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9 juin 2021

🤝 Sound systems : mode d’emploi par le fondateur du site spĂ©cialisĂ© Horn Plans

par Patrice BARDOT

Ancien producteur dance à succès à la fin des années 90, le mystérieux Marc O. est aussi le fondateur du réputé forum hornplans.free.fr. La référence pour tous ceux qui s’intéressent de très près ou de relativement loin, à la construction d’un sound system. On a donc été poser nos questions, en mode total béotien, à ce spécialiste des caissons qui pourtant s’exprime très rarement. Histoire de savoir comment animer l’été, en mode “free”. Avertissement : certains passages demanderont sûrement une deuxième, voire une troisième lecture…

Pourquoi construire un sound system ?

La raison principale est que, Ă  qualitĂ© Ă©gale, construire son propre sound system revient bien moins cher que de l’acheter en neuf. Le DIY’eur, celui qui construit son système a en plus la satisfaction de l’avoir fabriquĂ© de ses propres mains. Il a aussi la possibilitĂ© de choisir tous les composants, haut-parleurs, type de bois, poignĂ©es, peinture, connectique, câblage, sans compter toutes les possibilitĂ©s de customisation pour personnaliser le projet Ă  son image. En procĂ©dant ainsi, il aura une maĂ®trise de toute la chaĂ®ne de fabrication, il pourra construire la sono de ses rĂŞves, en fonction de son utilisation, et de son budget.

Sound System

©O Marc

Pourquoi est-il nécessaire de placer le haut-parleur dans une enceinte ?  

Un haut-parleur comporte une membrane qui est mue par une bobine Ă©lectrique, dite mobile, placĂ©e dans le champ magnĂ©tique d’un aimant. Lorsqu’on fait passer un courant alternatif dans cette bobine, de la musique par exemple, la membrane se dĂ©place d’avant en arrière, et d’arrière en avant. Lorsque la membrane est poussĂ©e vers le devant du haut-parleur, il se crĂ©e devant la membrane une onde de pression dite positive, alors que la partie arrière gĂ©nère elle, pour ce mĂŞme mouvement, une onde de pression nĂ©gative. Si ces deux ondes positives et nĂ©gatives se rencontrent, alors elles s’annulent et le rendement du haut-parleur devient insignifiant. Il est donc impĂ©ratif d’empĂŞcher que l’onde avant et arrière se mĂ©lange, ou de trouver un moyen Ă©lectroacoustique pour les mettre en phase. Le procĂ©dĂ© le plus simple est de crĂ©er un baffle dit clos enfermant l’onde arrière dans un coffret. A ce baffle clos, on peut ajouter un event bass-reflex, Ă©vent qui est un rĂ©sonateur de Helmholtz, c’est-Ă -dire qu’il va Ă©mettre une bande de frĂ©quences, acoustiquement filtrĂ©e, Ă©troite et fixe, Ă©liminant de fait toutes les autres frĂ©quences. Le son gĂ©nĂ©rĂ© par ce rĂ©sonateur va alors s’ajouter Ă  la radiation directe de la membrane sans qu’il y ait cette fois-ci d’annulation : on parle alors de « sommation », ce qui permet un gain substantiel par rapport au baffle clos.

Qu’est-ce que c’est qu’un pavillon ?

