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Effet de baffle et Diffraction

Définitions

Le baffle d’une enceinte représente la surface sur laquelle sont fixés les haut-parleurs. Pour les tweeters par exemple rien que leur face représente déjà une partie du baffle. Ce baffle aura directement un impact sur la réponse du haut-parleur.

Sans rentrer dans la technique il est nécessaire d’introduire la notion de rayonnement d’un haut-parleur. La mesure d’un angle solide (ici l’angle de rayonnement) est exprimé en steradian . Le rayonnement d’une source sonore unique à l’air libre, sans baffle, sans obstacles rien, se fait sous la forme d’une sphère parfaite. L’angle de rayonnement en sphère est alors de 4Pi Steradian.

Montons cette même source sonore sur un mur de surface infinie qui représente alors un « baffle infini». Le rayonnement ne pourra se faire qu’en demi sphère. L’angle de rayonnement de l’onde sonore est de 2Pi steradian.

Lorsqu’on monte cette même source sonore, en l’occurence un haut-parleur, sur un baffle de dimensions finies le rayonnement se fera en demi-sphère (2Pi) sur la partie haute de la bande passante, et en sphère (4Pi) sur la partie basse de la bande passante.

La fréquence de transition entre le rayonnement 2Pi et 4Pi est dépendante de la dimension du baffle ; plus le baffle sera petit plus cette fréquence sera élevée.

La transition entre la partie qui rayonne à 2 Pi stéradian et celle à 4Pi stéradian entraine plusieurs phénomènes.

Le baffle step

Le baffle step représente une différence de niveau entre les deux modes de rayonnement d’environ 6db en faveur de la partie rayonnant à 2Pi. Cette différence de niveau se fait de manière progressive sur une large bande de fréquence.

Considérons un baffle classique d’enceinte de forme rectangulaire. D’après John L. Murphy (Trueaudio) la fréquence de transition à -3db serait définie par :

F3 = 115/L avec L la largeur du baffle en m.

En anglais step désigne une « marche » dans le sens « marche d’escalier », c’est à peu près ce qui se passe sur la courbe de réponse en fréquence du haut-parleur comparé à sa courbe de réponse sur baffle infini.

Voici une réponse typique du baffle step

Le baffle step devra être compensé par le filtrage, tout du moins en partie et sous certaines conditions. Vous entendrez parfois parler sur le forums de « niveau de BSC » (ou Baffle Step Compensation).

Remarque : Dans nos intérieurs les enceintes ne rayonnent pas vraiment à 4 Pi du fait de la proximité du sol, des murs etc. Il convient donc parfois de doser la compensation qui ne sera pas forcément de 6db, il faudra également prendre en compte la réponse propre du haut-parleur.

La diffraction

La diffraction va se produire lorsque l’onde sonore va rencontrer l’arrête du baffle. Elle va venir perturber la linéarité de la réponse en fréquence créant à la fois des creux et des bosses par annulation/sommation des ondes diffractées par rapport au champ direct du haut-parleur.

Voici un petit schéma visible sur une interview de Joe d’appolito sur Lautspreschershop.

Il y a quelques critères très importants à prendre en considération pour faire varier la diffraction et donc son impact sur la réponse en fréquence :

  • La géométrie du baffle
  • La géométrie du bord du baffle
  • Le placement de la source sonore sur ce baffle

Remarques :

  • Ces ondes diffractées et leurs intéractions avec le front d’onde primaire seront un peu modifiées en fonction de l’angle de mesure ou écoute.
  • Si le seul moyen de s’affranchir complètement du baffle step est d’être en baffle infini, la diffraction, elle, peut être plus moins bien maitrisée en fonction des critères cités ci-dessus.
  • Etant données les longueurs d’ondes en jeu l’impact des diffractions sera surtout sensible sur les mediums et tweeters.
  • Les pavillons et guides d’ondes vont réduire l’angle de rayonnement  à  moins de 2Pi à partir d’une certaine plage de fréquence dépendant de leur dimensions. Leur utilisation permet de s’affranchir en grande partie des effets de diffractions décrits (sauf s’ils en créent eux même)  pour les fréquences où l’angle de rayonnement est < 2Pi.

