Tout comprendre sur les caissons de basses : perception du son

L'architecture d'un système Hi-Fi ou Home-cinéma ne peut être complètement maîtrisée que si l'on inclut l'élément majeur du système : l'oreille. Ses caractéristiques sont déterminantes dans la perception du son. Ses particularités (en matière de niveau sonore, surtout) expliquent bien des déceptions vis-à-vis de systèmes pourtant séduisants sur le papier.

L’oreille est l’organe de la perception des sons. Elle les transcrit en messages électriques qui sont interprétés par le cerveau. Comme tout organe de perception, l’oreille a ses limites : il est communément admis que l’oreille perçoit les sons compris entre 20 Hz et 20 kHz.

L'oreille humaine n'est pas aussi sensible aux sons graves (basses fréquences) qu'aux sons médium ou aigu (hautes fréquences) émis à la même pression acoustique. Le schéma ci-dessous reproduit les courbes d'isosonie de Fletcher et Munson (1918). Elles montrent comment les sons graves demandent à être entendus à un niveau sonore plus élevé que les sons aigus pour être perçus avec la même intensité.

Courbe de fletcher Munson

On remarque que lorsque l'intensité sonore est faible, l'oreille est très peu sensible aux fréquences inférieures à 100 Hz, soit à la quasi totalité du registre grave. L'écart de sensibilité avec les fréquences du registre haut-médium est ainsi supérieur à 40 dB ce qui est colossal. C'est d'ailleurs pour cette raison que de nombreux amplificateurs stéréo Hi-Fi proposent une fonction loudness afin de corriger la balance tonale de la musique, à bas niveau d'écoute.

En d'autres termes, un haut-parleur de grave doit produire bien plus d'intensité sonore qu'un haut-parleur d'aigu pour être bien entendu. Cela implique une consommation importante de courant électrique et donc une forte sollicitation de l'amplificateur.

Par ailleurs, il est conventionnellement admis que les fréquences situées en dessous de 800 Hz ne sont pas directives et que l'oreille ne peut en locaiser la provenance.

Un peu de vocabulaire

  • Décibel (dB) : le décibel est l'unité de mesure de l'intensité du son. Un décibel est égal à 1/10è de bel ; une augmentation de l'intensité de 3 dB équivaut à peu près à un doublement de l'intensité sonore. Le vocable "décibel" a été retenu en l'honneur du physicien Alexander Graham Bell.
  • Déphasage : décalage temporel entre deux ondes à un endroit donné.
  • Phase : valeur du décalage temporel entre deux ondes à un endroit donné.
  • Longueur d'onde : longueur en mètres d'une onde (ex : 17 m pour 20 Hz). Le son se déplace dans l'air à 20° C à une vitesse proche de 344 m/s.

 


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