Le choix de votre sono mobile.

Et explications de base en dessous

 

 

 

Restitution des graves / Caisson de basses

Les graves, c'est quoi?

    La plage des fréquences audibles par l'homme humain (!) s'étale entre 20Hz et 20.000Hz. On peut partager cette plage en plusieurs sous-plages : grave - médium - aigü (dans l'ordre).

    En gros, les graves sont toutes les fréquences en dessous de 200Hz. Bien que cette plage soit réduite, en comparaison des autres, il ne faut pas les oublier, car leur rôle est souvent fondamental pour donner de l'ampleur au son. De plus, l'échelle des fréquences n'est pas linéaire, mais logarithmique :


Courbe tracée selon une échelle logarithmique (caisson clos)

Quel haut-parleur, pour quelle utilisation?

    La restitution des graves est d'autant meilleure que la surface de la membrane du haut-parleur est grande. C'est pourquoi on utilise en général des hauts-parleurs de diamètres supérieurs à 20cm. On parle alors de Boomer, ou de Subwoofer (ces noms proviennent des onomatopées boom boom et woof woof, tout comme pour les tweeters, dédiés eux aux fréquences aigües).
    De plus, les tailles sont plus ou moins standardisées : 8" (20cm), 10" (25cm), 12" (30cm), 15" (38cm), 18" (46cm).

Le plus gros que j'aie vu : un 80cm Clarion. ;-))

    En fonction de sa taille, on a vu qu'un haut-parleur peut donc reproduire des fréquences plus ou moins basses (un 46 descendra plus profond q'un 30, idéal donc pour l'extrème grave, mais donnera à l'inverse une basse moins 'tapante', moins sèche. Mais la taille de la membrane n'est pas le seul paramètre à entrer en compte : d'autres tout aussi importants mais moins visibles sont indispensables pour calculer quelle installation est la plus appropriée.

    On les appelle les paramètres de Thiele et Small (T/S parameters), des noms de leurs 'inventeurs'. Voici les plus importants :
    Vas : équivalence du volume d'air déplacé par la membrane.
    Fs : fréquence de résonance du haut-parleur (fréquence à laquelle on observe un pic d'impédance) en général, plus elle est basse, meilleur c'est (pour un H.P. reproducteur de grave)
    Qes : facteur de surtension électrique.
    Qms : facteur de surtension mécanique
    Qts : facteur de surtension total (une mesure de la tendance du H.P. à résoner à la fréquence Fs) : se trouve en général entre 0.2 et 0.6 
    Xmax : Excursion maximale de la membrane de part et d'autre de sa position de repos.
    Sd : surface de la membrane

Il existe encore d'autres facteurs propres à chaque haut-parleur (Réponse en fréquence, Impédance, Sensibilité...) qui peuvent différencier les qualités de tel ou tel H.P.

Installation d'un haut-parleur de grave

    Il existe plusieurs façons d'installer un sub, la méthode optimale est donnée par des calculs basés sur les paramètres de Thiele et Small. A vous de voir ensuite la place disponible dans votre coffre.

    En free-air : ce sont en général les hauts parleurs d'entrée de gammes qui sont prévus pour fonctionner de cette façon. Il suffit en réalité de fixer le H.P. sur la plage arrière du véhicule, ou derrière la trappe à ski, et il utilise la totalité du coffre comme caisse de résonance. En effet, les H.P. prévus pour cette utilisation peuvent travailler quelque soit l'espace derrière eux.
            Avantages : installation très simple, on conserve la presque totalité du coffre, le coût (en général H.P. d'entrée de gamme).
            Inconvénients : résultats aléatoires, car la géométrie du coffre, sa taille, son insonorisation ne sont pas optimisés pour cet usage.

    En caisson clos (sealed enclosure) : on construit dans ce cas une boîte en matériaux épais (bois de préférence), de forme parallélépipédique, trapézoïdale (ou cylindrique : tube), dont on perce une face pour y fixer le H.P. L'avantage de ce type de caisson est de permettre une descente très profonde dans le grave. En effet, le caisson provoque de par sa conception une coupure (filtre passe-haut) avec une pente de 12dB/octave, en dessous de la fréquence de résonance. Lors du calcul du volume d'un caisson, on peut jouer sur l'un des paramètres selon ses préférences pour le faire 'taper' plus (dans ce cas, la coupure est plus haute : on aura moins d'extrème grave, mais un pic jusqu'à +6dB), ou alors le faire descendre très bas dans l'extrème grave, mais le son sera moins sec.
            Avantages : simplicité de conception (calculs) et de fabrication (caisson simple). Volume du caisson en général assez faible, donc moins d'encombrement. l'excursion de la membrane est fortement freinée par le fait que le caisson soit clos, on a donc moins d'endommagements de membranes qu'avec un caisson ouvert (bass-reflex)
            Inconvénients : son très typé : soit très profond, soit tapant fort, mais pas réellement de compromis.

 

     En caisson de type Bass Reflex (vented box) : le principe est simple : prenez un caisson clos, percez-y un trou rond, passez un évent au travers, et ça yest, vous avez un caisson bass reflex.  ;-)
    Dans la pratique, c'est malheureusement plus complique, car la position, le diamètre et la longueur de l'évent jouent un rôle aussi important que le volume du caisson.  Par rapport au caisson clos, la coupure naturelle commence plus bas dans le grave, mais la pente est cette fois de 24dB/octave (contre 12dB/octave). De ce fait, le bass reflex peut descendre plus bas que le clos avant que le son soit coupé. Cependant, ces caissons ont tendance à reproduire des mouvements incontrôlés dans les infra-graves, ce qui peut nuire à la membrane. En jouant sur le volume du caisson, on peut faire descendre le son plus bas (gros volume) ou au contraire le faire d'avantage 'taper' (plus faible volume).
            Avantages : caisson encore relativement simple à concevoir et à construire, possibilité de jouer sur le volume du caisson en fonction du son recherché.
            Inconvénients : fragilité apportée au H.P. par l'"isobarité" du caisson (pression identique dedans et dehors), et mouvements incontrôlés de la membrane dans les infra-graves.

