Line array

Cette doc n’est qu’une courte introduction au sujet. Je fais certains arrondis en ne considérant que les cas de notre application en tant qu’asso étudiantes, évidemment il y a des différences entre sonoriser un gymnase et sonoriser l’accord arena. Les lines arrays sont des systèmes très complexes sur lesquels il y a de quoi parler pendant des heures et des heures. Des livres entiers y sont dédiés, il est donc clair qu’à l’issue de cette doc vous ne saurez pas tous les détails. Je vous conseille les livres « Between the lines : concept in sound system design and alignment” (livre très facile à lire qui s’adresse à un public qui a déjà les bases de la sono) ainsi que “Sound system design and optimisation” (beaucoup plus technique celui ci) si vous souhaitez approfondir le sujet. Vous pouvez aussi regarder cette vidéo.

Par ailleurs, je conseille de lire la page sono avant de lire celle-ci. Je ne rappelle pas les basiques dans cette doc.

Qu’est ce que c’est?

Les lines arrays sont une technologie d’enceintes qui consiste à les empiler les une au-dessus des autres, et à les suspendre en hauteur. Ça a été une révolution pour les scènes lives de grandes ampleurs car elles permettent de régler énormément de problèmes qu’avaient les techniciens du son avant cette invention.

Ils sont aujourd’hui un incontournable de toutes les scènes. Ils sont d’une part très compact en comparatif avec les anciens systèmes et ont un excellent rendu sonore.

Comme leurs architectures est dans l’axe vertical, il n’y « pas » (ou peu) d’interférences entre enceintes dans le plan horizontal (le plan dans lequel se tient le public). Ils permettent d’avoir plus de contrôle sur l’orientation du son à travers la foule et ainsi de distribuer plus uniformément la puissance sonore.

Je vous conseille cette vidéo qui rend très clair le fonctionnement des lines arrays : [1](https://www.youtube.com/watch?v=8c-gD4mwI8A)

En clair vous l’avez compris, maintenant qu’ils existent, c’est impossible de s’en passer.

L’objectif d’un line array est de partir de plusieurs sources ponctuelles pour finir avec une seule source linéaire appelée « line source ». C’est assez difficile mais on arrive à pas mal s’en rapprocher.

Pour obtenir, ou du moins se rapprocher d’un line source, « aucuns problèmes » dans les basses fréquences, les longueurs d’ondes étant très grandes, la sommation se fait naturellement. Or dans les hautes fréquences il y aura beaucoup d’interférences entre les boîtes (filtrage en peigne) car les longueurs d’ondes sont très faibles, il y a donc deux issues principales à ce problème :

• Les line arrays ont une couverture verticale très réduite limitant la surface de superposition entre deux enceintes
• Les membranes HF (haute fréquence) sont équipées de guides d’ondes qui permettent une continuité et une liaison cohérentes entre les enceintes

  

Illustration de la dispersion verticale des enceintes avec les zones de superposition entre les boîtes (en rouge) qui ne sont “plus” des zones d’interférences grâce aux guides d’ondes . De cette manière on obtient plus ou moins un line source. Je dis plus ou moins car dans les très hautes fréquences, les écarts avant de faire des interférences destructives sont tellement minimes qu’il y a tout de même des effets de filtrage en peigne à cause de la distance entre deux boîtes mais tant pis, on fait avec.

Vous l’avez donc compris, on ne construit pas un line array juste en empilant des enceintes au hasard, ce sont des enceintes qui sont faites pour travailler les unes avec les autres.

Comment les installer ?

Les line array sont des systèmes complexes. Il est donc très important de bien les configurer et la chose la plus importante est l’installation. Des line array qui rendent bien sont pas forcément ceux qui ont les meilleurs enceintes ou traitements numériques, mais d’abord ceux qui sont le mieux disposés par rapport à la foule. Donc assure toi en premier que tu en as assez, et qu’ils sont bien orientés pour ton public. Je t’explique tout ça dans les lignes qui suivent.

