspond à +3dB.

'''L’oreille humaine perçoit le son de manière logarithmique.''' Donc quand bien même une baisse de niveau de 6dB correspond à une division par 4 de la puissance sonore, l’oreille humaine, elle percevra cette baisse de manière linéaire. Donc trql c’est pas aussi dramatique pour l’homme contrairement à ce que les maths veulent nous faire croire. C’est totalement subjectif mais en moyenne ce qu’on perçoit à l’oreille comme une division par 2 du niveau sonore est une baisse de 10dB.

'''Les ondes sonores peuvent interférer entre elles.''' Et oui ça reste des ondes donc comme vous avez vu en prépa, elles peuvent être en phase, ou en opposition de phase. Le résultat est soit la sommation (les deux ondes se superposent et forment un son plus fort) ou de l’annulation (les deux ondes s'opposent parfaitement résultant en un niveau sonore nul).

Il faut savoir que '''seules des ondes de mêmes fréquences interfèrent entre elles.''' Une onde à 50Hz va pouvoir interférer avec une autre onde à 50Hz mais en aucun cas une onde de 1KHz aura un impact sur une onde de 50Hz.

Un phénomène physique important à avoir en tête pour la sono qui découle de ces interférences est le '''filtrage en peigne'''. Il est caractérisé par une perte de niveau sonore sur une fréquence, et toutes ces harmoniques. Ça peut arriver lorsqu'on place plusieurs enceintes dans une même zone mais on détaillera ce point plus loin dans la doc.

=== Les enceintes ===

Elle est très claire et t’introduis bien le fonctionnement.

Je te conseille également de lire la doc sur le rack sono qui détaille le parcours du signal avant d’arriver aux enceintes.

Les têtes (ou mains) sont les enceintes qui vont couvrir la partie haute du spectre de ton signal. Environ de 100Hz à 20kHz. Comme on l’a dit, les hautes fréquences (en général au dessus de 1kHz) sont très directive. Donc pour que le public en profite il suffit de pointer l’enceinte vers les gens.  

Les hautes fréquences sont peu puissantes, elles vont donc rapidement être dissipées dans l’air et le public n’en profitera pas à grande distance (on parle ici de plusieurs dizaines de mètres). On a quelques astuces pour palier ce problème, c’est pourquoi tu dois être attentif au placement de celles- ci pour que le public profite du haut du spectre de ton signal même à grande distance. Je développe.

Une première règle est : délimiter son espace d’écoute en deux, et placer les enceintes au milieu de chaque zone.

Cependant on va avoir ici '''le phénomène de filtrage en peigne''' sur les endroits ou la couverture des deux enceintes se croisent. Ce phénomène apparaît lorsque deux sources sonores arrivent en un même point avec un delay. Le delay peut être dû au fait qu’une personne du public se trouve plus proche d’une enceinte qu’une autre. Il y aura donc des fréquences qui vont se superposer (sommation) et d’autres qui vont s’annuler (d’où les grands pics dans la représentation ci-dessus en forme de peigne). Pour mieux comprendre le phénomène de filtrage en peigne je te conseille cette vidéo :  

https://www.youtube.com/watch?v=0wvlrBx3U4c

La seule chose qu’on peut y faire c’est de minimiser les endroits ou la couverture des enceintes se croise.

'''! ATTENTION !''' Il faut trouver un juste milieu entre minimiser la superposition des enceintes et assurer une couverture complète de l’espace. On voit sur le deuxième graphe qu’en choisissant des enceintes avec une couverture horizontale plus serrée, une partie du public est en dehors de la couverture des enceintes  

J’introduis ici rapidement la notion de ''Fill''. Comme leurs noms l'indiquent, ce sont des enceintes destinées à remplir un espace qui ne serait pas sonorisé. Comme illustré juste ici, le fill ici est placé juste au milieu à l’avant (front fill) pour remplir l’espace qui n’était pas couvert par les têtes. Il introduit de nouvelles zones d'interférence (non représenté sur le schéma) c’est pourquoi on préférera dans un premier temps couvrir le maximum d’audience avec nos têtes plutôt que de faire recours à des fill, quitte à faire une plus grosse zone d’interférence.

Alors oui les enceintes seront plus loin du public, donc il va falloir les pousser plus forts, mais ce n’est pas un problème si tu dimensionnes correctement la sono 😀.

