Les installations Public Adress ont aujourd’hui une multitude de possibilités d’application. Il n’est donc pas étonnant qu’un grand nombre de haut-parleurs différents les uns des autres existe. Selon le type d’application, on peut donc utiliser le système haut-parleur parfaitement adapté. En général, les installations Public Adress 100 V ont une mauvaise réputation lorsqu’on parle de la qualité sonore. A tort. Car l’utilisation de transformateurs 100 V a moins d’influence sur la qualité sonore que ce que l’on pense. Si un transformateur fonctionne dans ses données limite, il ne modifie quasiment pas le signal. Pour des fréquences très basses sous 50 Hz ou pour des transformateurs plus grands sous 30 Hz on a, dans cette plage de fréquence des distorsions qui conduisent à une détérioration du son. La fréquence limite supérieure est 15-18 Hz. De nombreux éléments définissent le résultat sonore : – type de haut-parleur – sonorisation en intérieur ou en extérieur – nombre de personnes – acoustique de la pièce – bruits environnants. Pour ne citer que quelques facteurs. Il est important que la qualité sonore et donc la compréhension des discours et de la musique dépendent de la version du haut-parleur. Le type de haut-parleur est primordial pour le son.
Attardons-nous sur les différents types de haut-parleurs :
- haut-parleur de plafond encastré
- colonnes sonores
- haut-parleurs à chambre de compression
- formes spécifiques.
En plus du haut-parleur classique, ils ont un transformateur 100 V.
Avec ce transformateur, on définit la consommation maximale de puissance. En plus presque tous les transformateurs disposent de réglages avec lesquels on peut réduire la puissance pour régler ainsi le volume maximal. En général, on utilise des bornes à pinces sur le haut-parleur. Dans quelques cas, un interrupteur est intégré.
Haut-parleurs pour montage encastré en plafond
Ce sont les représentants les plus classiques des haut-parleurs Public Adress.
La conception est quasiment la même pour tous les haut-parleurs de ce type. Ils se composent de trois éléments : – cadre de maintien – haut-parleur – transformateur 100 V Le cadre de maintien dispose d’un mécanisme avec lequel le haut-parleur est monté dans le plafond. Le modèle le plus répandu est le mécanisme par pince sous forme de ressort. Les ressorts sont placés vers l’arrière pour le montage, ensuite, ils se positionnement sur la plaque de montage par en haut et maintiennent le haut-parleur en position. Les supports avec système de vissage (dans ce cas, le mécanisme à pince est appuyé contre le plafond via une barre filetée) ou une fixation directe avec des vis sont moins fréquents.
On utilise des haut-parleurs large bande, ils ont une très large réponse en fréquences, élargie vers le haut par le placement de cônes d’aigu sur la membrane. Pour améliorer la restitution des aigus, un hautparleur d’aigu est parfois intégré.
Court-circuit acoustique
Comme décrit ci-dessus, ces haut-parleurs sont intégrés dans les plafonds. Le plafond forme alors la paroi sonore du haut-parleur. Pour atteindre une restitution suffisante des fréquences graves, il faut que la paroi dans laquelle le haut-parleur est intégré, ait une dimension minimale.
Si une membrane de haut-parleur se déplace vers l’avant, l’air devant elle est poussé, créant une surpression ; derrière la membrane, l’air est étiré, créant une sous-pression. Ces ondes sonores se diffusent dans la pièce et atteignent l’oreille. La répartition de la pression de l’air dépend de la fréquence. Pendant une oscillation (la membrane se déplace entièrement vers l’avant et vers l’arrière), la pression sonore atteint sa valeur maximale après une oscillation d’un quart. Si la paroi est trop fine, l’air pressé en avant du haut-parleur passe par le haut-parleur et contrebalance le manque de pression à l’arrière. La pression sur l’avant est diminuée, aucune onde sonore ne peut se diffuser dans la pièce.