 

     Contrairement aux 2 précédents caissons, le caisson passe-bande comporte 2 chambres : une close derrière le haut-parleur, et une avec évent devant. C'est comme si on ajoutait une chambre avec évent devant un caisson clos. Le fait que la charge arrière du haut-parleur soit fixe (pas d'évent comme un bass-reflex), on a les avantages du caisson clos (le débattement de la membrane est limité par la compression/dépression induite dans la chambre). Mais la différence la plus notable avec les précédents caissons est l'allure de sa courbe :  en effet, un caisson passe-bande effectue naturellement une coupure haute est une coupure basse. De plus, la pente de coupure est de 24dB/octave, comme sur un caisson bass-reflex, ce qui permet de filtrer très efficacement les fréquences trop hautes et trop basses.
    Lors de sa conception, on peut jouer sur un facteur S variant entre 0.4 et 0.7 pour obtenir une plage de fréquence plus ou moins large, et des volumes de chambres plus ou moins grands.
         - Si S est faible (0.4), alors la plage de fréquence reproduite par le caisson sera large, et les celui-ci sera relativement peu volumineux.
        - Si S est grand (0.7), au contraire, la bande passante sera étroite, mais le caisson sera alors plus encombrant.

    On note la valeur Fb, qui est la fréquence d'accord de l'évent : la fréquence centrale de la courbe. Les deux valeurs F3L et F3H, qui correspondent aux fréquences de part et d'autre de la fréquence d'accord de l'évent Fb, auxquelles la coupure est de -3dB. (symétriques sur une courbe logarithmique)

        Avantages : Le filtre acoustique des fréquences est induit par le caisson même. Le sub est mieux protégé que sur les précédents caissons car inaccessible par devant ou derrière, (la membrane ne peut être endommagée par des objets se 'baladant' dans le coffre, ou les doigts de gros-bill). La course de la membrane étant limitée par la compression/dépression de la chambre close, on ne rencontre pas les problème de restitution d'ondes parasites ou de résonances du bass-reflex.
        Inconvénients : Ce type de caisson est plus complexe à calculer, et surtout à réaliser correctement (2 chambres dont les volumes doivent être bien précis). Etant donné qu'on a 2 chambres, il est également plus encombrant.

 

Calculer les volumes d'un caisson Passe-bande

 
Que le but recherché soit la puissance ou la qualité musicale, une bonne installation se doit d'avoir une amplification soignée et revue à la hausse. Mettons donc tout de suite de côté les autoradios avec ampli intégré (la majorité), car bien qu'ils affichent des puissances de plus en plus élevées, ils ne peuvent rivaliser avec un ampli externe.

Qu'est-ce qu'un ampli ?

    Comme son nom l'indique, un amplificateur sert à amplifier un signal reçu c'est à dire à transmettre plus de puissance en sortie. Il est donc logiquement placé entre la source (autoradio), et les haut-parleurs.

Il en existe bien sûr de plus ou moins puissants, mais il faut se méfier des gros chiffres annoncés sur les cartons : il s'agit bien souvent d'un puissance maximale pas très significative  Dans la pratique, les amplis fournissent entre 2x15W RMS et jusqu'à 1.500 W RMS pour les modèles les plus performants, destinés surtout aux concours SPL (Sound Pressure Level).
Dans la pratique, un bon ampli affichant 2x30W sera suffisant pour les voies avant, combiné à un ampli mono de 200W pour un petit subwoofer. 

magnifique install Focal / Genesis dans une 306Outre la puissance, la différence entre 2 amplis pourra se situer au niveau du nombre de voies amplifiées : certains ne sont prévu que pour amplifier un seul canal en mono (convient parfaitement à un sub), alors que d'autres pourront convenir à une amplification stéréo (2 ou 4 voies). Il existe également des amplis à 5 voies, ce qui est solution très simple pour qui veut amplifier 4 haut-parleurs et un sub à moindre coût et sans s'embêter dans l'installation.

 

Lire les caractéristiques d'un ampli

La première chose qu'on regarde généralement sur un ampli est sa puissance, mais à elle seule, elle ne veut pas dire grand chose, il est donc intéressant de connaître la signification des autres caractéristiques.

Nombre de voies : il s'agit du nombre de canaux amplifiés en sortie de l'ampli. Il correspond au nombre de haut-parleurs que l'on peut alimenter dans un branchement simple (un haut-parleur par canal, pas en parallèle ni en série)
   Les amplis les plus courants on 2 ou 4 voies, mais il en existe des mono (1 voie, pour brancher un subwoofer par exemple), ou encore des 5 voies, permettant d'alimenter une installation complète.

Note : il est possible d'utiliser 2 canaux pour n'alimenter qu'un seul H.P. On parle alors de pontage et cela permet d'envoyer plus de puissance au H.P., car on cumule alors la puissance de chacun des 2 canaux pontés. 
Cette technique est très employée pour alimenter un sub à partir d'un ampli 2 voies.

Puissance : Il s'agit de l'énergie électrique envoyée au H.P., exprimée en Watts. On voit en fait souvent 2 chiffres qui indiquent la puissance d'un ampli :
    - la puissance RMS (Root Mean Square), ou puissance efficace, qui correspond réellement à l'énergie électrique envoyée.
    - la puissance Max, qui reflète l'énergie maximale que peut fournir l'ampli, mais ce sur une toute petit durée (quelques ms), elle n'est donc pas très intéressante, et il ne faut surtout  pas se baser sur ce chiffre pour choisir un ampli. c'est pourtant cette puissance qui est inscrite en caractères bien gros sur les amplis bas de gamme en marques de lessive...
Cependant, chez les marques sérieuses, la différence entre ces deux chiffres nous donne une idée de la dynamique de l'ampli.

Ces chiffres sont indiqués à un certain voltage, pour un certain taux de distorsion (THD), et sur une certaine plage de fréquence. Le mieux pour comparer 2 amplis, est donc de regarder les valeurs dans les mêmes conditions : 
    - Voltage de 12V
    - Taux de distorsion le plus petit possible (0.01% THD par exemple) 
    - Plage de fréquence la plus large possible : 20Hz-20KHZ étant le top.