Voilà ce que peut donner un mauvais placement des sub :

C’est un placement avec les subs disposées à gauche et à droite de la scène (ce sont les cubes vert). C’est un montage qui paraît sympa car il est symétrique mais voici le résultat en termes de puissance sonore. On observe des grandes allées où il n’y a aucune basses. Simplement parce que les ondes des deux subs vont se croiser et par endroit être en opposition de phase, et donc plus de basses! Ce n’est clairement pas souhaitable pour le public. On va opter pour d’autres solutions.

=====Voici des exemples de montages avec nos caissons :=====

* Une diffusion omnidirectionnelle. C’est un montage simple qui consiste à placer les 4 subs en carré 2*2 (empilée) (montage cube centré).

Simple à monter, efficace, il permet une couverture du public uniforme. A idéalement placer le proche du mur du fond pour éviter les réflexions contre le mûr du fond.  

* Un montage cardioïde. Ce sont des montages cependant plus complexes à mettre en place donc il faut voir si ça vaut le temps supplémentaire de mise en place. Typiquement pas sûr qu’en distenn ça serve… Par contre en gymnase c’est indispensable !

Il existe une variante avec les lobes resserrés sur les côtés en les plaçant côte à côte mais espacés d’une demi longueur d’onde a 100Hz. '''Ce montage peut être très intéressant pour le distenn''' limitant les réverbérations contre les murs latéraux et simple à mettre en place.

** Le montage à gradient aligné comme précédemment mais avec qu’une paire d’enceinte.

** Le montage à gradient inversé. Il consiste à mettre une sub au-dessus de l’autre, chacun orienté dans deux directions opposées et en retardant le sub du bas.

=== Puissance Sonore Nécessaire ===

L’objectif est que chaque personne dans la foule ait la meilleure écoute possible. Pour ça il va falloir déterminer :  

Ok la je te montre un peu comment faire des calculs vite fait mais dans les faits on va pas vraiment pouvoir se baser sur ça.

Supposons qu’on doit couvrir une soirée gymnase, donc la zone d’écoute sera environ de 20m*30m, supposons que nos enceintes sont placées à 6m de hauteur et qu’on souhaite avoir un niveau de 100dB minimum aux différents points d'écoute.

Pour dimensionner ta sono on va devoir parler en dB. Donc on dit 100dB en tout point du public. Donc il nous faut une enceinte suffisamment puissante pour que même au fond de la salle il y ait 100dB. Comment on détermine les décibels qu’il faut en sortie d’enceintes?

Un peu de maths :  

Dans le pire des cas, au fond de la salle, on est à 30m et l’enceinte est à 6m de hauteur. D’après une magnifique relation de pythagore ça nous dit qu’on est donc à 30.6m de l’enceinte.  

Maintenant quelle enceinte choisir ? Il en existe plusieurs types :  

Pour les soirées Distenn et cafet c’est simplement des point source (des enceintes classique sur pieds), ça suffit largement.  

Pour les plus grosses soirées comme en gymnase d’autres systèmes sont envisageable comme le line array. Une doc spécifique aux line array existe. Ce n’est pas nécessaire de la lire c’est plus pour votre culture car notre système pour le gymnase n’est pas tout à fait un line array. Une doc spécifique existe pour l'installation complète de ce système.

== Le réglage ==

Comme tu l’as vu, nos aiguës et nos basses ne viennent pas des mêmes enceintes. Il est donc nécessaire qu’elles soient synchronisées. On va les synchroniser en mettant du délais pour qu’elles soient en phase.

Contrairement à ce que l’on peut croire, ce n’est pas une question d’avoir nos basses synchronisées avec les aigues pour un ressenti de la musique. L'oreille humaine n’entend pas un décalage de quelques ms entre les deux, c’est pour une question de phase entre les fréquences de crossover.

C’est quoi le crossover ? C’est le passage de fréquence à partir desquels on tranche entre les têtes et les subs. Il y a un échange de fréquence (les subs laissent les têtes reprendre le haut du spectre sonore). Il s’agit d’un filtre passe bas pour les sub qui match un filtre passe haut pour les aigus avec une pente d’en général -24/-48 dB/octave. Lorsque que la coupure se fait (aux alentours de 100Hz), les subs diminuent tranquillement en amplitude les fréquences à partir de 100Hz pendant que les têtes reprennent le pas à partir de 100Hz. Il y a donc un chevauchement autour de cette bande de fréquence entre les ondes cédées par les subs et les ondes reprises par les têtes ce qui conduit à des interférences.

