Sonorisation

Pour les articles homonymes, voir sonorisation (ho-monymie).La sonorisation consiste en la diffusion d’un son dans un

La régie façade d’un concert.

espace important grâce à des moyens électroacoustiques.Les domaines typiques d’utilisation sont la sonorisationde spectacle vivant (concert ou théâtre), le disc jockey(diffusion de musiques déjà enregistrées), ou le Pub-lic Address (diffusion de musiques d’ambiance et d’an-nonces).Unmodèle basique de sonorisation comporte les éléments(maillons) suivants :

• des sources sonores à diffuser, acoustiques(chanteur, violon, etc.) ou électriques (synthétiseur,lecteur CD, etc.), ou ;

• pour les sources acoustiques, des microphonespermettant de convertir les ondes acoustiques ensignaux électriques ;

• une table de mixage qui assure la balance et lemixage de chacun de ces signaux ;

• un amplificateur qui augmente la puissance du si-gnal ;

• des enceintes qui transforment le signal électrique ensignal acoustique.

La travail de sonorisation se divise deux grandes phases :

• la mise en place du système de sonorisation, c'est-à-dire le choix du matériels, le placement, les réglages,etc. ;

• l’exploitation du système de sonorisation.

1 Historique

Longtemps les représentations musicales ou théâtralesse sont déroulées sans sonorisation. En s’aidant del'acoustique architecturale (de manière empirique outhéorique) puis en multipliant les musiciens (grands or-chestres), on parvenait à se produire devant une large au-dience.Le tout premier système de reproduction électrodyna-mique fut utilisé par Philipp Reis pour un téléphone en1861. Le premier brevet concernant un haut-parleur à bo-bine mobile fut accordé à C.H Siemens en 1877.En 1907, Lee de Forest invente le tube électronique triodequi permet d'amplifier un signal électrique.Dans les années 1930, la grande dépression poussel'industrie du cinéma à adopter le parlant : on commenceà installer des systèmes de sonorisation dans les salles.Le transistor apparaît en 1947, mais c'est un dispositif ex-périmental qui ne sera réellement utilisé à grande échelleque bien plus tard.En 1966, Shure met sur le marché le SM58, micro voixqui reste aujourd'hui une référence absolue.En 1969, le mythique festival de Woodstock voit passerprès de 500 000 spectateurs. La diffusion utilise des am-plificateurs à tube d'une puissance totale de 12 000 W…digne d'une salle de concert de 500 places de nos jours.Durant les années 1960 et 1970, les puissances et lenombre d'enceintes utilisés dans les systèmes de diffusionaugmentent mais sans réelle prise en compte des interac-tions.En 1980, la société Meyer Sound met sur le marchél'UPA-1. Le pavillon de cette enceinte a une directivi-té constante sur une large plage de fréquence et permetle couplage optimal d'enceintes. La forme trapézoïdale,se réduisant vers l'arrière, permet d'anguler plusieurs en-ceintes sans écarter les haut-parleurs.En 1993, la société L'acoustics propose avec le V-doscle premier line-source. En se rapprochant de l'émissiond'une onde plane, le mélange des ondes d'une grandequantité d'enceintes reste cohérent à grande distance. Ce-la permet au système de porter bien plus loin.Sans que l'on puisse donner de dates précises, les années1990 et 2000 ont vu des changements majeurs s’instal-ler dans le monde de la sonorisation : la généralisationdu numérique, la miniaturisation et l'intégration des ap-pareils, l'augmentation des puissances des amplificateurs,

1

2 2 LE MATÉRIEL

une certaine démocratisation des prix grâce à la produc-tion asiatique, etc.

2 Le matériel

La chaîne audio réelle est généralement plus complexeque celle décrite dans l’introduction.Tous les éléments qui suivent ne sont pas forcément desappareils dédiés : ils tendent à être de plus en plus intégréset on trouve couramment les fonctions de filtrage, de cor-rection, de limitation, et d’amplification à l’intérieur desenceintes. Les consoles numériques intègrent des traite-ments dynamiques, de spatialisation et de correction surleur sorties.