Filtrage : certains amplis possèdent des filtres intégrés, qui permettent ainsi de sélectionner les fréquences les plus adaptées aux haut-parleurs connectés. Souvent il ne s'agit que d'un filtre passe-haut ou passe-bas réglé à 80Hz, mais certains modèles plus complets offrent des possibilités de choix de la fréquence de coupure. 
Il est en effet impératif de couper les fréquences hautes lorsqu'on alimente un subwoofer, ou les basses fréquences pour un medium ou un tweeter.
Si l'ampli ne comporte pas de filtrage, il faudra donc recourir à des filtres passifs

Bass Boost : Certains amplis proposent également une fonction boost : il s'agit d'un dispositif permettant de doper une certaine fréquence, souvent dans les graves, aux alentours de 45Hz, afin de corriger un éventuel manque de basses. Parfois, cette commande peut être déportée, afin d'être réglée via un potentiomètre depuis l'habitacle.
Cette fonction est à utiliser avec parcimonie, sous peine de créer de la distorsion et de saturer le sub.

Entrées haut-niveau : certains postes bas de gamme ne disposent pas de sortie préampli RCA (Cinch), le signal peut néanmoins être envoyé à un ampli en utilisant les sorties haut-parleurs du poste, qu'on relie alors aux entrée haut-niveau de l'ampli. En général, seuls les amplis bas de gamme disposent de telles entrées

 

Comment câbler l'ampli ?

 

    Tout d'abord, l'amplificateur doit être alimenté pour fonctionner. Etant donnée la puissance électrique nécessaire, il est préférable (voire impératif), de le relier directement au "plus" de la batterie. Pour cela il faudra choisir un câble d'alimentation de section adaptée à sa longueur et à la puissance demandée , et bien sûr assurer la sécurité de l'équipement en plaçant un fusible adapté, au plus près de la batterie.
Dans le cas où on utiliserait plusieurs amplis, le mieux est d'utiliser un répartiteur avec un fusible pour chaque ampli.

    En ce qui concerne la masse, il est inutile de tirer un câble jusqu'à la batterie, car tout le châssis du véhicule y est déjà relié. On peut donc se contenter de trouver un bon point de masse dans le coffre par exemple, et de le relier à la masse de l'ampli par un câble de même section que pour le "plus", et le plus court possible, afin de réduire les bruits parasites.
Attention, si le point de masse n'est pas bien choisi, les performances ne seront pas optimales (tension trop faible). Il est donc très important de ne pas prendre cet aspect à la légère : le mieux est donc de sertir une cosse "rondelle" au bout du câble de masse, et de la fixer par exemple au point d'amarrage des ceintures ou de fixation des sièges, ou encore un boulon vissé au fond du coffre, en ayant pris soin de gratter/décaper la peinture pour optimiser le contact

    L'amplificateur ne reste heureusement pas allumé en permanence : sa mise en/hors service est pilotée par l'état de l'autoradio au moyen du fil Remote. Il s'agit d'un fil généralement bleu qui sort de l'autoradio et qui sert également à commander l'antenne électronique le cas échéant. Il faut donc amener ce signal jusqu'à l'entrée Remote de l'ampli. 
Attention, ce signal n'est pas très puissant et ne peut en aucun cas suffire à alimenter l'ampli au risque de griller l'autoradio, de même qu'il ne faut pas amener le plus permanent de la batterie sur l'entrée Remote de l'ampli : ce dernier serait toujours allumé, et déchargerait donc rapidement la batterie.

    Enfin, le signal sonore est transmis à l'ampli par le biais des câbles RCA. Il s'agit de câbles coaxiaux, parmi lesquels on préfèrera des modèles blindés, moins sensibles aux parasites, et apportant donc moins de souffle. Ces câbles seront connectés d'un côté à une sortie de l'autoradio et de l'autre à une entrée de l'ampli. Pour limiter au maximum les parasites, faire passer les câbles RCA le plus loin possible des câbles d'alimentation.

Certains autoradios ne comportent qu'une sortie RCA, alors que d'autres plus performants en ont jusqu'à 3. Ces derniers permettent ainsi de contrôler le Fader (balance avant/arrière), ainsi que le niveau du subwoofer, à condition qu'on dispose d'autant d'amplis

 

Voici quelques schémas d'installations :

Le schéma le plus simple : un ampli 2 voies alimente une paire de haut-parleurs.

 

 

 

Sur ce schéma, l'ampli est un 4 canaux, mais l'autoradio ne dispose que d'une sortie RCA, on n'entre donc que sur le canal 1, et on place le commutateur sur 2 canaux. 
Le même signal est envoyé à l'avant et à l'arrière, on ne peut donc pas régler le fader depuis le poste.

Dans le cas où l'ampli en dispose pas de commutateur du nombre de canaux d'entrées, on peut utiliser un câble RCA en Y (voir plus bas)

 

Dans le cas où l'autoradio dispose de suffisamment de sorties RCA, il est préférable de toutes les exploiter, ce qui permet d'utiliser le fader du poste (balance avant/arrière). 
Pour cela, il faut bien sûr placer le commutateur de l'ampli sur 4 canaux d'entrée.

 

 

 

Ce schéma est en fait très proche du précédent, si on considère qu'un ampli 4 voies est un peu comme 2 amplis 2 voies.

Dans ce cas, on a un ampli dédié à l'avant et un autre pour l'arrière.

En ce qui concerne le Remote, il faut bien sûr amener ce signal aux 2 amplis.

 

 

Voici un moyen de relier 2 amplis à un poste ne comportant qu'une sortie préampli : il faut utiliser un câble RCA en Y 

 

 

 

Certains amplis disposent de sorties RCA permettant de chaîner le signal vers un autre ampli. On n'a ainsi pas besoin de "Y".  
On peut utiliser un ampli 4 voies pour alimenter une paire d'avants et un sub. Pour cela on ponte 2 sorties, on cumule alors la puissance des deux sorties pontées pour alimenter le sub. (par ex, pour un ampli 4x40W, les voies av recevront 40W chacune, et le sub 80W)

Attention, il faut utiliser les filtres intégrés à l'ampli : passe-bas pour le sub et passe-haut pour les avant. Si l'ampli ne dispose pas de filtre intégré, il faudra recourir à un filtrage passif sur chaque H.P.

