Ondes stationnaires
RE: Ondes stationnaires
Bonjour,
pvrx a écrit :Le raidissement des parois par l'intérieur est une bonne solution, à condition évidemment que cette raideur additionnelle apporte un vrai plus à celle des parois elles-mêmes. Des raidisseurs de 30x30 dans une enceinte de 30 d'épaisseur ne servent pas à grand chose. Il vaut mieux utiliser des cornières d'acier vissées et collées à la colle epoxy. Un peu plus lourd, mais tellement plus efficace.
Les parois d'enceinte sont des systèmes résonnants masse-ressort-amortissant.
Si elles sont légères et rigides, la résonance résultante a une fréquence élevée qui est plus facile à amortir qu'autrement. C'est l'école "anglaise".
Si le montage de raidisseurs augmente la masse du panneau l'opération a peu d'effet.
Le raccord à angle droit entre panneaux doit être particulièrement soigné.
Citation :Des profils courbes sont favorables
Ils procurent un gain de rigidité considérable sans augmentation de masse. Dommage que leur ébénisterie soit plus difficile à mettre en œuvre.
Citation :Un point important également est le découplage de l'enceinte par rapport au sol
Par acquis de conscience - je n'y croyais pas trop - j'ai expérimenté pour le grave la solution PUSH-PUSH où deux haut-parleurs identiques sont montés en faces opposées. J'ai été de suite convaincu. J'ai répété trois fois l'expérience avec des paires haut-parleurs que j'avais sous la main, le résultat s'est toujours montré satisfaisant. Je me demande ce que donneraient quatre haut-parleurs, un sur chaque face d'un volume à section carrée ou rectangulaire.

Cdt.
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RE: Ondes stationnaires
Bonsoir à tous,

Merci Pascal et Forr pour ces réponses qui vont permettre d'éviter des erreurs, j'en aurai fait.

""Je me demande ce que donneraient quatre haut-parleurs, un sur chaque face d'un volume à section carrée ou rectangulaire.""

Une enceinte omnidirectionnelle ? :-)

A plus tard.
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RE: Ondes stationnaires
Bonjour à tous,

Désolé d'arriver comme un cheveu sur la soupe, mais la conclusion du départ sur les ondes stationnaires sur le volume clos (parois parallèles ou non) à partir d'une courbe SPL m'a fait réagir : pour moi on ne peut pas plus conclure de la présence d'ondes stationnaires (ou résonances) à l'intérieur du volume avec une mesure SPL que de la présence de creux dans la réponse SPL à partir d'une mesure de phase (même si dans certains cas particuliers il peut y avoir certaines déductions de faites...). Est-ce que les 13 pages du sujet sont arrivés à d'autres débats ou non et si non, serait-il possible d'envisager une mesure avec un micro plongé dans le caisson, par un trou par exemple qui pourrait être bouché ou pas selon les mesures ?

Cordialement,
Jean
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RE: Ondes stationnaires
Bonsoir Jean,

Je ne comprends pas trop bien ton intervention.
La formation d'ondes stationnaires est un phénomène physique simple, et non une simple hypothèse.
Il a pour effet de renvoyer sur l'arrière de la membrane du HP une pression déphasée par rapport à celle que tente de produire le HP à l'avant, ce qui se traduit par une quasi annulation à la fréquence dont la longueur d'onde est de deux fois la profondeur de l'enceinte.
A ces fréquences, le HP fonctionne à peu près comme un piston, et les modes latéraux sont peu ou pas excités, incidemment.
Nul besoin de placer un micro à l'intérieur de l'enceinte pour avoir confirmation de ce phénomène, qui s'observe sans difficulté à l'extérieur par les effets qu'i produit.

La question est alors de savoir si on peut s'en affranchir ou pas.

Dans une enceinte close, c'est sans aucun problème : il suffit de la remplir d'amortissant. L'effet est immédiat : disparition du trou dans la réponse, régularisation d'icelle, idem pour la courbe de distorsion, nettoyage du waterfall. Rien que du bonheur !

Pour les enceintes bass-reflex, le problème est très différent.
J'ai cherché à analyser l'effet de l'apport d'absorbant dans un caisson BR, avec différentes mousses PU à cellules ouvertes, de différentes densités, avec différents remplissages.
Les courbes suivantes illustrent pour l'essentiel le résultat de cette investigation :

   

Il s'agissait d'un 15" monté dans un caisson BR de 90 litres, profondeur intérieure de l'enceinte 57 cm.
La courbe rouge est la réponse de l'enceinte vide. Sans surprise, elle affiche un trou à 300 Hz, ainsi d'ailleurs qu'à 600 et 900 Hz.
On observe aussi des modes (plus légers) à 240 Hz et à 480 Hz, que nous attribuons plutôt à des résonances de parois.