On appelle cela un court-circuit acoustique.
Pour éviter cela, il faut que la paroi ait une taille minimale. Elle dépend de la fréquence la plus grave qui puisse être diffusée. Comme exemple, nous supposons une fréquence inférieure de 60 Hz. La pression sonore maximale est atteinte après 1/240 seconde. Pendant cette durée, le son couvre une distance de 1/240ème x 340 m/s environ, soit 1,4 m. La distance entre la face avant et la face arrière de la membrane autour de la paroi sonore doit être supérieure à cette valeur de telle sorte qu’un maximum de puissance ne rencontre pas exactement le minimum de pression ce qui conduirait à un effacement.
Dans la mesure où le son couvre la distance sur la face avant et la face arrière, la largeur et la profondeur de la paroi sonore doit être de 1,4 m au moins. Tout cela est à prendre en considération si le haut-parleur est simplement placé sur un plafond ouvert à grille. A la place, le haut-parleur peut être intégré dans une enceinte.
Répartition de haut-parleurs de plafond
Lors de l’installation de haut-parleurs au plafond, la question de l’espacement utile entre ceux-ci se pose toujours. La question «où ?» trouve facilement une réponse car il faut les placer là où se situe le public. La réponse concernant l’espacement est moins évidente. On peut dire que plus on réduit l’espacement, plus on réduit la puissance unitaire, et plus on augmente l’homogénéité de la répartition du son. Si on part du principe que le public est assis, on peut considérer que les oreilles se trouvent à un niveau de 1,30 m environ. On peut déterminer l’espacement de base comme suit. Espacement haut-parleur = 2 x ( H – 1,3 m ) H = hauteur plafond
Si on suppose une hauteur de plafond de 4 m, l’espacement sera de : 2 x ( 4 m – 1,3 m ) = 5,4 m .
L’espacement réel dépend du niveau du volume de base de la pièce. Dans un environnement calme, on peut augmenter de 50 % l’espacement, dans notre cas, à environ 8 m.
Exemple de répartition de haut-parleurs dans un environnement calme et bruyant.
Colonne sonore
On désigne par colonne sonore une enceinte fine, élancée dans laquelle plusieurs haut-parleurs identiques sont installés les uns au-dessus des autres. On peut monter de 2 à 10 haut-parleurs. Les colonnes sonores se caractérisent par leur rendement élevé et leur grande compréhension des paroles. Avec leur forme spécifique, les colonnes sonores s’adaptent bien aux lieux d’installation. On peut les monter facilement dans des angles ou sur des colonnes sans trop prendre de la place dans la pièce. Sur le schéma ci-contre, nous présentons l’intérieur d’une colonne sonore. A côté des haut-parleurs, on trouve également le transformateur 100 V. Sur les faces supérieure et inférieure, les colonnes sont en général dotées de filetages permettant un montage sur un mur, via des étriers de fixation. Particularité des colonnes sonores : leur caractéristique sonore. A l’horizontale, elles ont un angle de rayonnement qui correspond à celui de chaque haut-parleur. A la verticale, l’angle de rayonnement, selon le nombre de haut-parleurs intégrés, plus petit que celui de chaque haut-parleur (plus il y a de haut-parleurs et plus longue est la colonne, plus l’angle est petit). Grâce à cette particularité, on obtient une directivité élevée et on gomme ainsi les réflexions gênantes apparaissant dans de grandes pièces vides, par exemple des églises ou halls. En raison des propriétés techniques des haut-parleurs d’une colonne, par rapport au comportement de diffusion et à la puissance, il n’est pas intéressant de transmettre des fréquences inférieures à 300 Hz. La transmission de ces fréquences peut être évitée par un égaliseur ou des filtres passe-bas spécifiques (filtre parole), déjà intégrés dans différents appareils. L’élimination de ces fréquences n’a pas d’influence négative sur la compréhension des paroles.