Le branchement en trimode permet avec un seul ampli 2 voies, d'alimenter à la fois une paire d'H.P. et un sub.

Dans ce cas, par contre, il est impératif d'utiliser des filtres passifs, car le filtrage intégré à l'ampli est inutilisable.

 

 

Construire un caisson de basses

La forme

    Il n'y a pas de forme idéale pour un caisson, malgré les nombreuses idées reçues à ce sujet. Par exemple, on entend souvent qu'il faut éviter les caissons de forme cubique (largeur, hauteur et profondeur strictement de même longueur), car ils peuvent engendrer des ondes statiques. Or il faut pour générer une telle onde que la distance entre les parois du caisson soit égale à la moitié de la longueur d'onde de la fréquence génératrice. Etant donné qu'un caisson sera appelé à reproduire des fréquences entre 20Hz (environ 17m) et 100Hz (environ 3,5m), on se rend bien compte qu'un tel caisson ne tient pas dans une voiture standard ;-)

    De toute façon, toute onde statique qui pourrait être générée par des harmoniques (causées par de la distorsion) pourrait être absorbée par des matériaux tels que de la laine de roche ou "cassée" par les armatures internes du caisson.

    En gros, ne pas trop se soucier de la forme : il vaut mieux faire en sorte que le caisson tienne correctement dans le coffre. Dans la plupart des cas, de toute façon, pour utiliser le maximum de l'espace disponible, on se tournera vers un caisson de forme trapézoïdale, le plan incliné collé au dossier de la banquette arrière.

 

La solidité du caisson (bracing)

    Un caisson est appelé à subir de nombreuses contraintes, dont la plus importante est la pression engendrée par le déplacement de la membrane du haut-parleur. S'il est correctement conçu et réalisé, il doit pouvoir encaisser la puissance fournie par l'ampli sans broncher : un caisson qui se déforme ou qui vibre (parois trop souples) ou qui fuit (mauvaises jointures) perdra en pression sonore (SPL) et en clarté. Dans un cas extrème, il risque d'exploser sous la pression et le haut-parleur fonctionnant alors en charge infinie (free air) serait alors endommagé (sans compter les éclats de matériaux qui peuvent provoquer des dégâts corporels et matériels).

    Il n'y a qu'une solution pour créer un caisson solide : utiliser des panneaux de MDF (Medium Density Fiberboard), et les renforcer.
Le MDF, aussi appelé Medium ou Medite, est un bois de haute densité, qu'on trouve à la découpe dans tous les bons magasins de bricolage. Il conviendra d'utiliser des parois d'au moins 16 ou 19mm, voire 22mm. Ne pas utiliser d'aggloméré, qui est trop souple, ne filtre pas les vibrations, ne tient pas bien les vis, et se transforme trop rapidement en éponge avec l'humidité, perdant alors son  peu de rigidité.

    Afin d'assembler correctement et solidement les parois du caisson, il convient de les visser ET de les coller. Mais pour éliminer complètement les vibrations et limiter encore plus les déformations du caisson, il faut le renforcer en utilisant par exemple des tasseaux  dans les coins, et en travers des parois. Ne lésinez pas sur les vis : une dans chaque coin est loin d'être une solution satisfaisante : espacez les régulièrement de 10 cm maximum. Employez des vis à bois de longueur suffisante pour entrer assez profondément dans les éléments à assembler, et de préférence à tête fraisée, pour être discrète et ne pas dépasser du bois.

Un caisson n'est jamais trop solide

Sur la figure ci-contre, on voit les tasseaux placés le long des jointures des parois : il est en effet préférable de ne pas visser dans les chants des planches, pour éviter que celles-ci ne se fendent et éclatent. On note également le cadre vertical que j'ai placé au milieu du caisson pour en assurer une meilleure rigidité et retenir les parois (qui sans ça ne sont fixées que sur leur pourtour). Il s'agit d'une planche de medium (22mm) découpée à la forme interne du caisson, et que j'ai "évidée". Ce soutien est important dans le cas de caissons volumineux (les grandes planches sont plus sujettes à la déformation).

    Une fois ainsi assemblé, votre caisson doit être parfaitement rigide, et ne doit pas broncher lorsque vous forcez dessus. Les planches ne doivent pas ployer, ni vibrer; le caisson ne doit pas se déformer, quel que soit le sens dans lequel on le tourne et ce qu'on lui fait subir (restez raisonnables cependant ;o)) Montez debout dessus au besoin.

 

L'étanchéité du caisson (sealing)

caisson monté et fixé au dossier des sièges    Pour être parfaitement efficace, le caisson doit être hermétiquement clos (à l'exception du trou ménagé pour l'évent dans le cas d'un Bass reflex ou d'un passe-bande), c'est à dire que l'air ne doit pas s'en échapper sous l'effet de la pression engendrée par le haut-parleur. De telles pertes engendrent en effet un mauvais contrôle du haut-parleur, ce qui résulte en un résultat différent de celui attendu. De plus, ces fuites peuvent générer des bruits parasites (distorsions, sifflements) et peuvent mener à l'endommagement du haut-parleur.

    Pour cela, n'hésitez pas à appliquer copieusement de la colle à bois lors de l'assemblage du caisson, elle jouera le rôle de joint. Une fois le caisson assemblé, vous pouvez également employer du mastic à base de silicone (mastic de salle de bain) ou du Blackson le long des jointures.

 

L'amortissement (damping)
n.m : action d'un milieu ou d'un matériau pour freiner un système oscillant.

    Il existe différents moyens de couper les ondes transmises par un haut-parleur : en rigidifiant les supports, en absorbant ou en déviant ces ondes. Bien sûr, selon la fréquence de l'onde à amortir, on n'emploiera pas le même matériau ou la même technique.