2.1 Le microphone

Un microphone permet de convertir les sources acous-tiques en signal électrique. Il peut être remplacé par unecellule captant directement les vibrations mécaniques decertains instruments (guitare, violoncelle, contrebasse,etc.).Même si la source délivre un signal électrique, il peut êtrenécessaire de faire appel à des adaptateurs entre le signaldélivré et les besoins de la console. Une DIbox permetde symétriser et d'adapter en impédance le signal d’uneguitare électroacoustique.Technologiquement similaires aux microphones utilisésen studio, les microphones destinés à la sonorisation ré-pondent à des besoins propres :

• robustesse ;

• isolation des vibrations mécaniques ;

• discrétion ;

• résistance au larsen ;

• résistance aux plosives.

Certains modèles sont néanmoins utilisés dans les deuxmondes.

2.2 La table de mixage

Une table de mixage assure trois fonctions :

• la préamplification du signal électrique issu dechaque source pour la ramener à un niveau homo-gène, grâce à un réglage de gain ;

• l’égalisation de chacun de ces signaux ;

Console façade dans la régie d’un concert en plein air.

• le mélange de ces signaux en différents mixages quipeuvent être destinés au public (son de « façade »),aux musiciens (les « retours »), à un enregistrementaudiovisuel, etc. On utilise parfois le mot anglaisrouting pour faire allusion à la ventilation des dif-férents signaux vers leur destinataire.

Les consoles dédiées au concert ont un grand nombred’entrées prévues pour des microphones, des sectionsd’égalisation évoluées, un grand nombre de bus auxi-liaires, particulièrement pour les consoles dédiées auxretours. Les consoles axées DJ ont peu d’entrées - etla plupart stéréophoniques, des réglages simples, un en-combrement réduit, et pendant longtemps une correction« RIAA » pour les platines vinyles. En Public Address, laconsole est réduite au strict minimum et parfois intégréedirectement dans l’amplificateur.

2.3 Les effets

Les effets permettent de modifier ou corriger le son demanière plus ou moins transparente. Les plus courants ensonorisation sont :

• les réverbérations (avec les delays, échos…) quipermettent de recréer artificiellement une sensationd’espace sonore ;

2.6 Le limiteur 3

Rack d’effets et d’égaliseur.

• les compresseurs, qui réduisent la dynamique du si-gnal et régularisent son niveau ;

• les noise gates, qui coupent le signal en deçà d’un cer-tain seuil et permettent de réduire le bruit de fond oudes signaux parasites (résonances désagréables desfûts d’une batterie) ;

2.4 Les égaliseurs

On place parfois sur chaque sortie de la console unégaliseur qui permet de corriger la réponse globale d’uneenceinte en fonction de ses défauts intrinsèques, del’acoustique du lieu de diffusion, des fréquences provo-quant des larsens, des souhaits des opérateurs, etc. Ceségaliseurs sont le plus souvent graphiques mais rien n’in-terdit d’utiliser des paramétriques.

2.5 Le filtrage

Le filtrage permet de séparer le signal en différentesbandes de fréquence diffusables par des haut-parleursspécialisés. Le filtrage peut être actif ou passif :

• en mode passif, le signal est d’abord amplifié puisfiltré (généralement dans l’enceinte) ;

• en mode actif le signal non amplifié est filtré, puisenvoyé vers autant d’amplificateurs qu’il y a desbandes de fréquences.

La première solution est fréquente dans le monde Hi-Fi.La seconde solution est préférée en sono car elle permetune plus grande souplesse (il est plus facile de corriger lesréglages d’un filtre actif, à plus forte raison numérique,que les composants d’un filtre passif). Mais surtout, lespuissances en jeu font que le coût, le poids et l’encombre-ment des composants d’un filtre passif capable de suppor-ter plusieurs centaines ou milliers de watts poseraient desproblèmes.Il est possible d’adopter une approche hybride, parexemple avec un filtrage passif entre les médiums et l’ai-gu d’une enceinte, et un filtrage actif entre cette enceinteet un caisson de grave.