La courbe violette est la réponse avec 24 cm de mousse placée en fond d'enceinte (3 plaques de 8 cm d'épaisseur). Les modes à 300 et 900 Hz sont pas mal atténués, le mode à 600 Hz a disparu. Mais on remarque également que la réponse dans le bas n'est plus du tout la même.

La courbe verte est la réponse avec la même mousse, mais en épaisseur 32 cm (4 plaques). Le lissage de la réponse se confirme, avec bizarrement un peu plus de niveau au-delà de 100 Hz. Mais peu de changement par rapport à la précédente.

La courbe bleue correspond à une mousse différente, nettement plus aérée, en épaisseur 30 cm. On observe une meilleure réponse dans le bas, la forte atténuation des modes à 600 et 900 Hz, mais aucun effet sur le mode à 300 Hz (qui s'est en l'occurrence décalé vers 290 Hz).

Les conclusions que j'en tire sont les suivantes :
1. En BR, la présence d'amortissant réduit les accidents de réponse liés aux ondes stationnaires. Mais cet amortissant empêche progressivement le bon fonctionnement de l'évent, et la courbe de réponse ressemble alors de plus en plus à celle d'une enceinte close. C'est finalement assez logique, mais ça valait le coup d'essayer, je ne crois que ce que je vois...
2. La seule façon d'éviter le problème est d'utiliser le HP dans une plage de fréquence où il n'excitera pas le mode de profondeur. Dans notre exemple, avec une pente à 24 dB/octave, il faudrait couper à 200 Hz maximum. On peut aussi privilégier une géométrie d'enceinte plus "plate" et donc plus large, mais l'évent devient plus difficile à caser (on peut aussi le placer latéralement).

Pascal
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RE: Ondes stationnaires
Bonjour Pascal,

pvrx a écrit :Je ne comprends pas trop bien ton intervention.

La formation d'ondes stationnaires est un phénomène physique simple, et non une simple hypothèse.

Dans le cas d'une onde stationnaire planaire, je veux bien le croire. Dans le cas d'une géométrie complexe, une onde stationnaire ne signifie déjà plus rien pour moi : comme toi je suis pragmatique et je ne crois que ce que je vois. Les simulations que j'ai pu faire m'ont fait prendre du recul sur les raisonnements simplistes que nous avons tendance à faire.

Citation :A ces fréquences, le HP fonctionne à peu près comme un piston, et les modes latéraux sont peu ou pas excités, incidemment.

A quelles fréquences ? Dans les papiers de recherche que j'ai lu (cf ce papier par exemple), pour que la méthode du tube de kundt (imaginée par Dan Russell) soit valide il faut respecter la condition suivante : f < c/2d. Dans un tube de dimension 50cm la fréquence limite à partir de laquelle des ondes stationnaires latérales s'établissent est de 350hz.... Dans les mesures sur le bass-reflex, il n'y a que deux pics de "largement visibles" sur la réponse SPL, mais il doit y avoir d'autres fréquences à laquelle des résonances s'établissent, résonances qui ne sont pas forcément visibles sur ces courbes. D'ailleurs le délai de groupe qu'engendre un bass-reflex, le voit-on sur ce graphe ? S'il y a une résonance, il n'y aucun meilleur moyen de la visualiser qu'avec un graphe permettant de visualiser la variation de pression acoustique au cours du temps.

Citation :Nul besoin de placer un micro à l'intérieur de l'enceinte pour avoir confirmation de ce phénomène, qui s'observe sans difficulté à l'extérieur par les effets qu'i produit.

Ok pour un caisson clos, c'est chiant de faire un trou je le conçois, à la limite j'ai envie de dire "ayons une croyance aveugle au graphe SPL et ignorons le reste" : de toute façon tu l'as dis, il suffit de remplir le caisson de matériau absorbant pour parer ce problème.

Je suis d'accord avec la plupart des conclusions que tu tires pour l'enceinte BR, à savoir présence d'amortissant réduit le facteur qualité du résonateur de Helmoltz et donc l'efficacité de l'enceinte BR. Mon seul point de désaccord concerne cette phrase :

Citation :On peut aussi privilégier une géométrie d'enceinte plus "plate" et donc plus large, mais l'évent devient plus difficile à caser (on peut aussi le placer latéralement).