    Dans la majorité des cas, on utilise de la laine de verre (on en trouve dans tous les magasins de bricolage, au rayon isolation) dont on tapisse l'intérieur des parois. Vous pouvez également appliquer une couche de Blackson sur les parois auparavant.

note : afin d'éviter que la laine de verre ne se désagrège et ne vole par l'évent, ou se colle dans le spider du H.P., on peut la recouvrir d'une toile (perso j'utilise de la moquette acoustique, mais n'importe quel vieux drap peut faire l'affaire)

 

Le bornier

caisson fixé à la banquette arrière : on note le bornier au premier plan.    Il faudra bien à un moment ou un autre envoyer le signal électrique depuis l'ampli vers le sub, et donc faire entrer un câble dans le caisson. Plutôt que de faire passer un fil à travers une paroi, il est préférable de fixer un bornier sur celle-ci. Les fils allant du bornier au haut-parleur seront soudés pour un meilleur contact (et éventuellement recouverts de gaine thermo-rétractable).

Portez un soin particulier à l'isolation du bornier : il n'est pas rare que celui-ci ne soit pas parfaitement étanche, et qu'on ait une fuite d'air à ce niveau-là.

 

Finition

caisson recouvert de moquette bicolore collée.    Vous pouvez enfin fignoler la finition extérieure de votre caisson, en lissant les coins, et en appliquant de la moquette, du skaï ou une couche de peinture (n'oubliez pas de protéger le haut-parleur).

 

 

 

Installer un haut-parleur dans une porte

 

Pourquoi dans les portes?

    Pour retranscrire au mieux la réalité d'une scène sonore de concert, il est primordial d'installer des haut parleurs à l'avant du véhicule, devant les passagers. Pour cela, il existe plusieurs emplacements et positionnements qui demandent plus ou moins de travail et donnent des résultats plus ou moins bons :
Front panel
(sur les côtés, au dessus du tableau de bord),
Kick panel
(au niveau des pieds des passagers),
Dash panel
(dans le tableau de bord),
Seat box (au sol, en avant des sièges avant)

 

      Mais de tous ses montages, le plus simple est l'emplacement dans les portes. Déjà, pour la pure et simple raison qu'il s'agit de l'emplacement où sont installés les HP d'origine dans la plupart des cas, ce qui simplifie grandement les choses (même si les HP d'origine seront dans la majorité des cas bons à remplacer). C'est aussi l'emplacement le plus discret, ce qui tentera moins les voleurs.

      La porte apporte aussi l'avantage du volume de charge des HP, qui permettra d'obtenir plus de bas-mediums et de graves que les autres montages.

      Pour une installation simple, on pourra se contenter de remplacer les HP d'origine par des modèles plus performants, mais pour les plus exigeants il faudra la plupart du temps retravailler plus ou moins la porte. En effet, des HP haut de gamme méritent un montage à la hauteur, sans quoi ils ne donneront pas de biens meilleurs résultats que des HP d'origine.

 

 

- Problèmes liés à la taille du HP
      Les HP haut de gamme ont souvent des moteurs (aimants) plus volumineux que les HP d'origine. il faut donc déjà s'assurer qu'ils auront la place de passer, qu'ils ne gêneront pas la manipulation de la vitre... Dans ce cas, la solution est de mettre une entretoise en plastique ou en bois (préférable) qui décalera le HP vers l'avant d'1 ou 2cm. Attention cependant à ne pas trop le faire avancer, sans quoi il touchera la garniture ou la grille. Une entretoise en bois participera en plus à la rigidité du support, voir un peu plus bas sur cette page.

      Dans certains cas, il faudra carrément agrandir l'emplacement d'origine pour y caser le nouveau HP, si on veut loger un 16cm dans un emplacement de 13 par exemple. Il faudra alors bien souvent découper la tôle de porte. Attention à ne pas découper en même temps le faisceau électrique de la porte...

- Vibrations
      Lorsque la membrane d'un HP avance et recule, elle provoque une réaction en sens inverse sur le HP, ce qui nuit à la reproduction du son, et notamment des basses : on perd une partie de l'énergie de la membrane. Pour remédier à cela, il est important d'avoir un support de HP bien rigide. C'est pour cela que les emplacements d'origine ou les entretoises en plastique sont à proscrire et qu'il faudra, pour tirer le mieux des HP, les installer sur une cale en bois rigide (medium par exemple) et les fixer solidement à la porte.

      Certains fabricants proposent des entretoises, des vide poche ou des panneaux de porte quasi complets en plastique  ou en bois  permettant d'installer facilement un ou plusieurs HP en porte, en reprenant le look d'origine du véhicule.


 


 

      Une porte est pleine d'éléments qui ne demandent qu'à vibrer à chaque coup de basse : tôles, pièces en plastiques, clips, tringlerie de la serrure, câbles... Cela n'est heureusement pas ue fatalité, et on peut travailler sur l'insonorisation de la porte, à l'aide notamment de plaques de goudron adhésives (Paxaflex). On les trouve dans les magasins de bricolage, au rayon étanchéité des toitures et elles se présentent généralement en rouleaux plus ou moins long et plus ou moins larges. Certaines ont une feuille d'aluminium sur leur face extérieure, mais elles sont moins faciles à manier car plus rigides. Mieux vaut plusieurs épaisseurs de plaques fines qui tiendront bien collées et épouseront bien les formes de la porte, qu'une épaisseur d'une plaque trop rigide. Le rôle de ces plaques sera d'absorber les vibrations, d'insonoriser la porte et en alourdissant la tôle, d'abaisser sa fréquence de résonnance.

      Le plus important est de recouvrir la tôle intérieur de la porte, derrière le HP, avec ces plaques de goudron. On peut aussi en mettre sur la tôle qui supporte le HP, derrière la garniture, afin de contribuer à la rigidité du support du HP. On en profitera alors pour boucher au mieux les trous sur cette tôle. En effet, ces trous font que la porte n'est pas étanche : l'air poussé par la membrane se retrouve aspiré de l'autre côté, c'est ce qu'on appelle un court-circuit acoustique et cela nuit à une bonne restitution des basses fréquences notamment.