2.6 Le limiteur

Le limiteur est un compresseur réagissant rapidement etavec un taux de compression très élevé. Son but est deprotéger les haut-parleurs de deux risques de destruction :

• un signal d’amplitude trop importante provoquantune déchirure de la membrane ;

• un signal d’amplitude élevé pendant une durée pro-longée provoquant une brûlure de la bobine.

Les limiteurs dits « crêtes » protègent contre le premierrisque, les limiteurs « RMS » contre le second. Les deuxpeuvent être combinés. Certains constructeurs proposentdes appareils encore plus évolués capables d’estimer entemps réel l’échauffement de la bobine et l’excursion dela membrane et n’entrent en action qu’au plus près de seslimites.

2.7 Les amplificateurs

Les amplificateurs augmentent la tension du signal et sontcapables de la délivrer sur des impédances très faibles.Technologiquement similaires à ce que l’on trouve en Hi-Fi, ils se différencient essentiellement par :

• les puissances en jeu, de l’ordre de plusieurs cen-taines à plusieurs milliers de watts ;

• leur robustesse ;

• l’extensivité de leurs protections internes (court-circuit, échauffement, courant continu, etc.) ;

• leur connectique : les borniers à vis similaires auxamplificateurs Hi-Fi laissent progressivement placeau Speakon.

Le poids important des transformateurs nécessaires auxfortes puissances a largement contribué à la généralisationdes alimentations à découpage au cours des années 2000.

4 2 LE MATÉRIEL

2.8 Les enceintes

Les haut-parleurs transforment le signal électrique en si-gnal acoustique.En sonorisation de concert ou en DJ’ing, on trouvera es-sentiellement deux applications : la façade et les retours.

• La façade est le système destiné au public. Elle peutcomprendre un nombre très variable d’enceintes,faire appel à des subwoofers spécialisés dans la re-production du registre grave, mettre en jeu diffé-rents systèmes diffusant plutôt en champ proche oulointain, etc.

• Les retours sont des enceintes destinées aux artistesou au disc jockey. Le signal n’est pas nécessairementle même que celui de la façade. La diffusion des re-tours grâce à des oreillettes intra-auriculaires (IEM :In-Ear Monitoring) minimise les risques de larsen etpermet à l’artiste d’avoir un son constant lors de sesdéplacement sur scène.

Les enceintes de façade, de retours, de boîtes de nuit onten commun d’avoir une sensibilité très élevée, de l’ordrede 96 à 104 dB⋅W−1⋅m−1.Note : au Québec, le terme « retour » décrit uniquement leslignes transportant des signaux depuis la régie façade versla scène. Le terme « moniteur » est utilisé pour évoquer larégie, les circuits ou les enceintes dédiées aux musiciens. EnFrance, les termes « moniteur » ou « monitor » sont parfoisutilisés pour les enceintes de contrôle du mixage en studio.

En Public Address, le rendement n’est pas très élevé et labande passante réduite. L’accent est mis sur :

• la discrétion : les produits s’encastrent dans les mursou les plafonds, ils sont disponibles en plusieurs co-loris, ils disposent de nombreux accessoires de fixa-tion ;

• la résistance aux intempéries pour des installationsfixes en extérieur ;

• la compacité et la légèreté ;

• l’intelligibilité ;

• la possibilité de chaîner un grand nombre d’en-ceintes sur système « 100 V » ou équivalent.