Une onde stationnaire ne s'établi par forcément parallèlement à la membrane du HP. Utiliser une enceinte plus plate et donc plus haute ou plus large pourrait aggraver le problème, une onde stationnaire pouvant alors s'établir dans cette dimension.

Si tu disposes des impulsions mesurées, peux-tu les partager ? Je suis sûr que le graphe SPL n'est pas plus utile qu'un spectral decay avec les bons paramètres.

Bonne soirée,
Jean
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RE: Ondes stationnaires
Les CSD (paramètres 97, 200, 200, 10), en confirmation :

       
       

Il n'y a aucun autre mode visible que le mode de profondeur, ce que j'avais déjà constaté sur d'autres mesures.
Pour le caisson vide (en rouge), c'est spectaculaire, isn't it ?
Le premier mode est situé à 300 Hz, ce qui correspond à la profondeur de 57 cm. Si la profondeur de l'enceinte avait été de 45 cm, ce mode se serait observé à 380 Hz. Ca peut aider, et on ne verra pas forcément apparaître des modes latéraux pour autant.
Mais si ça tente quelqu'un de faire l'essai, je suis preneur. Personnellement, j'en ai assez de fabriquer des caissons d'essai...
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RE: Ondes stationnaires
Bonjour Pascal,

pvrx a écrit :Les CSD (paramètres 97, 200, 200, 10), en confirmation :

Il n'y a aucun autre mode visible que le mode de profondeur, ce que j'avais déjà constaté sur d'autres mesures.
Pour le caisson vide (en rouge), c'est spectaculaire, isn't it ?
Le premier mode est situé à 300 Hz, ce qui correspond à la profondeur de 57 cm. Si la profondeur de l'enceinte avait été de 45 cm, ce mode se serait observé à 380 Hz. Ca peut aider, et on ne verra pas forcément apparaître des modes latéraux pour autant.
Mais si ça tente quelqu'un de faire l'essai, je suis preneur. Personnellement, j'en ai assez de fabriquer des caissons d'essai...

Je m'y suis mal pris dans mon argumentation je pense : ce n'est pas ce que je voulais dire. J'essaie juste de convaincre les gens en général que le graphe SPL n'est pas le meilleur moyen pour "tout" visualiser. Le travail que tu as fait est impressionnant et très utile, mais sans demander réellement d'effort supplémentaire (i.e. en fournissant les mesures au format .REW : File / Save Measurement...) tu pourrais fournir des informations plus pertinentes que celles que fournit un graphe SPL.

Je vais prendre un personnage fictif qui s'appellera "John" et un autre personnage fictif qui s'appellera "Camille". John ne jure que par le délai de groupe : son obsession est d'obtenir un délai de groupe qui tient dans +/-5ms sur l'ensemble du spectre. Camille est obsédée par la distorsion normalisée : elle veut une distorsion normalisée minimale et équilibrée sur l'ensemble du spectre.

Voici par ordre de causalité, selon mes connaissances et mon expérience, l'impact d'une fameuse "onde stationnaire" :

1/ une onde stationnaire favorise une intensité acoustique faible (I = pression x vitesse locale des particules d'air), ce qui entraîne un mauvais amortissement de l'énergie sonore dans le temps
2/ ce mauvais amortissement de l'énergie, qu'on appelle résonance, va avoir pour répercussion plus ou moins significative :
3/a) Un trou pas trop loin dans le graphe SPL,
3/b) Un pic sur la distorsion normalisée à cette fréquence (le rapport SNR étant fortement diminué à cause du trou sur le graphe SPL)
3/c) Un trou dans le délai de groupe (causé là encore par le fait dû à la résonance, l'énergie va mettre plusieurs cycles avant de se stabiliser à un niveau de pression SPL plus élevé que le niveau SPL reproduit initialement).

Donc John et Camille vont construire une enceinte et essayer d'atteindre leurs objectifs :

1. John va mesurer le délai de groupe et le lisser à 1/48 octave avec les mêmes expérimentations que toi. Il va conclure que l'amortissement aide à linéariser le délai de groupe en supprimant les gros accidents : pour lui c'est mieux !
2. Camille va mesurer la distortion normalisée et avec les mêmes expérimentations va conclure que l'amortissement aide à linéariser la distortion normalisée en atténuant les pics de distortions : pour elle c'est mieux !

Pourtant si ces personnes faisaient cela, tout le monde débarquerait comme des branques en hurlant : "et le graphe SPL il est où ????"