 

 

 
 
 
Garniture de porte enlevée.
Goudronnage de l'intérieur de la porte.
 
Fixation de tôles pour boucher les trous de la tôle de porte et rigidifier le support.
Fixation de l'entretoise du HP, jointée et vissée
 
Utilisation de mousse pour absorber les vibrations des tringleries
 
Insonorisation complète de la tôle de porte avec des plaques de goudron
 
 

Le filtrage

    Pourquoi filtrer?

    Un haut parleur, de par la dimension de sa membrane (diamètre), et d'autres critères (conception, matériaux employés...) ne peut pas être efficace dans toute la plage de fréquence audible. Il ne peut en général rendre qu'une certaine plage de fréquence, on parle de sa bande passante. En règle général, plus le diamètre du haut parleur sera grand, plus sa bande passante sera située dans les fréquences basses (les graves). Inversement, un haut parleur destiné à reproduire des fréquences élevées (aigüs) sera de petite taille.

    Le problème est qu'un haut-parleur peut être endommagé si on le fait travailler en dehors de sa bande passante, or le son qui sort de la source (autoradio) est en large bande : les fréquences s'étalent grosso-modo entre 20 et 20.000Hz, qu'il faut donc découper en plusieurs plages de fréquences pour que les différents hauts-parleurs travaillent correctement.

 

    Pour découper ainsi la courbe, on utilise ce qu'on appelle des filtres ou "crossover" (noté parfois "Xover"). Il en existe 2 types, selon qu'on veut couper les fréquences hautes ou les fréquences basses :

 

    Le filtre passe-bas (ou FPB)

    Ce filtre, comme son nom l'indique, coupe les fréquences hautes, et ne laisse passer que les basses. La fréquence de coupure est déterminée en fonction de la plage que l'on veut faire reproduire. On associera donc un filtre passe-bas à un subwoofer, pour lui envoyer les fréquences basses tout en coupant les fréquences plus élevées.

 

    Le filtre passe-haut (ou FPH)

    Il fonctionne à l'inverse du FPB, en coupant les fréquences inférieures à la fréquence de coupure, et en laissant passer les fréquences plus hautes. On utilisera donc un tel filtre pour protéger un haut parleur d'aigüs.

    Le filtre passe-bande

    Il combine un FPB et un FPH pour effectuer une coupure haute et une coupure basse. De ce fait, il en ressort une bande de fréquences limitée par les 2 fréquences de coupures. Cette application est très utile pour protéger un haut-parleur de médium des fréquences trop basses et des fréquences trop aigües.

    la pente

    L'idéal serait d'avoir du son jusqu'à la fréquence, puis plus rien après, mais dans la pratique, la coupure n'est pas aussi franche, et selon la conception du filtre, on aura une pente plus ou moins importante, exprimée en dB/octave. En fonction de la complexité du filtre, on peut avoir des coupures de 6, 12, 18 ou 24dB/octave.

 

    Filtrage passif

    Un filtre passif est un circuit qui utilise des bobines (selfes) et/ou des condensateurs, et est placé entre l'ampli et le haut-parleur. Il peut être soit passe-haut (condensateurs), soit passe-bas (selfes), soit passe-bande(combinaison de condos et selfes).
    Les plus courants sont les filtres du 1er ordre, c'est à dire avec une coupure de 6dB/octave. Ils sont très simples à construire et ne nécessitent qu'un composant par filtre. Placé en série avec le haut-parleur, il réduira la puissance de 6dB/octave au-dessus ou en-dessous de la fréquence de coupure, selon qu'il s'agit d'un FPB ou d'un FPH. Les systèmes plus complexes donnant une coupure de 12 ou 18dB/octave peuvent produire des problèmes d'impédances s'ils ne sont pas conçus correctement.

Attention : les filtres passifs sont directement dépendants de l'impédance du haut-parleur et des valeurs des composants. Ne pas oublier de prendre en considération l'impédance globale, lors du filtrage d'un système basé sur plusieurs haut-parleurs.

Créez votre propre filtre passif du 1er ordre

Le filtre passif du 1er ordre (-6 dB)

 

    Voici le schéma de principe du filtre passif du 1er ordre : il suffit de placer une selfe (FPB) ou un condensateur (FPH) en série entre l'ampli et le haut-parleur. 

   

    Pour un kit 2 voies woofer+tweeter, choisir la même fréquence de coupure pour les 2 hauts-parleurs du système, afin de ne pas avoir de trou (fréquences non reproduites par l'un ou l'autre des H.P.), ni de recouvrement (fréquences jouées par les 2 H.P. et qui peut faire ressortir parfois des problèmes de phase).

Regardez dans ce tableau, les principaux calculs déjà effectués (résultats arrondis la plupart du temps vers des valeurs de composants faciles à trouver).

Fréq. (Hz)

Impédance

2 ohms 4 ohms 8 ohms
L C L C L C

80
100
130

4.1 mH
3.1 mH
2.4 mH
1000 uF
800 uF
600 uF
8.2 mH
6.2 mH
4.7 mH
500 uF
400 uF
300 uF
16 mH
12 mH
10 mH
250 uF
200 uF
150 uF
200
260
400
1.6 mH
1.2 mH
0.8 mH
400 uF
300 uF
200 uF
3.3 mH
2.4 mH
1.6 mH
200 uF
150 uF
100 uF
6.8 mH
4.7 mH
3.3 mH
100 uF
75 uF
50 uF
600
800
1000
0.5 mH
0.41 mH
0.31 mH
136 uF
100 uF
78 uF
1.0 mH
0.82 mH
0.62 mH
68 uF
50 uF
39 uF
2.0 mH
1.6 mH
1.2 mH
33 uF
26 uF
20 uF
1200
1800
4000
0.25 mH
0.16 mH
0.08 mH
66 uF
44 uF
20 uF
0.51 mH
0.33 mH
0.16 mH
33 uF
22 uF
10 uF
1.0 mH
0.68 mH
0.33 mH
16 uF
10 uF
5 uF
6000
9000
12000
51 uH
34 uH
25 uH
14 uF
9.5 uF
6.6 uF
0.10 mH
68 uH
51 uH
6.8 uF
4.7 uF
3.3 uF
0.20 mH
0.15 mH
100 uH
3.3 uF
2.2 uF
1.6 uF