2.9 Câbles et transmission du signal

Un grand nombre de signaux doivent être transportés, etsur de grandes distances. Cela pose un double problèmede complexité (nombre de câbles à installer) et de protec-tion contre les parasites.Il est fréquent de regrouper l'ensemble des lignes analo-giques entre la scène et la console façade au sein d'un

Boîtier de scène équipé de prises XLR. (Communément appelerSnake ou Subsnake dépendant de son utilisation.)

unique câble dit « multipaire ». Le terme anglais Snakeest souvent utilisé. Il peut transporter à la fois les signauxvenant de la scène (micros...) ou en sens inverse les si-gnaux en provenance de la régie (retours...). Le multi-paire se termine généralement par un boîtier de scènesur lequel on connecte des lignes unitaires vers les mi-cros ou les retours. Un boîtier de scène peut égalementcomporter des connecteurs multipoints qui permettent dechaîner d'autres multipaires, appelé sub-snake. C'est utilepour alimenter un second boîtier placé ailleurs sur scène(on parle alors de “sous patch”), ou renvoyer l'ensembledes lignes vers une régie retours ou un enregistreur. Surde grosses scènes, l'utilisation de plusieurs multipaires etboîtiers de scène chaînés permet de limiter la longueurdes lignes unitaires. Cela permet de travailler plus rapi-dement, réduit le risque de câble défectueux, libère del'espace sur le plateau et évite aux artistes ou techniciensde trébucher sur un câble.La très grande majorité des liaisons analogiques estsymétrique pour se prémunir des parasites radiofré-quence. Les connecteurs XLR et jack 1/4 TRS sont lesplus répandus.Le patch de rack se présente généralement sous la formed'une série de connecteurs jack 6,35 mâles placés à por-tée de main. Il permet au sonorisateur de ré-agencer lesinterconnexions entre les différents effets sans devoir dé-connecter et reconnecter tous les fils derrière la console.La tendance actuelle est de remplacer le multipairepar une liaison numérique. Les préamplificateurs et laconversion A/N ou N/A sont logés dans le boîtier descène. Certains constructeurs intègrent également le trai-tement du signal dans ce boîtier, la console n'est alorsplus qu'une surface de contrôle. Plusieurs standards s’af-frontent encore à l'heure actuelle, comme le MADI,l'Ethersound et le Dante.Lorsque la source à sonoriser est mobile (chanteur…),on peut utiliser des liaisons sans fil. Le coût de ce genrede liaison, la moindre fiabilité et les plages de fréquencesassociées font que ces liaisons sont réservées au strict mi-

3.3 Cinéma 5

nimum.Ce problème de longueur est également critique pour lessystèmes Public Address. Une technique répandue est la« ligne 100 V », qui consiste à utiliser des transformateurspour élever fortement la tension du signal audio en sor-tie d'amplificateur, et à utiliser des transformateurs abais-seurs dans chaque enceinte. C'est le même principe quepour le transport du courant sur un territoire grâce à deslignes haute tension.

2.10 Les Flight Cases

Dans l’évènementiel, la majorité du matériel est loué. Cematériel doit être transporté dans des conditions rudes.Les Flight Cases, souvent surnommées « Fly », sont descaisses robustes renforcées avec des cornières et des coinsen aluminium. Ils protègent le matériel et ils peuventmême être gerbés (mis à la verticale), de plus ils ont gé-néralement des roues. Il en existe de toutes tailles quipeuvent être fabriqués sur mesure. Il existe une taille stan-dard au format « rack 19 pouces », la plupart des appareilsaudio (effets, amplificateurs…) étant dans ce format.

3 Cas d'utilisation typiques

Les cas d’utilisation qui suivent sont des exemples repré-sentatifs. Ces catégories ne sont pas étanches et les utilisa-tions réelles peuvent être empruntées des caractéristiquesde plusieurs cas.

3.1 Salle de concert

La salle de concert dispose d’un système de diffusionpuissant et de haute qualité. Un soin particulier est por-té au calage du système, au placement de la régie, autraitement acoustique souvent très absorbant. Certainessalles peuvent disposer d’une double paroi pour limiterl’émergence vers le voisinage. Les consoles proposent unnombre d’entrées élevé et il est fréquent de trouver unerégie dédiée aux retours. Le matériel disponible à de-meure doit respecter les demandes courantes des fichestechniques.