Les principales options d’installation qu’on a sont :

• La hauteur à laquelle on les accroche
• L’inclinaison qu’on donne entre chaque enceinte

En effet, un des gros avantages des line array est qu’il est possible de régler des inclinaisons différentes entre chaque enceintes. De cette manière on élargit la couverture totale de l’ensemble et l’on a un contrôle très précis d'où on envoie le son (notamment dans les aiguës).

Line array

Voici à quoi ressemble un line array. On observe bien des inclinaisons différentes entre chaque boîte.

Il existe également des constant curvature array (ou array à courbure constante) qui sont des enceintes qui embarquent la même technologie que des line array (le line source) mais dont le réglage entre chaque enceinte est fixe. Cela permet de simplifier les montages car il y a moins de paramètres à devoir gérer. Ce type d’array peut être une bonne option pour notre utilisation.

Constant curvature array

Voici à quoi peut ressembler un array à courbure constante.

Les line array trouvent leurs utilité lorsqu’ils sont suspendu, le plus haut possible. Pourquoi? Comme expliqué dans la doc sono, le son va perdre en énergie en se propageant dans l’air. Ce qui résulte en des gros écarts de niveau sonore entre l’avant et l’arrière de la foule.

En accrochant les line array en hauteur, tu vas réduire le ratio entre la distance parcourue par une onde qui atteint le fond de la salle et celle qui atteint le devant.

Par conséquent il est très intéressant de les accrocher le plus haut possible, plus c’est haut, plus tu réduiras le ratio de la distance parcourue par une onde entre l’avant et l’arrière de la salle.

Une fois que tu as déterminé la hauteur à laquelle tu pourras les fixer, tu dois déterminer la taille de l’écoute (là où tu dois sonoriser) pour définir l’inclinaison que tu donnes entre chaque boîte, ainsi que le niveau en dB que tu souhaites avoir.

Chaque enceinte de line array a un angle de couverture horizontal et vertical.

La couverture horizontale :

• Tu divises l’espace à sonoriser en deux, et tu mets tes grappes (c’est comme ça qu’on appelle un ensemble d’enceintes line array) au milieu de chaque espace.

  

Illustration de la couverture horizontale.

Il y a certains modèles de line array qui possèdent plusieurs réglages de couverture horizontale (en général 2 : un réglage large et un réglage serré). Il peut être intéressant de resserrer l’angle horizontal pour les boîtes qui projettent loin. De cette manière on minimise la zone de superposition entre les deux grappes gauche et droite et donc les interférences.

Illustration avec à gauche une couverture large et à droite une couverture serrée.

La couverture verticale :

• Tu calcule l’angle général à couvrir
• Ensuite il te faut au minimum le nombre de boîtes qui te permet de remplir cet angle. Pour ça tu vas devoir utiliser un logiciel de simu (tous les constructeurs fournissent leur logiciel de simu). L’idéal est d’ajouter plus de boîtes afin de subdiviser plus précisément ton espace de couverture et donc tu as plus de contrôle sur ton rendu sonore.

Illustration des lignes directrices de chaque boîte qui doivent pointer vers des zones différentes du public.

Illustration de la dispersion verticale des enceintes avec les zones de superposition entre les boîtes (en rouge).

Ok maintenant comment est ce qu’on gère l’inclinaison entre chaque boîte ?

Donc c'est évidemment à faire sur logiciel. Celui pour les line array Nexo que nous fournit West Evenement s'appelle nexo NS1. Pas de panique ! C’est très intuitif et facile d’utilisation.

Refaisons un tout petit peu de théorie avant de montrer comment le faire en pratique. On se souvient que le son se dissipe en 1/r^2 entraînant une baisse de niveau de 6dB par doublement de la distance. Cela est dû à la forme sphérique de la dispersion d’une onde sonore qui multiplie par 4 la surface de projection du son lorsqu’on double la distance à la source.

Illustration issue de la vidéo mentionnée tout au début.

