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Mise au point d'une enceinte à évent freiné

Adaptation pour haut-parleur Qt élevé (0,4 à 1,0)
Technique dérivée des travaux de G.A. Briggs - Wharfedale

Un Bass-reflex classique présente un évent libre dont le rayonnement est non contrôlé. En intercalant une résistance acoustique - tissu, coton non tissé ou mousse - à la sortie de l'évent, on introduit un amortissement du flux d'air qui modifie profondément le comportement du système.

La résistance acoustique R de l'évent freiné s'ajoute à la résistance de rayonnement naturelle, ce qui revient à augmenter artificiellement les pertes du résonateur de Helmholtz. Le résultat est un système dont le comportement se situe entre le Bass-reflex pur et l'enceinte apériodique.

!!!! Dès l'instant ou vous connaitrez les paramètres T & S de vos haut-parleurs, il suffira d'appliquer les mêmes formules et les mêmes conseils pour obtenir un résultat satisfaisant. Mais auparavant consultez le tableau dans la rubrique "Choix type enceinte" qui vous permettra de vérifier le type de charge à privilégier au regard du Qtc de vos HP.

Effets principaux :
  • Atténuation du pic de résonance à Fb
  • Réduction de l'excursion de la membrane sous Fb - protection du haut-parleur
  • Pente de coupure plus douce (18 dB/oct au lieu de 24 dB/oct)
  • Extension grave perçue améliorée malgré une F3 légèrement remontée
  • Comportement compatible avec les haut-parleurs à Qt élevé (0,5 à 1,0)

Le bass-reflex à évent freiné est la solution qui offre le meilleur compromis entre extension grave, volume de cabinet et simplicité de construction pour ce profil de haut-parleur.


A l'aide du logiciel LIMP de la suite ARTA j'ai pu déterminer l'ensemble des paramètres Thiele and Small de ce HP, dont les caractéristiques électro-mécaniques sont celles du tableau de droite et qui présente une solution intéressante pour réaliser une enceinte BR avec évent freiné qui va permettre de diminuer le volume d'enceinte et de conserver une bonne perception du grave.

Volume de l'enceinte:
Pour un Bass-reflex à évent freiné avec Qt élevé, on utilise un volume réduit par rapport à l'alignement classique :
Vb = Vas × 0,5 = 9,02 × 0,5 = 4,51 L >> arrondi à 5 L

Ce volume réduit augmente la fréquence de résonance du cabinet, compensée par le freinage de l'évent qui abaisse la fréquence effective de coupure.

Fréquence d'accord de l'évent:
L'évent est accordé légèrement sous Fs pour tirer le grave vers le bas :

Fb = Fs × 0,85 = 81 × 0,85 = 68,9 Hz >> 69 Hz

Dimensionnement de l'évent:
Diamètre de l'évent - règle empirique pour un HP de Ø 110 mm :

D_event = 0,15 × D_membrane = 0,15 × 110 = 16,5 mm >> 20 mm (standard)

Section de l'évent :
S_event = pi × (D_event / 2)² = pi × (0,010)² = 3,14 × 10^⁻⁴ m²


Longueur de l'évent (formule de Helmholtz) :
L_event = (c² × S_event ) / (4 pi² × Fb² × Vb) - 0,85 × D_event

Le = (344² × 3,14×10⁻⁴) / (4 pi² × 69² × 0,005) - 0,017

Le = 37,16 / 940,5 - 0,017 = 0,039 - 0,017 = 22 mm
Avec:

  • Fb = fréquence accord évent (Hz)
  • L_event = longueur évent (m)
  • c = 343 m/s
  • S-event = surface évént (m²)
  • Vb = volume interne enceinte (m^3)
  • D_event = Diamètre évent (m)

Fréquence de coupure estimée
F3 = Fb × 0,90 = 69 × 0,90 = ~62 Hz
F6 = Fb × 0,80 = 69 × 0,80 = ~55 Hz

Point de départ - ajustable - freinage évent Coton non tissé × 2 couches
Dimensions cabinet (L×P×H) ~22 × 18 × 22 cm Pour volume utile 5L

Garnissage:
Garnissage interne >> : laine polyester sur 3 parois internes (pas le baffle)
Volume >> 60% du volume)
Epaisseur ~30 mm

Mise en oeuvre et ajustement du freinage :
Le freinage est le paramètre ajustable central de cette conception - c'est lui qui détermine le comportement final du système. Il s'effectue empiriquement par ajout progressif de couches de matériau à la sortie de l'évent.

Ajustement:
Étape 0 - Mesurer la réponse sans freinage (référence)
Étape 1 - Poser 1 couche de coton non tissé, mesurer le pic à Fb
Étape 2 - Ajouter une 2ème couche, vérifiez que le pic est atténué sans perte de grave
Étape 3 - Si nécessaire ajoutez une 3ème couche (comportement quasi-apériodique)
Valider à fort niveau - absence de bruit de souffle dans l'évent

Ne jamais obstruer complètement l'évent - on perdrait tout l'intérêt du bass-reflex et on obtiendrai une enceinte close dégradée.

Une technique pas chère et redoutablement éfficace !!

La tehnique du frein en mousse très connue des audiophiles est redoutablement éfficace comme de nombreux fabricants fournissent d'origine des cylindres de mousse amovibles (souvent appelés bungs ou bouchons d'évent) avec leurs enceintes pour permettre aux utilisateurs d'ajuster le comportement du grave chez eux. (comme B&W, KEF ou Dynaudio).

En insérant simplement un morceau de mousse adapté dans l'évent on transforme instantanément une enceinte Bass-Reflex en une charge apériodique (ou charge à fuite contrôlée).

Le résultat sonore obtenu est un traînage éradiqué avec un HP très amorti et un rendu sonore propre, détouré et rapide.

La mousse modifie la pente de coupure naturelle de l'enceinte pour l'adoucir à 12 dB par octave (comme une enceinte close).

Pour fabriquer le frein on banni la mousse étanche (mousse expansive) car il n'y a pas de circulation d'air et on privilégie de la mousse réticulée (Alvéoles ouvertes) : La référence absolue est la mousse pour filtre de bassin ou filtre acoustique (densité de 20 à 30 PPI - Pores Per Inch). Elle ressemble à une éponge très aérée.
On découpe un cylindre de 3cm d'épaisseur d'un diamètre légèrement supérieur à l'évent que l'on entre à force à l'inteieur pour qu'il reste bien en place et affleurant à l'exterieur de l'évent. Un cache type grille très aérée peut permettre le maintien de la mousse sans obstruer l'évent.


Références:

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