Pour amĂ©liorer le rendement, on peut utiliser un pavillon, le pavillon ayant pour but de crĂ©er un adaptateur d’impĂ©dance acoustique, ce qui va favoriser la transmission de l’onde acoustique en provenance de la membrane vers les molĂ©cules d’air qui vont transporter l’onde sonore. Il y avait jusqu’ici, grosso modo, deux grands types de pavillons utilisĂ©s, ceux dits Ă  charge avant qui Ă©taient les plus en vogue dans les sonorisations des annĂ©es 70’s, et les charges arrière qu’on voyait essentiellement en hi-fi des annĂ©es 60/70’s, un peu en sono aussi, notamment avec les « scoops » 4520 et 4530 de chez JBL. Et il existait une autre charge très ancienne, puisqu’inventĂ©e en 1936 par Harry F. Olson et Frank Massa, exploitant Ă  la fois la charge avant et arrière, nommĂ©e « compound ». Ce procĂ©dĂ© fut initialement utilisĂ© sur une large bande de frĂ©quences par la marque RCA, puis par la marque Lowther en hi-fi dans les annĂ©es 50’s, avant d’être oubliĂ©e des fabricants. J’ai repris ce principe, je l’ai remis au gout du jour, d’abord en l’adaptant au registre grave pour les caissons, puis au haut grave pour les kicks bins dont la bande de frĂ©quences est situĂ©e juste au-dessus de celle des caissons. J’ai crĂ©Ă© de nouvelles versions de compounds, dont certaines 100% originales, et j’ai aussi mis Ă  jour la thĂ©orie, par exemple, en dĂ©finissant la nĂ©cessitĂ© d’une bonne mise en phase entre onde avant et arrière, afin d’amĂ©liorer la bande passante et la dynamique. J’ai dĂ©veloppĂ© de nouveaux outils informatiques propriĂ©taires qui me permettent d’effectuer la meilleure optimisation qui soit de cette charge. Bien que mon but initial Ă©tait avant tout d’Ă©laborer quelque chose de très efficace, par toutes ces actions, j’ai contribuĂ© Ă  rendre le compound assez populaire, si bien que mes designs compounds sont devenus très prisĂ©s des sound systems, car prĂ©sentant nombreux avantages sur toutes les autres charges. Ça ne rend pas pour autant caduque les autres charges, mais il devient très difficile de pouvoir rivaliser tant en rendu sonore, que niveau maxi, ou encore bande passante.

Pourquoi les sound systems aiment-ils autant les pavillons ?

Avec des caissons pavillonnaires, pour un mĂŞme niveau maxi sonore, on aura besoin de moitiĂ© moins de caissons et d’amplis qu’une sono Ă  radiation directe dans l’air, ce qui veut aussi dire, un coĂ»t de revient diminuĂ©, puisque deux fois moins de caissons et amplis. On comprendra alors l’engouement des sound systems pour le pavillonnaire. En sonorisation professionnelle, le pavillon grave est peu utilisĂ©, Ă  cause de sa mauvaise rĂ©putation issue des anciennes sonos des annĂ©es 70’s : les mythes ont la peau dure !

Mais peut-ĂŞtre faut-il y voir l’intĂ©rĂŞt des constructeurs de vendre deux fois plus de matĂ©riel. Quoi qu’il en soit, ce qui Ă©tait produit dans les annĂ©es 70’s n’a plus rien Ă  voir avec ce qui se fait aujourd’hui : il n’y avait pas encore Ă  cette Ă©poque d’outils informatiques permettant une optimisation poussĂ©e des pavillons. C’Ă©tait surtout l’empirisme qui dominait, avec des formules mathĂ©matiques plus ou moins simplistes. D’autre part, l’Ă©lectronique a aussi beaucoup Ă©voluĂ©, notamment avec les processeurs DSP, de mĂŞme que les possibilitĂ©s de faire de la mesure, par exemple, courbes de rĂ©ponse, phase, group delay, etc : avec n’importe quel ordinateur, un micro de mesure Ă  prix très abordable, et un logiciel en licence libre, on a accès Ă  une mesure de qualitĂ© professionnelle. Certains sonorisateurs pros pensent encore qu’un sound system, c’est quelque chose qui « fait du bruit » et de piètre qualitĂ©. C’Ă©tait peut-ĂŞtre vrai jusque fin du siècle dernier, mais les choses ont bien Ă©voluĂ© : ces mĂŞmes sonorisateurs seraient très surpris du niveau de qualitĂ© atteint, et certains feraient mieux de s’en inspirer, parce que dans le monde de l’audio pro, il n’y a pas que des personnes compĂ©tentes.