L’idée derrière l’inclinaison entre les boîtes est de pallier ce phénomène en resserrant les angles pour les boîtes qui projettent loin et en ouvrant les angles pour les boîtes qui projettent proche. Si on doit projeter le son loin, on va contrebalancer le fait que le son baisse de 6dB par doublement de la distance en augmentant le nombre d’enceintes couvrant cette zone.

Ok voici un petit exemple : *imaginons que la distance de projection minimale est de 20m et la distance de projection maximale est 40m. Le son projeté à l’arrière est donc deux fois plus loin que le son qu’on doit projeter devant. Il faudra donc en théorie pour avoir une réponse plate en dB à travers la foule, qu’on ait 4 fois plus d’enceintes qui pointent vers le fond que d’enceintes qui pointent vers l’avant. Donc on aura des angles très resserrés en haut de la grappe pour les enceintes qui pointent le fond, de manière à cumuler la puissance de ces enceintes et ainsi contrebalancer la perte de dB dû à la distance, et des angles beaucoup plus ouverts pour les enceintes qui pointent vers l’avant.*

Maintenant plusieurs remarques à ce sujet :

• Il faut faire éviter les angles à 0 degrés. Les constructeurs retirent même parfois cette possibilité. En effet ça créer des effets acoustiques qui sont souvent indésirables. Je ne vais pas les développer plus que ça c’est du détail juste sachez le.
• Il faut faire un dégradé dans les angles. L’idée n’est pas d’avoir quatre enceintes qui pointent toutes le fond et puis une seule qui pointent vers l’avant. Cela créer une discontinuité dans les angles qui peut mettre à mal la liaison entre les boîtes et donc la clarté du line source ainsi qu’une discontinuité dans le niveau sonore. Faites quelque chose de progressif, en ouvrant les angles petit à petit.
• Il n’est pas forcément souhaitable d’avoir une réponse plate en dB à travers la foule. En effet, il est important de laisser à l’auditeur le choix de quel son il désire. Si un auditeur va vouloir un son très fort pour s’ambiancer un maximum, un autre auditeur peut vouloir être un peu plus au calme. Il est donc important de ne pas foutre toute la salle à 105dB, ne laissant aucune place pour l’auditeur d’avoir le son qu’il veut. A la place préfère plutôt une courbe décroissante en dB au fur et à mesure que tu t’éloignes de la source. La tu vas me dire “mais t’es con c’est exactement ce qu’on cherche à éviter avec un line array”. Et bien oui, mais on ne cherche pas à annuler complètement cet effet, juste à avoir le contrôle dessus. Imaginons qu’une pièce va de base avoir un delta de 20dB entre l’avant et l'arrière, et bien on va peut-être vouloir réduire cette baisse à seulement 6dB ou 10dB avec le line array. En plus de laisser plus de liberté au public, de rendre le son plus naturel (le spectateur s’attend à ce que le niveau augmente en se rapprochant de la scène), tu peux aussi inciter celui ci à avancer vers l’avant en mettant plus fort et plus d’aigues (afin d’avoir une plus grande perception de proximité) proche de la scène (en général les étudiants aime le gros son).

Ok on revient maintenant à la pratique. La manip de déterminer l'inclinaison entre les boîtes sur le logiciel s'appelle un shoot. Le shoot vous donnera les performances de votre line array ainsi que toutes les inclinaisons que vous devez mettre entre chaque boîte et le point d'accroche sur le bumper (le bumper est une pièce métallique qui fait la liaison entre les enceintes et ta structure).

Voila comment tu gères ton inclinaison : Tu fais une simu avec l’endroit de l’écoute (la foule) et la position de tes lines arrays. Tu traces une ligne directrice dans l’axe de chaque line array et tu la prolonges jusqu’à ce qu’elle touche le sol de ta foule. A partir de la, tu détermines l’inclinaison de manière à ce que l’espacement entre les lignes directrice au niveau du sol soit le même tout du long. Tu remarqueras que les angles pour les enceintes du bas de ta grappe seront plus grands que ceux en haut. C’est normal, c’est bon signe même. Ça veut dire que tu as bien fait tes réglages. Il n'est parfois pas possible d’avoir exactement le même espacement au niveau du sol entre chaque ligne directrice à cause des contraintes mécaniques imposées, mais tu dois essayer de t’en rapprocher le plus possible.