 

Cas d'un haut-parleur passe-bande

Prenons le cas d'un système à 3 voies  :

Subwoofer pour les graves (fréquences inférieures à 120Hz, par ex.)
Tweeter pour les aigüs (fréquences supérieures à 4 KHz par ex.)
Woofer pour les medium (tout le reste, c'est à dire de 120Hz à 4KHz)

    Pour le sub et les tweeter, on réalise des filtres comme sur les figures ci-dessus, par contre, en ce qui concerne les woofers, on doit réaliser un filtre passe-bande. Il suffit en fait de chainer un Filtre Passe Bas et un Filtre Passe Haut en série, calculés de façon à faire reproduire les fréquences restantes aux woofers.
    Il faut donc calculer C1 comme pour un FPB à 4KHz, et L1 comme pour un FPH à 120Hz.

 

Créez votre propre filtre passif du 2nd ordre

 

Le filtre passif du 2nd ordre (-12 dB)

 

 

    Voici le schéma de principe du filtre passif du 2nd ordre : on part d'un filtre du 1er ordre et on rajoute un composant en parallèle avec le haut-parleur (condensateur pour un FPB et self pour un FPH).
    La différence par rapport au filtre du 1er ordre sera une pente plus importante : 12 dB/octave au lieu de 6 dB/octave.

   

    Pour un kit 2 voies woofer+tweeter, choisir la même fréquence de coupure pour les 2 hauts-parleurs du système, afin de ne pas avoir de trou (fréquences non reproduites par l'un ou l'autre des H.P.), ni de recouvrement (fréquences jouées par les 2 H.P. et qui peut faire ressortir parfois des problèmes de phase).

Cas d'un haut-parleur passe-bande

Prenons le cas d'un système à 3 voies  :

Subwoofer pour les graves (fréquences inférieures à 120Hz, par ex.)
Tweeter pour les aigüs (fréquences supérieures à 4 KHz par ex.)
Woofer pour les medium (tout le reste, c'est à dire de 120Hz à 4KHz)

    Pour le sub et les tweeter, on réalise des filtres comme sur les figures ci-dessus, par contre, en ce qui concerne les woofers, on doit réaliser un filtre passe-bande. On chaîne alors un FPH et un FPB, dont les fréquences de coupures sont respectivement 120 Hz et 4 KHz.

On calcule donc C1 et L1 pour le Filtre Passe Haut à 120 Hz, et C2 et L2 pour le Filtre Passe Bas à 4 KHz

 

 Filtrage actif

Filtre actif 5 canaux Alpine    Un filtre actif joue le même rôle qu'un passif, mais dispose en plus de composants actifs (amplificateurs opérationnels, potentiomètres, interrupteurs), en plus des résistances, condensateurs et selfs.  De nombreux amplis comportent un ou plusieurs filtres actifs, qui permettent de régler la fréquence coupure, et de choisir s'il doit se comporter en passe-haut ou en passe-bas. Mais on peut également trouver des filtres actifs dans certains autoradios haut de gamme (le plus souvent uniquement coupure basse du sub), ou dans les DSP et égaliseurs, voire en tant que boîtiers externes. Dans ces cas, on place le filtre avant l'ampli, contrairement au filtre passif.

 

 

L'alimentation

 

gros fusible général (à installer dans un porte fusible au plus près de la batterie)    Souvent négligée, l'installation électrique joue un rôle essentiel dans le fonctionnement d'une installation élaborée, tant qualitativement que quantitativement. De plus, une installation se doit d'être soignée, sous risque que la voiture parte en fumée... 

    D'ailleurs, le soin apporté au câblage est observé très rigoureusement en concours, au même titre que l'aspect esthétique général ou le SPL. Il mérite donc qu'on s'y attarde à plus d'un titre.

    Tout amplificateur doit être suffisamment alimenté pour fournir sa puissance maximale. 
Petit rappel de physique : la puissance électrique P est liée à la tension U et à l'intensité I du courant par la formule suivante :

P = U . I

    Or la tension électrique fournie par la batterie d'une voiture est de 12V à l'arrêt et environ 14,4V moteur en marche. On comprend alors que la puissance est essentiellement limitée par l'intensité du courant. Mais monter une batterie plus grosse ne résout pas tous les problèmes : Il faut également penser à acheminer le courant avec des câbles de section adaptée, pour avoir le minimum de perte, et tirés directement depuis la batterie. câbles d'alim avec porte fusible
 
    1. Pour cela il faut d'abord connaître les besoins de l'installation :

    Courant requis = Puissance RMS totale * 0.13

    2. On peut alors se reporter au tableau suivant :
 

Sections (mm2) des câbles d'alimentation en fonction de l'intensité de l'installation et de la longueur du câble

  1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m
125 A 20 20 20 35 35 50 50 50
105 A 20 20 20 35 35 35 35 50
85 A 16 20 20 20 35 35 35 50
65 A 8 16 16 20 20 20 20 35
50 A 8 8 16 16 20 20 20 20
35 A 3 8 8 8 16 16 20 20
20 A 3 3 8 8 8 8 16 16

 

   Exemple :
   Quel câble pour alimenter 2 amplis installés dans le coffre (longueur de câble : 6m)
            1 amplificateur A 4 canaux (4x60W RMS)
            1 amplificateur B 2 canaux (1x300W RMS)

   courant requis pour l'ampli A : 4 x 60 x 0.13 = 31 ampères
   courant requis pour l'ampli B : 300 x 0.13 = 39 ampères

   Courant total : 70 ampères

            Section de câble à utiliser : 35 mm2

 

Protection électrique :

Porte-fusible général, à installer au plus près de la batterie

    Comme on l'a vu, l'alimentation doit être directe de la batterie à l'ampli. Cependant, un câble pouvant faire passer de telles intensités aurait vite fait de faire partir la voiture en fumée, en cas de court-circuit (mise à la masse). Il faut donc prendre un soin particulier lors de son installation, et utiliser des fusibles adaptés à la consommation :