Moi je suis un peu plus pragmatique. Je dis simplement que ni la distortion, ni le délai de groupe, ni le graphe SPL sont les plus adaptés pour évaluer ce que l'on cherche à évaluer : la présence d'une forte résonance. Tu remarqueras que la résonance, dans la chaîne de causalité, est en 2). Tout les autres indicateurs sont des "causes" plus ou moins directes de cette résonance, et donc plus ou moins valables. C'est un peu comme si on cherchait à évaluer la luminosité, et qu'au lieu de mesurer directement cette luminosité (en lumens/m^2) on mesurait le contraste d'une ombre d'un objet sur une surface blanche... Certes vous pourrez en conclure quelque chose, mais pourquoi mesurer cela si la mesure de lumière vous est directement possible et sans effort ?

Je dirai même mieux : une fois que la résonance n'est plus significative, la plupart des audiophiles ont la possibilité de réaliser une égalisation du graphe SPL... par contre pour corriger l'amortissement de l'énergie dans le temps, je vous souhaite bien du courage !

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Pour en revenir un peu plus à la problématique, càd atténuer les fortes résonances qui peuvent s'établir dans le caisson bass-reflex, je propose la chose suivante :

  1. Réaliser une géométrie favorisant l'établissement d'une onde stationnaire dans une seule direction : par exemple pour un HP de 30cm, un caisson de 30x30xL, avec L beaucoup plus grand que 30, les évents positionnés en coin du HP.
  2. Placer un résonateur de type membrane perforée accordé à cette fréquence pour supprimer cette résonance, comme on le fait pour supprimer une résonance avec un facteur qualité très fort dans une pièce, sauf qu'ici la pièce, c'est le caisson du bass-reflex. Donc si on imagine que le tube précédent est peu profond, peu large, et très haut (1,2 mètre par exemple), cette membrane perforée se situerait en bas du caisson, à l'horizontale, pour atténuer l'onde stationnaire qui s'établirait dans le sens de la hauteur.
  3. Done

Le réglage d'une membrane perforée est assez simple à faire en plus : il suffit de faire des mesures, de visualiser la résonance (je conseille via un spectral decay, vous pouvez le faire avec le SPL si vous voulez mais vous risquez de galérer un peu...), et d'augmenter ou diminuer la porosité (= augmenter la taille des trous, en ajouter ou en boucher) progressivement jusqu'à ce que la résonance disparaisse. Quand elle commence à remonter, vous êtes allé trop loin : il faut reboucher quelques trous. Une membrane perforée sur la surface entière avec une profondeur et une quantité d'absorbant adéquate absorbe autour de 80-90% de l'énergie sonore, autrement dit la résonance disparaît complètement. S'il y a deux résonances à supprimer, il faudrait diviser la surface du bas en deux volume séparés avec chacun sa membrane perforée avec une porosité (fréquence d'accord) adéquate. L'absorption serait d'environ 50% pour chaque résonateur, ce qui sera là encore LARGEMENT suffisant pour supprimer entièrement les deux résonances.

Maintenant si vous voulez utiliser votre bass-reflex pour faire des mediums/aigus, ce que je déconseillerai mais why not, il vaudrait peut-être mieux placer quelques cms d'absorbants, voire un diffuseur de schroeder serait peut-être encore plus efficace... mais il faudrait vérifier par simulation que le diffuseur de schroeder est efficace dans ce type d'environnement (à cause des parois sur les côtés du diffuseur).
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RE: Ondes stationnaires
Merci Pascal,

Tes deux derniers posts sont particulièrement intéressants. Les CSD montrent très clairement les modes et leur atténuation par un absorbant interne., en parfaite concordance avec les lois de "l'acoustique des boites Wink".
Je pense comme toi que des proportions LxHxP de profondeur réduite et face plus grande sont préférables.

Cordialement, Jean-Yves
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RE: Ondes stationnaires
Bonsoir,

jys a écrit :Je pense comme toi que des proportions LxHxP de profondeur réduite et face plus grande sont préférables.

Vous auriez un plan d'un bass-reflex ou des dimensions boîte + évent que je pourrais simuler pour vérifier ? Merci.

Cdlt,
Jean
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RE: Ondes stationnaires
Une simulation pour une boîte de 0.6x0.2x0.8 (LxPxH) avec un HP de 38cm en haut sur la face avant qui génère une onde planaire avec incidence normale à la surface du HP (fonctionnement de membrane supposé en piston parfait donc) : ça vaut ce que ça vaut, mais à 220Hz l'onde stationnaire s'établi bien dans le sens de la hauteur et ce n'est pas la position du haut parleur qui y change grand chose... On peut ajouter un évent, je connais d'avance le résultat.

https://ibb.co/bU4wzp

Cdlt,
Jean
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