3.2 Théâtre

Dans une salle de théâtre le système de sonorisationest généralement moins puissant que celui d’une sallede concert. L’amplification permet d’apporter un confortd’écoute, le niveau reste modéré. Les bandes sons (parexemple pour la danse ou les comédies musicales)peuvent néanmoins demander un niveau plus important.La particularité est d’exiger une extrême discrétion desmoyens techniques. Il n’est pas acceptable de placer surscène des pieds de micros, les enceintes de retours ne

doivent pas être visibles. Elle seront placées en contre-bas du proscénium, ou en « side fill » sur les cotés de lascène. On utilisera des micros goutte ou cravate sans filpour laisser une totale liberté de mouvement aux artistes.

3.3 Cinéma

Les cinémas sont aujourd'hui largement équipés en sonmulticanal, toutes les salles équipé en cinéma numériquele sont obligatoirement. Les formats d'encodage les plusrépandus sont le Dolby Digital, le DTS, le SDDS, pourles 35 mm. En cinéma numérique le son est un son nu-mérique son multicanal PCM 48kHz sous 24 bits.Une configuration classique propose :

• Trois enceintes derrière l’écran pour les canauxgauche, centre (pour les voix en général) et le canalde droite ;

• Un caisson de basse derrière l’écran aussi canal spé-cifique pour l'extrême grave. ;

• Des enceintes sur les côtés du public pour les am-biances repartie sur 1 à 4 canaux.

D'autres canaux peuvent être ajoutés : en 35 mm deuxenceintes peuvent être ajouté derrière l’écran de part etd'autre du centre selon le système sonore pour le SDDSou 70 mm par exemple ; En cinéma numérique on peutavoir plusieurs dizaine de canaux avec par exemple le sonimmersif dans des formats propriétaires comme DolbyAtmos ou Auro-3D de Barco.Il ne faut pas confondre « multi-canal » et « multi-amplification » : un seul canal peut faire appel à unemulti-amplification avec un filtrage actif (et c'est mêmefréquent). La multi-amplification est totalement indépen-dante du format d'encodage du son.Les 3 enceintes principales sont placées dernière l'écran.Cela permet une meilleure cohérence entre la perceptionauditive et visuelle.

3.4 Disc Jockey

L’application Disc Jockey consiste à diffuser à fort ni-veau des musiques préenregistrées très gourmandes dansle registre grave. Un ou deux micros peuvent être ajoutés.Pour les animations (mariages, anniversaires, fêtes), lematériel reste relativement basique. Il doit être compact,simple d’utilisation et facilement transportable. L’usaged’enceintes en ABS (sorte de plastique rigide) est cou-rant. En boîte de nuit, le matériel peut être très onéreuxet son installation peut faire l’objet d’une étude approfon-die pour les lieux les plus prestigieux. On privilégie lareproduction du registre grave et la répartition de nom-breuses enceintes de forte puissance pour donner un sonhomogène.

6 3 CAS D'UTILISATION TYPIQUES

La salle Pleyel : un line array suspendu (au centre).

3.5 Musique classique et opéra

Contrairement aux salles de concert destinées à la mu-sique amplifiée, on utilise en musique classique et en opé-ra au maximum les réflexions sur les parois pour augmen-ter le niveau sonore naturel dans la salle. Mais là aussi lasonorisation a fait son apparition. Elle permet de rendre leniveau plus confortable dans les très grandes salles, d’ho-mogénéiser le son dans les zones moins bien exposées, etde compenser la faiblesse relative de voix de certains ar-tistes. Comme en théâtre, le niveau exigé est très modéré,les dispositifs techniques ne doivent pas être visibles et leson doit sembler venir des artistes.

Une installation typique de Public Address.

