Une enceinte neuve, une mesure rapide au smartphone, et voilà une bosse de +9 dB vers 100 Hz. La fiche technique annonce ±3 dB. L’enceinte est défectueuse, ou la fiche ment ? Ni l’un ni l’autre. Ce n’est pas la même chose qui a été mesurée.
En bref
Un seul sweep depuis un smartphone donne la réponse en fréquence d’une enceinte. Sauf que la courbe obtenue n’est pas l’enceinte seule : c’est enceinte plus pièce plus micro. Elle ne coïncidera jamais avec une mesure en chambre anéchoïque, et ce n’est pas une erreur de mesure. Une fois ce point admis, la mesure au smartphone devient réellement utile. Ce qui porte, ce sont les écarts, pas les valeurs absolues : avant contre après, gauche contre droite, matériel A contre matériel B. Avec cette pondération en tête : plus on descend, plus c’est la pièce, plus on monte, plus c’est l’enceinte.
Ce qui se mesure et ce qui ne se mesure pas
D’abord la frontière.
| Mesurable | Non mesurable |
|---|---|
| La forme de la réponse (courbe relative) | L’enceinte seule, comme en chambre anéchoïque |
| L’écart après un déplacement ou un changement de matériel | La pression absolue sans calibration |
| L’écart gauche/droite et le temps d’arrivée | Le grave débarrassé de la pièce |
| Le lien avec la décroissance de la pièce (RT60) | Casques et intra-auriculaires (non pris en charge par Sonir) |
La première ligne de droite, c’est à peu près tout cet article. La courbe du fabricant vient d’une chambre anéchoïque ou d’un équivalent. Votre pièce a un sol, des murs et un plafond, et ce qui sort de l’enceinte s’y réfléchit avant d’atteindre le micro. La même enceinte se mesure autrement dans une autre pièce. Ce n’est pas un défaut de la mesure, c’est exactement ce que vous écoutez.
Pourquoi la courbe est toujours enceinte plus pièce
Ce qui arrive au micro se découpe en trois. Le son direct, venu tout droit du haut-parleur. Les réflexions précoces, qui rebondissent une ou deux fois sur une surface et arrivent quelques millisecondes plus tard. La réverbération, qui continue de circuler dans la pièce en s’atténuant. La réponse en fréquence est la somme des trois.
Son direct, réflexions précoces, réverbération. Une fenêtre plus courte écarte davantage la pièce, mais relève la fréquence la plus basse encore mesurable
Si l’on pouvait isoler le son direct, on tiendrait quelque chose de proche de l’enceinte. Et c’est possible, jusqu’à un certain point : découper temporellement la seule tête de la réponse impulsionnelle emporte les réflexions avec elle. Ce procédé quasi anéchoïque est classique, et Sonir s’en sert en interne. L’analyse d’imagerie fenêtre à 2 ms avant et 6 ms après le son direct avant de comparer gauche et droite ; l’analyse de temps de propagation de groupe fenêtre à 2 ms avant et 16 ms après, pour éviter que le filtrage en peigne de la réverbération ne détruise la phase.
Le problème, c’est que le procédé ne tient pas dans le grave. À 6 ms de fenêtre, la résolution fréquentielle tombe à environ 1 ÷ 0,006 s = 167 Hz. En dessous, il n’entre même pas une période complète dans la fenêtre : il n’y a rien à mesurer. Écarter les réflexions graves demande une fenêtre longue, et une fenêtre longue laisse revenir les réflexions. Cette contradiction est physique, pas une affaire d’implémentation. REW sur ordinateur bute exactement sur le même mur, sauf à posséder une chambre anéchoïque.
Sonir ne fenêtre donc pas la réponse en fréquence affichée. Le fenêtrage effacerait le grave. Ce qui est montré vient de la réponse impulsionnelle entière (environ 0,6 seconde de traîne par défaut), pièce comprise. Dire “pièce comprise” paraît plus honnête que de présenter une courbe à moitié fenêtrée comme la réponse de l’enceinte.
Le repère est la fréquence de Schroeder, là où la pièce cesse d’être une collection de modes distincts pour se comporter en champ diffus. Dans une pièce d’écoute ordinaire, cela tombe vers 250 à 300 Hz. En règle générale : en dessous on lit la pièce, au-dessus l’enceinte. Devant une bosse ou un creux énorme dans le grave, soupçonner la pièce d’abord.