Haut-parleurs à compression
Pour rayonner le son avec une agrégation et une intensité élevée, on utilise alors des haut-parleurs à chambre de compression. Il se compose de deux éléments, l’unité moteur et le pavillon.
Ces composants sont parfois livrés séparément ou déjà montés sous forme de haut-parleur complet. Une forme particulière de haut-parleur à compression est le mégaphone. En plus du haut-parleur, il comprend un amplificateur et un microphone.
Grâce au rendement élevé et donc à la pression sonore importante résultante, les domaines principaux d’utilisation de ces haut-parleurs sont en extérieur et dans des zones avec un volume environnant important, par exemple, hall d’atelier. Ils sont utilisés pour la transmission de discours. Pour la transmission de musique, ces systèmes ne sont valables que de manière limitée en raison de la réponse en fréquence réduite. Les haut-parleurs à chambre de compression sont responsables de la mauvaise réputation des installations 100 V de Public Adress. Nombreux sont ceux qui relient leur sonorité à la qualité générale des installations. Ce qui n’est pas vrai si on utilise d’autres haut-parleurs.
Design de haut-parleurs à chambre de compression
La particularité de ces haut-parleurs réside dans leur design. Le son est, ici aussi, produit par une membrane, située dans l’unité moteur. La diffusion du son venant de l’unité moteur s’effectue par une petite ouverture suivie par un pavillon qui agrége le son et donc l’amplifie. Le pavillon s’ouvre selon une courbe correspondant à une fonction exponentielle.
Pour que le haut-parleur ne soit pas trop long, le pavillon est replié. Ainsi, on a les mêmes propriétés acoustiques mais la longueur de montage est diminuée. Le pavillon détermine la fréquence limite inférieure du haut-parleur par la taille de la gorge. Plus le pavillon est grand, plus la fréquence est basse. Comme valeur de référence : la longueur d’onde de la fréquence la plus basse est quatre fois supérieure au diamètre de la gorge. Pour une fréquence de 50 Hz, le pavillon doit avoir un diamètre de 340 m par s / 50 Hz / 4 ~ 1,7 m. (340 m/s = vitesse du son dans l’air.) Les pavillons proposés sur le marché actuellement avec un diamètre de 350 mm environ ont une fréquence limite inférieure de 250 Hz environ.
Formes particulières de haut-parleurs
En principe, toutes les formes de haut-parleurs sont utilisables en Public Adress. Une fois équipé d’un transformateur 100 V, tout hautparleur peut être utilisé dans une installation 100 V. En général, on équipe des enceintes professionnelles pour combiner l’avantage d’un rayonnement à grand potentiel avec la qualité sonore d’une enceinte pro.
Des enceintes professionnelles sont également livrées avec un transformateur 100 V intégré. Selon le branchement, cette enceinte est utilisable en 100 V et pour des applications basse impédance. Parmi les favorites, les petites enceintes Hi-Fi : l’avantage du branchement simple avec une bonne restitution de la musique. Le domaine classique d’utilisation de ces enceintes est la sonorisation avec musique d’ambiance par exemple dans des restaurants ou salles de fitness. Comme ces enceintes sont proposées selon la taille avec une puissance adaptée, elles peuvent sans problème être utilisées pour des volumes de musique élevés comme l’aérobic ou de petites fêtes. Des enceintes dans des ébénisteries spécifiques comme le haut-parleur de jardin, complètent la palette.
Haut-parleurs mélangés
On revient toujours au fait que dans une installation 100 V Public Adress, des haut-parleurs 100 V et des haut-parleurs basse impédance sont simultanément reliés. Il faut éviter à tout prix cela car l’amplificateur est en surcharge : pour une charge maximale, le haut-parleur 100 V et le haut-parleur basse impédance vont conserver la puissance maximale. Une destruction de l’amplificateur est alors programmée. Il est mieux de brancher un transformateur 100 V avant les haut-parleurs basse impédance.
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