3.6 Public Address, conférences

Ce type de sonorisation est utilisé pour diffuser des mes-sages d’informations et éventuellement de la musiqued’ambiance dans de vastes lieux. Cela concerne les hallsde gare, les supermarchés, les foires et brocantes, les mu-sées, etc. L’objectif premier est l’intelligibilité et l’homo-généité. La puissance demandée est faible, tout commela bande passante. Les systèmes de diffusion doivent sur-monter deux difficultés majeures :

• de grandes surfaces à couvrir ;

• des conditions de diffusion médiocres (acoustiquedéplorable, bruit ambiant élevé…).

Les grandes distances seront contournées par l’utilisationde lignes « 100 V ». Les problèmes d’acoustiques se-ront compensés par la multiplication des sources de faiblepuissance à proximité des auditeurs.Le cas des conférences est très proche et utilise le mêmetype de matériel, mais les distances sont généralementplus faibles. La mise en place d’enceintes régulièrementréparties dans l’espace (par exemple encastrée dans le pla-fond ou placées dans les cornières) est une solution cou-rante.

3.7 Lieux de culte

Les lieux de culte représentent une part significative dumarché de la sonorisation américaine, parfois équipés dematériel de très haute qualité. Ce marché est anecdotiqueen Europe et les techniques utilisées se réduisent généra-lement au Public Address.Le poids du marché US est l’un des moteurs de l’appari-tion du mode « LCR » sur certaines consoles : les chœurs,musiques et chants sont diffusés en stéréo sur des en-ceintes latérales alors que les voix parlées restent en mo-no sur des enceintes placées au centre. Bien qu’il soit pos-sible de diffuser un signal monophonique identique sur lesdeux canaux d’un système stéréo, le résultat est meilleuren utilisant une enceinte unique car cela évite les interac-tions et la position de l’enceinte est proche de la sourceréelle (locuteur).

3.8 Prestation - location - touring

Le matériel nécessaire à la sonorisation d’évènementstemporaires est généralement loué. La société de loca-tion dispose des références standard que l’on trouve surles fiches techniques. Son parc est étendu et polyvalentafin de répondre à la taille très variable des lieux de diffu-sion. La société assure généralement elle-même la main-tenance du matériel et dispose de pièces détachées. Elleassure aussi la livraison du matériel. Pour les systèmescomplexes (line array…), il est fréquent d’inclure uneaide au calage du système dans la location. Le terme an-glais « touring » est parfois utilisé pour décrire les sys-tèmes de diffusion de très forte puissance destinés auxjauges importantes.Un autre modèle plus adapté aux petits évènements est defaire appel à un sonorisateur qui utilise son propre maté-riel. Il facture alors une prestation complète incluant sontravail de mixage, l’amortissement du matériel, le mon-tage et le démontage, le transport, etc. Certaines sociétésde location peuvent proposer aussi une prestation com-

4.2 Le calage 7

plète incluant le montage et le mixage, bien que ce ne soitpas leur activité première.

4 L’installation

Une installation classique : 2 enceintes principales suspendues, 2caissons de grave sous la scène, 3 retours en nez de scène (moni-teurs) et 1 retour avec renfort de grave pour la batterie.

Console de retours en coulisses.

Que ce soit pour dans un lieu fixe ou pour un évènement,la sonorisation commence toujours par une phase d’ins-tallation du matériel qui inclut la mise en place, le réglageet la vérification du système de diffusion.

4.1 La mise en place

Pour un concert, on retrouve un schéma générique com-mun qui sera adapté suivant les conditions.Les différentes sources sont connectées à un boîtier descène, dont chaque entrée est raccordée à la console àl’aide d’un unique câble « multipaire ». La console placéedans la salle permet de créer un mixage pour la façadedirigée vers le public ainsi que des mixages spécifiquesdestinés aux musiciens (« retours »).