Comment fabrique-t-on ces fameux caissons ?

Un caisson n’est qu’une partie du sound system, mais c’est lui qui va reproduire le spectre le plus important des musiques Ă©lectroniques : les frĂ©quences basses. Avant toutes choses, il faut un plan de construction, plan que l’on peut trouver sur internet. Il en existe de nombreux disponibles en usage libre, dont notamment sur le site Hornplans. Pour les plus aguerris Ă  la technique, il y a la possibilitĂ© de crĂ©er son propre plan, Ă  partir de logiciels que l’on peut trouver en licence libre. Toutefois, cette crĂ©ation n’a rien de simple : il faut un minimum de connaissances dans le domaine de l’Ă©lectroacoustique, et puis il faut chercher des solutions pour replier le pavillon dans une boĂ®te rectangulaire, parce qu’aucun logiciel disponible ne permet cela. C’est donc au concepteur Ă  trouver ces solutions, ce qui demande beaucoup de logique pour exploiter au maximum la place vacante dans le caisson, ne pas compliquer exagĂ©rĂ©ment le design, car Ă  qualitĂ© Ă©gale, plus une chose est simple, mieux c’est. Une fois que l’on a trouvĂ© le plan adaptĂ© Ă  son usage, il faut acheter les plaques de bois, le plus souvent du contreplaquĂ© en 18mm, soit du bouleau de Finlande, plus rĂ©sistant, soit de l’okoumĂ© avec le maximum de plis, moins cher et plus lĂ©ger, un bon compromis, assez populaire. On va ensuite faire un plan de coupe des panneaux pour avoir le moins de chutes possibles. Une fois le bois dĂ©coupĂ©, on va tracer le positionnement des divers panneaux qui vont ĂŞtre collĂ©s et vissĂ©s entre eux. Des renforts internes viennent s’ajouter pour le maximum de rigiditĂ©, ce qui est très important sur un caisson de basse : les parois ne doivent pas vibrer sous peine d’une baisse des performances. Les dĂ©coupes des haut-parleurs auront Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©es avant l’assemblage final. On terminera avec le câblage, et une peinture spĂ©cifique, rĂ©sistante, puisque les caissons vont ĂŞtre souvent dĂ©placĂ©s au grĂ© des Ă©vĂ©nements Ă  sonoriser.

En quoi consistent les fameux « plans » de sound system que l’on trouve sur internet ?

Un plan est un dessin technique reprĂ©sentant plusieurs vues d’une enceinte, montrant son architecture interne, architecture qui devient invisible une fois l’enceinte refermĂ©e. Le plan contient aussi toute la cotation. Il est le fruit d’un travail de simulation fait sur ordinateur afin d’optimiser l’enceinte pour les meilleures performances dans la bande de frĂ©quences Ă  reproduire. Globalement, on peut distinguer les plans de caissons de basse dits subs, et les « tops » ou « tĂŞtes » qui regroupent plusieurs canaux de frĂ©quences, c’est-Ă -dire plusieurs voies dans une seule enceinte. Quelquefois, on crĂ©e aussi une section dĂ©diĂ©e pour les frĂ©quences de haut grave que l’on va appeler « kick bin » en rĂ©fĂ©rence Ă  la grosse caisse d’un kit de batterie, appelĂ©e aussi « pied » ou « kick ». Le plan sera la ligne directrice Ă  suivre pour la dĂ©coupe des panneaux, l’assemblage.

Sound System

©O Marc

Est-ce qu’il faut choisir son type d’enceintes par rapport au style de musique ?