Cédric B. (Kro)

J’ai mis le doigt dans l’engrenage lorsque j’étais étudiant en achetant mon premier matériel hifi-homecinema. Mon budget restreint, mes diverses rencontres dans la région lyonnaise, et surtout ma cursiosité m’ont rapidement poussé à chercher « comment ça marche » et à mettre les mains dans la soudure. Mon métier est vétérinaire et ma formation a peu de chose à voir avec l’audio. J’ai longtemps été animateur puis modérateur sur le forum du site www.homecinema-fr.com et c’est en grande partie grâce à internet que j’ai pu progresser et apprendre dans le domaine de l’audio. Si j’ai souhaité créer justdiyit c’est pour transmettre à mon tour, et à mon niveau, tout ce que la communauté DIY a pu m’apprendre et continue à le faire chaque jour. Alors quand Guillaume m’a proposé de s’occuper du support je n’ai pas hésité !

13 réflexions sur “Effet de baffle et Diffraction

  • Aceditnanar

    Bonjour,

    Article très intéressant. On trouve sur la net la formule suivant pour calculer la largeur d’une enceinte par rapport à la Fc basse/médium.
    Il n’en ai pas question, ici, mais as tu pu constater que cette relation est correcte ? Faut il en tenir en compte dans la conception d’enceinte ?

    Vivement la suite et un dossier de conception pas à pas d’une enceinte quand tous les tutos seront en place.
    Ne peut on pas avoir un exemple type de conception d’enceinte en fin de tuto, traitant le sujet du tuto, toujours avec la même enceinte exemple montée pas à pas ?

    Bonne continuation et merci pour cette vulgarisation FR ;).

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    • Bonjour,
      Merci pour le commentaire.
      Je ne suis pas sûr de saisir de quelle formule il est question ?
      Concernant les projets, il y en a (au moins) deux en cours de conception, utilisant des haut-parleurs testés sur le site. Rien n’est encore publié car ils ne sont pas encore publiables pour le moment. Le 18W4434G00 vient à peine d’être testé, et c’est à venir pour les Dayton RS225-8. Ce travail prend du temps et le contenu du site évoluera tranquillement.
      A bientôt.

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  • Salut Cédric,
    petite précision: F3 = 115/L avec L la largeur du baffle…en mètres; sinon, en cm c’est 11582.
    Formules intéressantes également: début de l’effet: [1/8*(34442/L en cm)] et fin de l’effet: [2*(34442/L en cm)]

    A part ça, j’en profite pour (enfin) te féliciter pour ton site, grande classe!
    🙂

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    • Merci pour ton commentaire. Vous allez finir par me faire rougir à force.
      J’ai corrigé la précision sur l’unité.

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  • agno

    en mètres lol; sinon, en cm c’est 11582
    🙂

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  • myrtille

    j’ai enfin compris correctement ce qu’étais le baffle step

    C’est vulgariser et tres bien expliqué ,je te remercie

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  • Bon tu expliques le BSC, mais ça explique pas comment en tenir compte dans le filtre ni quel composants cela touche (bobines? condos? res…) bref moi j’ai bien rien compris à ce truc….lol

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  • Bon ben comme un gros gland je m’étais arrêté à la page 1… forcément on comprend mieux quand on tourne les pages…pffff, pas réveillé encore moi…

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  • forr

    Bonjour,
    Je ne connaissais pas cette page du site.
    L’effet baffle step traduit le passage de l’émission en 4 pi à 2 pi. Il est bien visible lors de mesures en champ dégagé, chambre anéchoïque ou à cause du fenêtrage. Et ces conditions sont souvent oubliées par ceux qui en parlent.
    En intérieur, en fréquence descendante, l’élargissement de l’ange d’émission entraîne une augmentation du rapport champ reverbéré à champ direct, ce qui compense pour partie l’effet du baffle-step.
    En conséquence la correction suggérée ça et là ne doit pas être prise au pied de la lettre, ou plutôt du chiffre 6 dB (le texte évoque cet aspect des choses). En commençant par 3 dB, on est sans doute plus près d’une compensation satisfaisante, il suffit alors de tâtonner autour de cette valeur. Je pense qu’il vaut mieux régler ça subjectivement en ayant à l’esprit l’idée d’un équilibre sonore.

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  • Ping : Des hauts-parleurs dans un saladier (1). – Rêves de Geek

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