Ce schéma de base peut être complété par une régie dé-diée aux retours. Elle est alors placée en coulisses. Laproximité avec les artistes sur scène facilite la communi-cation. D’autres enceintes peuvent être ajoutées pour cou-vrir une plus grande distance, améliorer la qualité du sondans les théâtres à balcons…

4.2 Le calage

La mise en œuvre dans un lieu particulier est communé-ment appelée « calage » et représente un aspect fonda-mental de la qualité du système de diffusion. L’objectifprincipal est d’obtenir une réponse uniforme sur une vastezone. Cette réponse n’est pas nécessairement linéaire : onpeut très bien souhaiter un registre grave abondant, maisil faut qu’il le soit de la même manière pour tout le pu-blic. Idéalement le niveau sonore doit également être as-sez homogène. En concert, on attachera également uneimportance à la cohérence entre la localisation auditiveet visuelle : le son doit sembler venir des musiciens.Le technicien aura à charge de :

• préparer une étude théorique du meilleur placementa priori du système, du nombre d’enceintes, du type(front fill, nez de scène, etc.). Il s’aidera d’outils desimulation ;

• anguler correctement les différentes enceintes, ré-gler les délais entre les haut-parleurs. Il s’aidera delogiciels de mesure ;

• ajuster les niveaux relatifs des différents systèmes ;

• ajuster la réponse globale du système ;• contrôler les résultats.

La théorie étant généralement très approximative, le tech-nicien fera de nombreux allers-retours entre ses mesuressur site et ses réglages.Longtemps réduite à l’empilement d’un nombre plus oumoins important d’enceintes, la conception d’un systèmede diffusion s’appuie aujourd’hui largement sur l’ingénie-rie, les moyens de mesure, la simulation numérique, etc.Le terme « conception » décrit deux phases :

• la conception de l’enceinte elle-même chez le fabri-cant ;

• la conception du système de diffusion complet, oucalage, optimisé pour un lieu particulier.

Les deux sont liés : un constructeur cherchera à proposerun produit qui est facile à optimiser, dont on peut fairevarier le nombre d’enceintes en fonction des besoins sansperte de qualité… Il peut également proposer une exper-tise dans l’optimisation, des formations…Les concepteurs doivent essentiellement tenir compte dedeux aspects :

8 4 L’INSTALLATION

• l’interaction entre les différents haut-parleurs ;

• l’interaction avec le lieu de diffusion.

4.3 L’interaction entre les différents haut-parleurs

Les interactions surviennent quand deux haut-parleursdistincts émettent un même signal. Cela introduit un dé-phasage qui dépend de la longueur d’onde (donc de safréquence) et de la distance entre les deux sources. Si lesdeux ondes sont en phase, leurs intensités s’additionnent.Si elles sont en opposition de phase, elles peuvent s’annu-ler.L’utilisation de multiples sources est imposée en sonori-sation par deux raisons :

• aucun haut-parleur ne peut reproduire tout le spectreaudible. Le signal est filtré et envoyé sur diffé-rents haut-parleurs spécialisés. Au voisinage desfréquences de coupure, les deux haut-parleurs inter-agissent ;

• avec l’augmentation des jauges, il est devenu im-possible d’assurer la sonorisation avec un seul haut-parleur. Il a fallu multiplier les sources pour gagneren niveau.

Ces interactions varient dans l’espace et suivant la fré-quence. Une égalisation n’est d’aucun secours. Deux axesfondamentaux permettent de minimiser les problèmesd’interactions : le couplage additif et l’isolement.

4.3.1 Couplage additif

Lorsque les longueurs d’onde à diffuser sont grandes auregard de la distance entre les différentes sources, lesondes acoustiques ont un déphasage faible et se couplentde manière constructive. On cherchera à rapprocherle plus possible les haut-parleurs. Ceci fonctionne tou-jours bien pour les basses fréquences (grandes longueursd’onde : 3,40 m à 100 Hz). L’utilisation des haut-parleurscoaxiaux (le tweeter est placé au centre du boomer) per-met également un meilleur couplage, puisque la distanceentre les sources est nulle.Lorsque l’éloignement physique des sources se fait essen-tiellement dans la profondeur (cas d’un tweeter au fondd’un pavillon et d’un boomer en face avant), on peut appli-quer un retard (délais) sur le signal fourni au haut-parleurle plus en avant pour minimiser le déphasage avec l’autre.