Le principe : si les enceintes ne sont pas synchro, il se peut que les ondes cédées par les subs à partir de 100Hz soient en opposition de phase avec celle que les têtes reprennent à partir de 100Hz et bingo, on a un gros trous d’amplitude à 100Hz et donc un son de merde!  

Bon ça c’est le principe. Maintenant pourquoi est-ce que ça ne sert à rien? Et bien simplement parce que comme les têtes, les sub ou les fills ne sont pas aux mêmes endroits, suivant l’endroit où tu te trouves dans la foule, la phase relative que tu percevras entre les différentes enceintes changera.

Ça veut dire que tu ne peux avoir toutes les enceintes en phase que en un seul point du public.

Après, suivant les montages, tu peux avoir les sub et les mains en phase, si par exemple tu mets tes subs derrière tes mains en mode “Montage End-Fire”. Mais ce sont des montages beaucoup trop complexes pour nous et qui s'adressent plutôt à un stade qu’à des soirées étudiantes à CS. Donc globalement on ne va pas trop se soucier de l’alignement têtes/sub.

Si tu es sur un système avec des têtes suspendue et les subs au sol, y a rien à faire, il y aura des interférences sur les fréquences de crossover. C’est comme ça! La sono c’est des compromis.

=== Les EQ (pink noise) ===

Les EQ te permettent de modifier l’amplitude de certaine bande fréquence (ex: c’est grâce à ça qu’on peut monter les basses). Il va être indispensable pour avoir une bonne réponse en fréquence surtout dans des pièces fermées ou chaque pièce aura une acoustique différente.

Tu vas placer le micro de mesure (ce sont des micros particuliers avec une réponse en fréquence plate) face à une enceinte. Tu gardes l’autre éteinte, ça t'éviteras les interférences entre les enceintes. Tu reporteras le même réglage que tu fais sur celle allumée. Tu balances un bruit rose et tu observe dans ton analyseur de spectre (Open Sound Meter pour nous).  

Chaque pièce a sa signature spectrale. Il y a des pièces qui vont avoir tendance à augmenter les fréquences autour de 500Hz par exemple ou absorber autour de 2kHz. L’idée est dans un premier temps de venir corriger ces défauts pour retomber sur une réponse à peu près plate.

Donc avec l’EQ tu vas venir corriger ces effets. Petite parenthèse : certe on utilise des outils de mesures pour équilibrer la sono mais il ne faut pas oublier que ça ne doit pas forcément être parfaitement uniforme sur un analyseur de spectre, '''ça doit avant tout rendre bien à l’écoute!''' Tu dois faire confiance à tes oreilles lorsque tu fais ces changements dans ta sono et ne pas te laisser obséder par tes mesures!

Donc tu règles tes caissons de basses pour avoir les basses qui te semble correcte, puis tu viens faire un EQ jusqu'à avoir le son parfait. Et finito pour l’EQ.

=== Niveau Sonore (dB) ===

Il est donc clair que le public court un danger s’il est exposé sans protection à un niveau sonore de 105dB en continue. Le problème est que si le niveau sonore n’est pas assez fort, les gens ne s’ambiancent pas. Donc on se met à combien ?

Après avoir fait de nombreux tests, fixer le niveau autour de 100db en soirée étudiante pour le prime de la soirée me semble avoir été le meilleur compromis. Donc tu fixes ton db-mètre le plus proche des enceintes accessible au public, tu fais tourner un son bien dynamique qui couvre un maximum de fréquence (bien sur pendant les refrains) à fond sur les platines et tu règles le niveau de ta sono dans le processeur (gains des entrées) de manière à atteindre ces valeurs de dB. Une fois que c’est fait, tu fixes les seuils de tes limiteurs à cette valeur de manière à ce qu’ils commencent à peine à s’engager (tu peux prendre quelques dB de marge sur le seuil pour pas trop affecter ton son). C’est pour protéger la sono si le DJ pousse comme un bourrin par maladresse ou si un bug arrive et génère un son fort (dysfonctionnement du matériel). Au moins ton niveau ne dépassera pas le seuil et donc ton matériel et les oreilles des gens sont protégés.

== FIN ==

Qu’on soit bien d’accord, on ne s’embête pas à ce point à chaque montage. Cette doc est là pour te donner les clés si jamais tu dois monter une grosse scène type gymnase. Pour un distenn ou une cafet, on a déjà les réglages prédéfinis, tu charges juste le bon réglage dans le processeur et basta.