On choisit le type d’enceintes en fonction de plusieurs critères: la musique reproduite (par exemple le dubstep nĂ©cessite des graves plus profonds que la techno), le public ciblĂ© (on aura besoin de davantage de niveau sonore pour une rave que pour un public familial) et la jauge (le nombre de personnes Ă  sonoriser), le budget et enfin les compĂ©tences techniques de la personne qui va monter son sound system (certaines fabrications sont plus difficiles que d’autres)

Quelles sont les plus grandes difficultés dans la construction d’un sound system ?

La plus grande difficultĂ© n’est pas vraiment la fabrication des enceintes elles-mĂŞmes. Bien que ce ne soit pas des plus facile, on peut avec un Ă©quipement relativement abordable, et quelques connaissances mineures, tutos ou autres, parvenir Ă  effectuer la construction. LĂ  oĂą ça devient plus complexe et technique, c’est lorsqu’il va falloir faire fonctionner ensemble 3, 4 voire mĂŞme 5 voies de bandes de frĂ©quences diffĂ©rentes. Le signal musical, une fois sorti de la table de mixage, va transiter par le processeur : le processeur, ou DSP (Digital Signal Processing), est une des pièces maĂ®tresses d’une sono, c’est lui qui va sĂ©parer, filtrer chaque bande de frĂ©quences, pour les envoyer aux enceintes dĂ©diĂ©es. Mais il va aussi permettre de rĂ©gler des dĂ©lais afin de rattraper certains dĂ©calages temporels entre enceintes, ou encore permettre d’utiliser des limiteurs qui vont empĂŞcher tout excès de puissance envoyĂ©e par les amplis. Il faudra aussi rĂ©gler tous les Ă©galiseurs du processeur, Ă©galiseurs que l’on retrouve sur chacune des sorties filtrĂ©es. Dans le langage courant, on appelle cela « caler la sono », opĂ©ration qui consiste Ă  ce que chaque bande de frĂ©quences soit bien transcrite linĂ©airement, et que chacune de ces bandes de frĂ©quences soit en phase avec les voies adjacentes. De ces divers rĂ©glages du processeur, dĂ©pendra de la qualitĂ© du rendu sonore : fabriquer le meilleur sound system possible n’est pas la garantie d’avoir le meilleur son, il faudra encore appliquer les bons rĂ©glages pour en tirer toute la quintessence. C’est la plus grande difficultĂ© pour la majoritĂ© des DIY’eurs, la fabrication n’Ă©tant qu’une Ă©tape.

C’est très compliqué de caler la sono ?

RĂ©gler sa sono nĂ©cessite quelques bases techniques : on doit apprendre Ă  quoi correspondent les multiples rĂ©glages du DSP. Il faut aussi maĂ®triser les logiciels de mesure pour faire les diverses courbes de rĂ©ponse et mise en phase des voies. Avoir une oreille entraĂ®nĂ©e aide aussi Ă  identifier les divers problèmes, parce que les logiciels ne retranscrivent pas tout. Je conseille souvent aux personnes qui veulent dĂ©velopper leur capacitĂ© d’analyse auditive, de pratiquer le mixage de type studio (facile aujourd’hui avec un ordinateur), ce qui va les aider Ă  identifier les frĂ©quences et autres problèmes, les aider Ă  mieux apprĂ©hender les contraintes imposĂ©es par le contenu spectral des sources sonores. Et justement, les contraintes dans la reproduction sonore sont omniprĂ©sentes, que ça soit par la taille des enceintes, le poids, le rendement, le niveau maxi, la rĂ©ponse basse, la distorsion, la rĂ©ponse spectrale, la mise en phase, la dynamique, la directivitĂ©, les limites Ă©lectriques et mĂ©caniques des haut-parleurs, etc.

On ne peut pas automatiser ce processus ?