    1. Installer un fusible au plus près de la batterie, résistant à l'utilisation normale de l'installation, mais qui claquerait au cas où le câble d'alim. serait en court-circuit. Il n'est pas rare lors d'accidents que ce câble soit coupé par une tôle, et ainsi mis à la masse, entraîne sa surchauffe instantanée, et de là l'embrasement du véhicule. On peut même envisager l'utilisation d'un disjoncteur, réenclenchable. l'intérêt du disjoncteur est qu'on peut le réenclencher
    2. Protéger le câble au mieux, en plus de son isolant, et prendre un soin particulier si le câble doit traverser des tôles coupantes (passage entre le compartiment moteur et l'habitacle), ou passer proche de pièces mécaniques en mouvement (moteur, pédalier...)
 
    3. Dans le cas de l'utilisation de plusieurs amplis, employer un répartiteur/porte fusible au plus près des amplis. De nombreux modèles existent, permettant de ressortir sur 2 à 4 amplis avec des câbles de 16 ou 21mm2 (section suffisante vu la distance faible entre l'ampli et le répartiteur) porte-fusibles/répartiteurs : servent à répartir l'alimentation entre les différents amplis


Schéma de câblage type

 


Une alimentation soignée pour une qualité accrue.

    Bien sûr, plus l'ampli recevra de puissance électrique, plus il fonctionnera de façon optimale. On aura donc moins besoin de le faire forcer pour atteindre un certain niveau sonore, d'où moins de distorsion, et donc une meilleure qualité sonore.

    Pour arriver à cela, il faut porter autant de soin à la masse qu'au "plus". On choisira pour cela un câble de même diamètre que le "plus", que l'on reliera à un point du châssis offrant une bonne masse. En effet, bien que la caisse soit reliée à la borne "moins" de la batterie, il se peut que certains points du châssis n'offrent pas une masse optimale. Dans ce cas, on n'aura pas une tension exacte de 12V, ce qui on l'a vu, nuit à la puissance électrique (P=U.I).
 

    Il faut également trouver un bon point d'ancrage : on peut par exemple utiliser les fixations de ceintures de sécurité, ou encore percer un trou directement dans le fond du coffre ou sous la banquette arrière (gaffe au réservoir en dessous!), et fixer une cosse ronde et plate offrant un maximum de contact avec la tôle, que l'on aura préalablement décapée (la peinture est un très mauvais conducteur). cosses plaquées or : insensibles à la corrosion
cosse de batterie plaquée or acceptant des câbles d'alim de fort diamètre     De manière générale, il faut optimiser les contacts électriques par l'emploi de cosses appropriées. Les cosses plaquées or sont les plus souvent utilisées pour leur résistance à la corrosion. Elles disposent en général de bornes d'assez fort diamètre pour connecter les câbles d'alim les plus gros. Ces cosses sont fournies avec un capuchon en plastique ou en silicone afin d'éviter les courts circuits malencontreux.
   Le mieux est d'ailleurs de relier toutes les masses de l'installation en un même point, afin d'éviter les boucles, sources de de parasites. Pour cela, on utilisera un répartiteur de masses : relié d'un coté au châssis par un câble de même section que l'alim venant de la batterie, et relié de l'autre côté aux différents éléments de l'installation (ampli, DSP...) répartiteur de masse vers les différents appareils
condensateur d'une capacité d'1 Farad     L'emploi de condensateurs, aussi appelés "capas" permet également de gagner en qualité en stabilisant le signal électrique en entrée des amplis. En effet, leur forte capacité de 1 Farad leur permet de jouer le rôle tampon d'un accus supplémentaire afin de seconder la batterie lors de grosses demandes de courant.
     Par exemple, sur de la musique techno, l'ampli alimentant le sub sera beaucoup sollicité à chaque coup de basse. Cette brusque demande de courant provoque alors une chute de tension pouvant aller jusqu'à 1V, ce qui fait que l'ampli ne fonctionne alors pas au mieux, car insuffisamment alimenté. les capas électroniques intègrent un afficheur du voltage
    On préférera les capas plus récentes, intégrant un système électronique avec afficheur de la tension, et gérant le chargement et le déchargement automatique lorsque la capa est débranchée, ainsi que l'éventuelle inversion de polarité. En effet, ces condensateurs, étant donnée leur capacité importante (ceux habituellement utilisés en électronique ne dépassent pas les quelques millifarads), peuvent vite être  transformés en véritables bombes par une mauvaise manipulation.

 

Spécial grosses installations

    Le problème d'une installation électrique d'origine est qu'elle n'est pas conçue pour une demande très importante. Les grosses installations (à partir de 600W RMS) sont évidemment très gourmandes et il faut dans leur cas remplacer voire ajouter certains éléments : batterie et alternateur.

    La batterie d'origine se retrouve vite débordée par les besoins d'une grosse install elle ne fournit pas assez de courant à la fois pour alimenter correctement les amplis, et elle se décharge aussi très vite. On peut donc envisager da la remplacer, soit par un modèle de moteur diesel, soit par une batterie spécifique, comme les Optima ou Exide. Ces batteries offrent le double avantage d'une forte réserve de courant, de part un déchargement lent, et d'un fort ampérage toujours disponible. 
    On peut bien sûr associer plusieurs batteries reliées les unes aux autres, afin de cumuler ainsi la capacité globale. Ces batteries étant d'ailleurs sèches, on peut les utiliser dans n'importe quelle position, et même les installer dans l'habitacle ou le coffre sans danger.
 

batterie optima
 
    Cependant, même la meilleure batterie a une réserve limitée, on peut donc penser également à doper l'alternateur censé la recharger lorsque le moteur tourne. La plupart des alternateurs débitent  un courant voisin de 60A, intensité vite atteinte par l'association de 2 ou 3 amplis gourmands. La solution réside souvent dans le remplacement de l'alternateur d'origine par celui du modèle sportif de la gamme du véhicule, souvent plus puissant.