Tu peux regarder ces vidéos si ce n’est pas clair pour toi : https://www.youtube.com/live/lEtAbfABQsA?si=1DUvxdMvI6JPHK5n

Et celle là : https://www.youtube.com/live/_c2kdFJhQcw

Une fois que tu as fait ça, tu peux peaufiner tes angles afin d’avoir la courbes de dB que tu veux précisément. Il peut être bien d’avoir une target de courbes en dB. Par exemple une courbe qui décroît linéairement de l’avant à l’arrière de la foule ou une courbe qui est constante en dB sur une certaine portion, puis qui décroît. Cette dernière peut être intéressante pour des soirées étudiantes, donnant sur une certaine plage de distance à la scène le niveau nécessaire pour s’ambiancer, puis une baisse de dB en s’éloignant.

Attention chose à ne pas faire sur des line arrays :

• Des enceintes qui ne pointent pas vers le public (aka vers le bas). Toute enceinte qui n’est pas orientée vers un lieu d’écoute c’est de la puissance sonore que t’envoie soit dans le vide (dans le meilleur des cas) soit contre des parois et donc ça crée des réflexions très néfastes pour une bonne perception du son. Bref concentre ta puissance sonore vers la foule, et pas ailleurs.
• Faire des trop grand écart d’angles entre les boîtes (trop de degrés d’un coup). Si d’une boîte à l’autre t’as 20° d’écart, tu risques de créer une discontinuité dans le line source et donc tu dégrades sa “qualité” dans les hautes fréquences. Garde des inclinaisons entre les boîtes à quelques degrés pour un meilleur rendu sonore et fait les s’ouvrir progressivement.
• Changer les différents gains entre les enceintes. Ça devient assez technique ce point donc je vais pas trop le développer je te conseille de checker la vidéo en lien tout en haut de ce doc. Sache que si tu fais ça en mode “je baisse le gain des enceintes qui pointent devant, et j’augmente celui des enceintes qui pointent vers le fond” tu fais une grosse erreur. Ça va créer beaucoup d’incohérence entre tes boîtes, niquer ton line source et j’en passe… Pour équilibrer ta courbe de dB joue avec les angles et rien d'autre. Ouvre plus si tu veux baisser les dB et ressert plus si tu veux augmenter les dB. Mais surtout garde le même gain pour toute ta grappe\!

Comment on règle l’inclinaison physiquement sur le line array ? Tu as généralement des pins à l’arrière des enceintes, que tu rentres dans des repères qui correspondent à une certaine inclinaison. Dans tous les cas t’as toujours une notice fournie par le constructeur, donc lis la si tu as un doute mais c’est généralement très intuitif.

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Ici sont les line array NEXO GEO M10 de West Evenement. Donc tes repères sont des lettres qui correspondent à un certain angle.

Avant d’envoyer tes lines arrays en l’air, tu ferais mieux de checker qu’ils fonctionnent tous correctement et que chaque enceintes est en phase avec l’autre. Il se peut qu’un technicien ait mal branché un line array en interne et que d’un line array à l'autre il y ait une opposition de phase. Donc vérifie bien et fait les traitements nécessaires.

Tu peux regarder cette vidéo pour ça : https://youtu.be/C23dllmmp50?si=WmUh5wQWafENhFOS

Comment les régler ?

Avant tout, sache que chaque marque ont leurs propres algo. Je ne vais pas détailler les différents algos comme c’est des algos internes à la marque du line array donc assez spécifique. De toute façon les boites de West Evenement n’en ont pas 😅 \! Tu peux avoir de très très bon résultats si tu as déjà bien orienté tes lines arrays et que tu fais ce qui suit.