Il n’existe pas de sono ou appareil miracle qui lorsqu’on appuierait sur un bouton, tout se mettrait Ă  fonctionner correctement par magie. Certes, chez les grands constructeurs, on peut acheter une sono complète oĂą tout a Ă©tĂ© testĂ© et rĂ©glĂ© en usine, livrĂ©e avec un preset DSP qui incorpore tous les rĂ©glages, ce qui est pratique, mais prĂ©sente quand mĂŞme des inconvĂ©nients, parce que ces systèmes sont conçus pour fonctionner dans une configuration donnĂ©e, donc forcĂ©ment limitative, ils ne sont pas toujours Ă©volutifs, et surtout, ils sont très chers, largement hors de portĂ©e de la bourse du DIY’eur. D’autre part, on sera toujours amenĂ© Ă  apporter de nouvelles corrections en fonction du lieu Ă  sonoriser, donc autant apprendre Ă  faire soit mĂŞme ses propres corrections. Dans le monde de la sonorisation, il existe deux types d’utilisateurs : ceux qui savent utiliser le bouton « preset » du processeur, et ceux qui savent Ă  quoi servent les autres boutons. Et dans le monde du DIY, mieux vaut appartenir Ă  la seconde catĂ©gorie.

Quel type de matériel faut-il réunir pour la construction d’un sound system ?

Pour la construction des enceintes du sound system, on peut commencer très simple en faisant dĂ©couper les panneaux de bois dans un magasin de bricolage : avec juste une perceuse, une visseuse, une scie sauteuse, il y a dĂ©jĂ  de quoi faire. Si on veut dĂ©couper soit mĂŞme ses plaques de bois, on aura besoin d’une scie circulaire. On pourra ajouter une dĂ©fonceuse qui pourra servir Ă  faire des encastrements, des trous bien ronds, arrondir des angles, etc.

Sound System

©O Marc

Pourquoi avoir lancé le forum Hornplans ?

J’ai eu l’occasion de travailler de nombreuses annĂ©es dans l’audio et dans plusieurs domaines, qui ont tous Ă©tĂ© pour moi complĂ©mentaires : la sonorisation, le mixage live / studio d’enregistrement, le mastering, la production musicale, la compo, les arrangements, la crĂ©ation de sons via les diverses synthèses existantes, jusqu’à l’Ă©criture de programmes et plug-ins musicaux : tous ces domaines m’ont Ă©tĂ© utiles Ă  la comprĂ©hension de l’audio et de l’Ă©lectroacoustique. Qu’on ne s’y trompe pas : ĂŞtre Ă©lectroacousticien est un mĂ©tier Ă  part entière oĂą on est en perpĂ©tuel apprentissage, d’une part parce que ce domaine est incroyablement vaste, et puis parce que les technologies Ă©voluent très vite, ce qui nĂ©cessite de se remettre Ă  jour frĂ©quemment. J’ai commencĂ© Ă  pratiquer l’Ă©lectroacoustique avec mes premières sonos que je cherchais Ă  optimiser, amĂ©liorer. Puis mes expĂ©riences successives dans l’audio m’ont amenĂ© Ă  apprendre toujours plus, Ă  comprendre ce qui pour moi pouvait auparavant ĂŞtre un mystère. D’ailleurs, plus une chose est complexe, plus j’ai envie de dĂ©couvrir ce qu’elle cache : c’est un vrai moteur. Lorsque je trouvais une rĂ©ponse Ă  une question, c’Ă©tait alors dix autres questions qui me venaient Ă  l’esprit. Ma quĂŞte d’info ne s’est donc pas faite en un jour. J’ai pu ainsi accumuler un certain savoir, et je l’ai appliquĂ© Ă  chaque nouvelle enceinte que je concevais, perfectionnant Ă  chaque fois le processus. J’ai Ă  mon actif plusieurs centaines d’enceintes crĂ©Ă©es et en service, ce qui m’a permis de roder de nombreuses techniques pour ne garder que les plus efficaces.