Trois façons de rapprocher la mesure du matériel
La pièce ne s’efface pas, mais sa part se réduit. Trois choses fonctionnent vraiment.
Se rapprocher. Le son direct décroît avec le carré de la distance, alors que le champ réverbéré garde à peu près la même intensité partout dans la pièce. Plus on s’approche, plus la part de direct monte. À 30 ou 50 cm, le médium et l’aigu ressemblent déjà nettement au matériel. Trop près, en revanche, l’écart de distance entre le boomer et le tweeter se met à compter, et il apparaît autour de la coupure des ondulations qui n’existent pas à la place d’écoute. Si la question est “comment ça sonne dans ma pièce”, on mesure à la place d’écoute ; si c’est “que fait cet exemplaire”, on mesure de près.
Mesurer plusieurs positions. Depuis un point unique, on lit un creux profond comme un défaut de l’enceinte alors que 10 cm de déplacement de la tête le font disparaître. Trois mesures espacées de quelques dizaines de centimètres suffisent. Ce qui est commun aux trois appartient à l’enceinte ; ce qui se déplace appartient à la pièce.
Comparer à conditions identiques. Mesurer le matériel A et le matériel B depuis le même endroit, à la même distance et au même niveau de lecture, puis prendre l’écart. La pièce est présente dans les deux courbes et s’annule en grande partie. C’est bien pour cela qu’une courbe d’écart mérite plus de confiance que n’importe quelle courbe absolue. Le mode comparaison de Sonir superpose deux mesures et met l’écart A−B au premier plan, et il prévient quand l’état de calibration ou les conditions ne concordent pas. Il prévient au lieu de bloquer, parce qu’il arrive qu’on sache très bien ce qu’on fait.
Le déroulé de la mesure
Concrètement :
- Choisir la distance. Sur l’axe frontal, à 30-50 cm ou à la place d’écoute. Noter laquelle
- Régler le niveau. Ajuster la lecture pour que le pic tombe entre -6 et -12 dBFS. L’écrêtage aplatit les bosses et allonge la décroissance. C’est la première cause de mesure ruinée
- Lancer le sweep. Montant, de 20 Hz à 20 kHz, enregistré en même temps. Durées disponibles : 5, 10 et 20 secondes. Si la climatisation ou la rue s’entendent, prendre la plus longue : le rapport signal sur bruit se gagne en temps, pas en volume
- Lire la courbe. Relative, 300 Hz à 3 kHz normalisés à 0 dB, lissage au 1/6 d’octave. Ce qui compte, c’est où sont les ondulations et de combien
- Changer une chose et recommencer. Distance ou position du micro, pas les deux. Superposées : ce qui a bougé, c’est la pièce, ce qui est resté, c’est l’enceinte
La mesure par sweep, jusqu’au RT60, à la cascade et à la réponse en fréquence, est gratuite. L’analyse par bandes d’octave et de tiers d’octave ainsi que la superposition de mesures sont gratuites elles aussi.
Mesurer la gauche et la droite séparément
Quand on écoute en stéréo, connaître un seul côté ne dit que la moitié. Si les deux diffèrent, l’image se décale et tout se brouille.
La mesure d’imagerie de Sonir excite les deux enceintes avec le même sweep montant, séparé dans le temps plutôt que simultanément. Une conception à sweeps simultanés, montant et descendant, a été envisagée puis abandonnée : des filtres inverses différents à gauche et à droite rendent le traitement asymétrique, et cette asymétrie finit dans les formes. Excitées l’une après l’autre, les deux voies passent par un traitement identique, et la diaphonie est nulle par construction.
On en tire l’écart de temps d’arrivée en microsecondes, la corrélation croisée des réponses impulsionnelles gauche et droite (de 0 à 1, plus c’est proche de 1 plus les deux côtés se ressemblent) et l’écart par bande. Quand quelque chose ressort ici, la cause tient le plus souvent à l’installation, pas à la dispersion de fabrication : un côté plus près d’un mur, une bibliothèque devant une enceinte, un pincement qui a bougé. Une mesure gauche/droite inspecte davantage l’agencement de votre pièce que vos enceintes.
Erreurs courantes
À peu près par ordre de fréquence.