Le reste va beaucoup se rapprocher de ce qui est écrit dans la doc sono. Je t'invite donc à suivre les étapes qui y sont détaillées.

La seule différence est peut être l’EQ et la prise de mesure avec les micros. Pour ta prise de mesure, tu vas d’abord préférer allumer qu’une seule des deux grappes. De cette manière l’autre grappe n’interfère pas avec la mesure. Tu reporteras le même réglage que tu fais sur la grappe allumée sur la grappe que tu as éteintes.

Ensuite tu places ton micro dans l’axe de la grappe allumée pour faire tes mesures. Tu vas pouvoir multiplier les points de mesures en en prenant à l'avant, au milieu et à l'arrière de la foule lorsque tu balances ton bruit rose. Tu peux t’attendre à ce que les aiguës diminuent à l'arrière de la pièce à cause de l’absorption de l’air et donc la, deux options. Soit tu as des line arrays avec un contrôle sur chaque boîte (le mieux), soit tu n’a pas cette possibilité tu ne peux que jouer sur l’entièreté de la grappe (le cas des line array West Evenement 😅 oui oui c’est de la merde). Dans le premier cas tu vas pouvoir régler les aiguës des enceintes qui pointent le fond de la salle plus fort que ceux qui pointent devant grâce à un EQ (attention pas n’importe quel EQ, je détaille juste après) pour rattraper cette perte. Dans le deuxième cas il faut trouver un compromis entre booster les aiguës pour que l’arrière de la foule en ait, mais ne pas trop les monter pour pas que l’avant de la foule en prenne plein la gueule. Tu peux pondérer ce réglages avec l’endroit où tu attends le plus de monde. Par exemple en soirée étudiante tout le monde s'amasse devant donc favorise ton EQ pour la partie avant de la foule, alors que pour le Fest-Noz le public est sur toute la surface donc il faut trouver un équilibre.

! ATTENTION ! Si tu fais du réglage d’EQ spécifique sur certaines boîtes avec un EQ normal tu vas foutre en l’air toute la cohérence et le travail de phase qu’il y a entre les boîtes de line array pour produire un beau line source. Je vais pas faire un cours de SI mais pour ceux qui sont un peu branché la dessus, si tu augmentes ton gain tu vas modifier la phase du signal et donc bye bye le line source. Cette simple erreur peut niquer tout ton travail, un bête EQ...

Pour éviter ça il faut utiliser un FIR EQ. C’est un EQ qui te permet de modifier le gain de certaines fréquences sans changer la phase du signal, et donc de garder un line source propre. Après si tu fais un réglage d’EQ sur toute ta grappe en même temps, il y aucun problème pour utiliser un EQ normal car toutes les boîtes seront déphasées du même écart et donc leurs phases relative ne change pas. Utilisez un FIR EQ que lorsque vous faites des réglages spécifiques sur une boîte (ex: booster les aigues sur les boîtes du haut pour palier l'absorption de l’air).

Après ça c’est tout comme la doc, alignement têtes/sub, réglage de la puissance, le reste de l’EQ…

Voilà c’est un peu mais pas beaucoup plus compliqué à régler qu’une sono avec deux têtes 🙂

Comment les brancher ?

La c’est chaque constructeur qui fait comme bon lui semble. Donc tu dois juste regarder dans la notice de ton line array ou la notice de l’ampli comment ils te disent de le brancher.

Petit extrait de la doc des GEO M10.

Petite précision tout de même sur les amplis : ce type de matériel étant du matériel haut de gamme, oublie les histoires d'impédance, de puissance max pour ne pas enculer les membranes etc. La les constructeurs construisent les amplis spécifiquement pour les line arrays, c’est des machines de guerre équipé d'adaptateurs d'impédances et de limiteur de puissance qui s’adaptent à ce que tu leurs branches donc aucun risques de niquer quoi que ce soit.

Il faudra juste renseigner ce que tu branches dans le processeur intégré à l’ampli et il ajuste tous les paramètres pour toi (exemple : 2\*8 GEO M10).