Alors qu’il y a quelques annĂ©es, je travaillais dans la production musicale, essentiellement pour Universal Music et quelques labels Ă  l’Ă©tranger, j’ai tout plaquĂ© pour me mettre au vert : une industrie musicale oĂą on gère des « produits » qu’on vend comme des yaourts, ce n’Ă©tait pas exactement la vision que j’avais du domaine artistique. Étant libĂ©rĂ© de toutes obligations et contraintes, pour occuper le temps, je me suis alors mis Ă  dessiner un plan de caisson Ă  pavillon. Je l’ai prĂ©sentĂ© sur un forum (hornplans n’existait pas encore) et l’ai mis Ă  disposition en libre accès. Personne ne me connaissait, pas plus qu’on ne connaissait mes compĂ©tences. Autant dire que j’Ă©tais vu comme le loup blanc ou comme un extraterrestre : pour les membres de ce forum, mes Ă©crits et explications techniques semblaient provenir d’une autre dimension. Pendant six longs mois, personne n’a utilisĂ© mon plan. Certains disaient mĂŞme qu’il ne pourrait jamais fonctionner correctement, avant qu’un membre ne s’exprime ainsi: « personne ne veut essayer ce plan, et bien moi je vais fabriquer ce caisson, et on verra bien ». Et Ă  partir de lĂ , de nombreux caissons issus de ce plan vont ĂŞtre construits, un rĂ©el engouement va naĂ®tre, ce qui va me pousser Ă  rĂ©aliser d’autres plans.

Sans cette Ă©tape, une sorte de validation de mon travail, Hornplans n’aurait probablement jamais existĂ©. L’idĂ©e du site est venue après avoir constatĂ© que les plans qu’on trouvait sur le net Ă©taient largement dissĂ©minĂ©s aux quatre coins de la planète. Et puis je ressentais le besoin de partager mon savoir que j’avais accumulĂ© durant nombreuses annĂ©es. C’est alors qu’est nĂ© le concept du site : rassembler de l’info et de nombreux plans d’enceintes Ă  pavillons, puisque le pavillon (horn en Anglais), c’est mon crĂ©do. J’ai incorporĂ© quelques-uns de mes plans en plus de ceux que j’avais rĂ©cupĂ©rĂ©s depuis nombreuses annĂ©es, aussi incorporĂ© quelques articles techniques et un forum. J’ai passĂ© des jours et des nuits Ă  collecter les plans qui me manquaient et Ă©crire des articles, puis j’ai complĂ©tĂ© au fur et Ă  mesure. Rapidement, le site est devenu une rĂ©fĂ©rence, connu dans le monde entier, sans jamais avoir fait une quelconque promotion sur un rĂ©seau social, et pour cause : je ne suis sur aucun rĂ©seau social. C’est juste le bouche-Ă -oreille qui a opĂ©rĂ©.

Quelle est la philosophie du forum ?

Les maitres mots du site sont l’entraide, le partage : des valeurs que je dĂ©fends. L’intĂ©gralitĂ© du site est en accès gratuit, parce que je considère que le savoir doit ĂŞtre partagĂ© et accessible Ă  tous, c’est ma philosophie. Aujourd’hui, Hornplans c’est plus de 200 plans librement disponibles, ainsi que d’autres que l’on peut trouver uniquement sur le forum, nombreuses calculettes techniques, des articles, un forum d’entraide très actif. Il m’arrive aussi de rĂ©pondre en email (via le forum) Ă  des problèmes techniques spĂ©cifiques, ou encore d’aider des Ă©tudiants en universitĂ© d’ingĂ©nieur Ă©lectroacoustique.

Quels sont les profils des personnes qui fréquentent le forum ?

Majoritairement des personnes ayant la vingtaine ou la trentaine. On y trouve des personnes de tous les âges, tout le monde est le bienvenu, mais force est de constater que cet univers technique est typiquement masculin. On constate aussi cela dans le monde de l’audio pro. Il ne s’agit nullement de sexisme, juste un Ă©tat de fait.

Sound System

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