Attendre la valeur de la fiche technique. Elle ne viendra pas. On compare une chambre anéchoïque à un salon. Comparez plutôt vos mesures entre elles.
Reprocher un creux dans le grave à l’enceinte. Un trou de -15 dB à 80 Hz est presque toujours une annulation par onde stationnaire. Déplacez le micro : si le trou suit, c’était la pièce.
Ne pas voir l’écrêtage. Quand l’enregistrement bute en butée, l’aigu s’aplatit et la courbe peut paraître étonnamment lisse. “Plus plat que prévu” sur un enregistrement saturé, c’est la version la plus vicieuse.
Croire l’absolu sans calibration. Le micro intégré d’un téléphone a sa signature, surtout en haut et tout en bas. En comparaison relative, cette signature se pose sur les deux courbes et s’annule. Pour prendre une courbe isolée au pied de la lettre, il faut un fichier de calibration.
Au passage : si les valeurs varient d’un essai à l’autre, regardez d’abord du côté de la lecture. J’y ai laissé une demi-journée avant de comprendre que la normalisation de loudness d’une application de streaming appliquait son propre gain à mon sweep de mesure, morceau par morceau.
À retenir
- Un smartphone mesure enceinte plus pièce plus micro, jamais l’enceinte seule
- Le fenêtrage temporel donne du quasi anéchoïque, mais une fenêtre de 6 ms place le plancher vers 167 Hz : inutilisable dans le grave
- En dessous de 250 à 300 Hz environ (fréquence de Schroeder), on lit la pièce ; au-dessus, l’enceinte
- Pour se rapprocher du matériel : se rapprocher physiquement, mesurer plusieurs positions, prendre des écarts à conditions identiques
- La gauche et la droite se mesurent séparément. En cas d’écart, soupçonner l’asymétrie d’installation avant la dispersion de fabrication
Questions fréquentes
Peut-on mesurer précisément la réponse en fréquence d’une enceinte au smartphone ?
La forme de la courbe, oui, mais cette forme n’est pas l’enceinte seule : c’est enceinte plus pièce plus micro. C’est largement suffisant pour le relatif : avant et après, gauche contre droite, matériel A contre matériel B. Une courbe de fiche technique, mesurée en chambre anéchoïque, aucune application ne la reproduira dans un salon, ni sur mobile ni ailleurs.
Le résultat, c’est l’enceinte ou la pièce ?
Plus on descend, plus c’est la pièce. La frontière approximative est la fréquence de Schroeder, autour de 250 à 300 Hz dans une pièce ordinaire, en dessous de laquelle les ondes stationnaires dominent. Pour trancher, mesurer près de l’enceinte et comparer cette courbe à celle prise plus loin.
En mesurant de très près, obtient-on l’enceinte seule ?
Plus près, la part de son direct augmente, donc la courbe se rapproche du matériel, mais elle ne devient jamais l’enceinte seule. Trop près, l’écart entre les haut-parleurs se met à compter et fait apparaître des ondulations autour de la fréquence de coupure qui n’existent pas à la place d’écoute. Commencer vers 30 à 50 cm et lire cette mesure avec celle prise en position d’écoute.
Peut-on mesurer l’enceinte gauche et la droite séparément ?
Oui. La mesure d’imagerie de Sonir excite la gauche puis la droite avec le même sweep montant, décalé dans le temps, et en tire l’écart de temps d’arrivée en microsecondes, la corrélation croisée des deux réponses impulsionnelles et l’écart gauche/droite par bande. Une installation asymétrique, une enceinte plus près d’un mur par exemple, se voit exactement là.
Peut-on obtenir la pression acoustique absolue (dB SPL) ?
Pas avec le seul micro intégré d’un smartphone. La réponse en fréquence est une courbe relative avec 300 Hz à 3 kHz à 0 dB. Pour de l’absolu, il faut un micro calibré et son fichier de calibration (.txt). Pour de la comparaison relative, la calibration reste facultative.
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Mesurer avec Sonir
Sonir réalise la mesure acoustique et la comparaison entièrement sur le smartphone. La mesure d’enceinte suit exactement ce qui est décrit ici : diffuser un sweep, l’enregistrer, et la réponse impulsionnelle donne la réponse en fréquence, jusqu’à l’écart entre le canal gauche et le canal droit. Tout est gratuit, y compris l’analyse par bandes et la superposition de mesures.
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