Photo du Fest-Noz 2024. Ici 3 boites GEO M10 avaient été utilisées. Donc on peut toutes les brancher en série sur un seul canal d’amplification.

Dans le cas des nexo GEO M10 de West Evenement, avec l’ampli 4\*4000W tu peux en brancher 4 par channel. Souviens-toi, un speakon NL4 possède deux channels d’amplifications dans le même câble. Donc tu peux brancher les quatres premières enceintes de ta grappe sur un channel du speakon, puis tu utilises un câbles spécifiques qui switch le channel pour alimenter les 4 enceintes suivantes. Sinon tu peux aussi tirer deux câbles speakon par grappes mais ducoup tu utilises deux fois plus de câbles pour rien.

Par ailleurs, les GEO M10 utilisent les pins 2+/2- comme channel d’amplification. Pourquoi c’est comme ça alors que nos enceintes sont toujours en 1+/1-?? Tout simplement parce qu’il est courant en plus des line array, d’avoir des sub accroché en haut de la grappe.

Comme illustré juste ici. De cette manière, tu profites également de la hauteur pour réduire ton delta de puissance dans les graves entre l’avant et l’arrière du public.

Et donc dans ce type de config, NEXO met les subs sur le channel d’amplification 1+/1-, puis les boîtes sur le chanel 2+/2-. De cette manière tu peux juste brancher tout en série avec un câble Speakon NL4 (dans la limite du nombre de boîte indiqué) et chaque enceinte utilisera naturellement le channel d’amplification qui lui est dédié. Ça réduit la complexité d’installation.

Encore un extrait de la doc pour que ça soit plus clair.

Notes supplémentaire :

Voilà à quoi peut ressembler un line array dans les basses fréquences vu de côté.

Je fais une petite parenthèse sur le comportement d’un line array dans les basses fréquences car dire que c’est une simple sommation comme je l’ai fait plus haut n’est pas tout à fait exact. En réalité on va plutôt avoir ce qu’on peut appeler une source ponctuelle directive.

Pourquoi ça ? Le delta de distance entre l’enceinte tout en haut de la grappe et l’enceinte tout en bas de celle-ci va pouvoir faire des interférences destructives si elle est égale à lambda/2. Donc si ta grappe fait la taille d’une longueur d’onde à 100Hz (\~3m50) et bien à 100Hz, tous les éléments du haut de la grappe vont s’annuler avec ceux du bas de ta grappe et donc tu auras des lobes comme ceux de l’image juste au dessus. En dessous de 100Hz le son deviendra de plus en plus omnidirectionnel au fur et à mesure que tu descends en fréquence. C’est une des raisons pour laquelle en festival tu vois des énooooorme line array, c’est pour avoir du contrôle dans des fréquences très basses comme 40/50Hz.

Ce n’est en aucun cas un problème et au contraire ça t'évite d’assommer le DJ avec le son de façade. Il faut juste orienter ce lobe vers la foule mais ça se fait naturellement comme tu as déjà réglé tes grappes de manières plongeantes pour que le son aille sur la foule.

J’en ai fini pour cette courte intro aux line arrays. Comme mentionné en haut pour celui qui voudrait creuser plus en détail le sujet je l’invite à lire les bouquins et la vidéo mentionnés. Vous pouvez également me contacter personnellement si vous avez toujours des questions (Luca Manunta) sur insta, what’s app ou tout ce que vous voulez, je répondrai à vos questions avec plaisir.

Il existe aussi des nouvelles technologies d’array comme le multi source (ex : système L-ISA chez L-Acoustics) qui sont une révolution. De même une nouvelle génération de line array fait son apparition : les line array tout droit (comme le système Anya ou un hybride avec le système L2 chez L-Acoustics). L’inclinaison est gérée numériquement avec des jeux de phase et tout le bordel. Ce genre de systèmes sont assez nouveau et bien trop cher pour nos budgets donc je n’en parle pas ici. Je vous laisse faire vos recherches personnelles sur le sujet si ça vous intéresse.