Le principe du calibrage d'un système audio consiste à mesurer la zone d'écoute pour paramétrer les différents filtres a appliquer dans la chaine audio, (Eq, Délais, Correcteur de phase, IR...).

Pour se faire, on pourrait penser que placer un micro de mesure en plein milieu de la zone d'écoute est indéniablement le meilleur choix lorsque la "zone d'écoute" ne représente que la position de la tête d'une seule personne immobile devant ses enceintes, d'autant plus si cette personne est un ingénieur son studio assis devant des monitoring de proximité à moins de 2m. Et que l'intérêt de multiplier les points de mesures n'a de sens que lorsque l'on souhaite élargir la zone d'écoute à plusieurs personnes.

Même s'il est évident qu'il faut plusieurs points de mesures acoustiques pour en faire la moyenne d'une large zone d'écoute, sachez que lorsque l'on doit calibrer un sytème pour une seule personne se mouvant dans un diamètre de 2m, une seul point de mesure sera amplement suffisant dans un énorme hangar avec des enceintes situées à plusieurs dizaines de mètres, alors qu'une multitude de point de mesure sera nécessaire pour calibrer le système d'un ingénieur studio immobile sur une chaise à moins de 2m de ses monitoring.

Pourquoi ? me direz-vous.

Pour plusieurs raisons :

• Nous n'avons pas une seule oreille en plein milieu de notre visage.
• Les orifices de nos deux oreilles sont distancées d'environ 18 centimètres. Si vos enceintes sont à 1m80 de votre tête, notez que l'écartement de vos oreilles correspond à environ 10% de la distance de vos enceintes, ce qui est loin d'être insignifiant.
• Tous les éléments situés entre vos oreilles et vos enceintes, modifient la propagation de l'onde sonore. Et ces modification sont de plus en plus significatives pour les fréquences de plus en plus hautes.
• Nous ne sommes pas des statues immobiles, quoi qu'il advienne, nous respirons, nous nous affaissons, nous nous redressons, bref... nous bougeons.
• La configuration Stéréo implique un positionnement équilatéral entre les enceintes et l'auditeur, alors que nous avons 2 oreilles et donc 2 points d'écoutes. Un décalage sur la gauche ou sur la droite entraine forcément des déphasages sur les fréquences élevées.

Concrètement, toutes ces variables vont majoritairement se concrétiser par des disparités de la réponse en fréquence.

Si l'on écarte volontairement les problèmes acoustique de la pièce et que l'on souhaite se focaliser sur la distance des enceintes (standard) par rapport à la largeur de la zone d'écoute pour définir la fréquence limite à partir de laquelle la réponse en fréquence sera disparate d'un point à un autre dans la zone d'écoute, on peut définir la relation suivante:

(Célérité du son * Largeur de la zone d'écoute * Distance entre les enceintes) / 2 = Limite de décrochage fréquentiel.

Par exemple pour une tête positionnée à 1,5m des enceintes on obtient:

(343*0,18*1,5)/2= 535 Hz

Si la tête est à 8 mètres des enceintes on obtient:

(343*0,18*16)/2= 15 244 Hz
soit une limite pratiquement au seuil d'audibilité.

Imaginons maintenant 2 ingénieurs coté à cote devant des enceintes situées à 2 m, on obtient :

(343*1*2)/2 = 343 Hz
Je vous laisse imaginer le problème pour s'accorder tous les deux...
Vous comprenez mieux l'interêt d'avoir des enceintes "Far Field" en plus dans un studio pour l'écoute "client".

Imaginons des "Far Field" situés à 6m d'un ingénieur ou d'un client

(343*0,18*6)/2 = 5 716 Hz pour une écoute d'une personne figé sur place.

(343*1*9)/2 = 1 029 Hz pour une zone d'écoute de 2 personnes côte à côte.

99 mesures Vs 1 mesure au point d'écoute

Entrons maintenant dans le concret. Je vais ici vous démontrer qu'une mesure au centre du point d'écoute est loin d'être représentatif dans les fréquences aigus de ce qui se passe dans la zone naturelle de mouvement de la tête d'un ingénieur qui reste à la même position assise.

Dans la réalité, la tête bouge bien plus que ce que l'on peut penser. Il suffit de tourner la tête pour regarder un écran a gauche et un autre à droite, pour avoir un écart de 20cm supplémentaire au 24cm de la sphère initiale lorsque l'on regarde droit devant soit. La zone d'écoute d'un ingénieur assis ressemble plus à une sphère de 24cm de diamètre étirée en largeur sur 48cm.

Voici donc le contexte de l'étude, nous allons mesurer la réponse en fréquence d'une enceinte à 99 positions différentes dans cette sphère positionnée à 1m50 de deux enceintes orientées de façon judicieuse pour éviter les écrans positionnés sur un large bureau.
La pièce est non traitées, nous observerons donc des disparités liées aux résonances du local dans les basses fréquences et une réverbération qui brouillera les fréquences à partir des médiums. Les aigus, ne seront pas trop impacté par l'acoustique de la pièce, car une multitude d'affaires et de cartons sont posés au sol sur toute la partie arrière du local.

Voici la répartition des points de mesures dans la sphère. Dans ce contexte nous devrions avoir un décrochage à partir de

(343*0,48*1,5)/2 = 535 Hz

Afin de pouvoir mesurer ces points, j'ai construit une CNC commandé par ordinateur qui déplacera le micro de façon automatique entre chaque mesure.

Voici le résultat des mesures:

Les mesures ont toute été lissées à 1/24ème d'octave, nous pouvons observer une forte irrégularité à 43hz qui est du à un mode axial de la pièce créé par les murs avant et arrière de la pièce. Hormis ce mode, les disparités deviennent régulières à partir des 500hz et deviennent régulières à partir de 1000 hz, ce qui confirme notre formule précédente.

Faisons maintenant la moyenne de toutes ces mesures et comparons la avec la mesure située au plein milieu de la sphère.