4.3.2 Isolement

Des enceintes uniformément réparties au Pavillon JayPritzker.

L’isolement consiste à faire qu’un haut-parleur se retrouvecomme seule source sur un certain domaine. L’isolementest à la fois fréquentiel et géographique.L’isolement fréquentiel se résume généralement à utiliserdes filtres avec des pentes assez raides, afin que l’un desdeux transducteurs soit rapidement nettement majoritairequand on s’éloigne de la fréquence de coupure. De tropfortes pentes créent de nouveaux problèmes (déphasages)et il faut trouver un compromis.L’isolement géographique consiste à façonner l’ondeacoustique afin qu’elle se propage dans une zone res-treinte. L’idée est que chaque transducteur diffuse unesorte de tranche de camembert. Les différents haut-parleurs peuvent alors être disposés avec un angle adéquatpour reconstituer une portion de camembert plus large.La difficulté principale est que la largeur de cette tranchevarie généralement avec la fréquence, et que l’angle opti-mal n’est pas le même pour toutes les fréquences.Une autre possibilité est de répartir les différentes sourcesà grande distance, de manière à ce que chaque source ar-rose un espace où elle est majoritaire en termes de niveau,les ondes des autres sources ayant déjà perdu une grandepartie de leur intensité. Mais il restera toujours une zoneintermédiaire ou plusieurs sources seront perçues à desniveaux équivalents.Une dernière forme particulière d’isolement consiste àdoubler le système de diffusion et à répartir les voix surl’un et les instruments sur l’autre. Il n’y a pas de problèmesde couplages puisque les sources ne sont pas corrélées.Chaque système de diffusion reçoit un signal moins com-plexe et le transmet mieux. Le revers est un coût élevé,rendant cette solution accessible seulement aux grossesproductions.

4.5 L’homogénéité du niveau sonore 9

4.4 L’interaction avec le lieu de diffusion

Une paroi réfléchit une certaine proportion du son qu’ellereçoit. Elle se comporte un peu comme un miroir plusou moins terni, et plus ou moins diffusant (à la manièred’un calque). En première approche, on peut considérerque chaque source réelle dans la salle possède une imagereflet, avec laquelle elle va interagir comme s’il s’agissaitde deux sources distinctes. On se retrouve dans le cas duparagraphe précédent. Un cas extrême d’interaction estl’apparition d’ondes stationnaires, qui surviennent quandune onde directe interagit avec la réflexion sur le mur dufond d’une salle, par exemple.Les techniques pour améliorer les interactions avec le lieuconsistent à :

• réaliser un traitement acoustique du lieu pour mini-miser les réflexions (simples pendrillons placés surles murs ou traitement complet). À la différencedes anciennes salles de concert non amplifiées quiétaient conçues pour maximiser le renvoi du son dela scène vers le public, on cherche aujourd’hui à at-ténuer le plus possible les réflexions ;

• restreindre l’angle de diffusion (avec des pavillons)afin que l’onde n’aille pas « taper » sur les murs ;

• utiliser de très nombreuses sources proches des audi-teurs pour minimiser la distance et favoriser le rap-port entre l’onde directe et les ondes réfléchies.

Les célèbres colonnes « Bouyer » des églises jouent parexemple sur deux tableaux : une forte directivité verti-cale pour éviter es réflexions sur la voûte et une grandeproximité.

4.5 L’homogénéité du niveau sonore

Le son s’atténue avec la distance, essentiellement parcequ’une même intensité sonore initiale est répartie sur unesurface de plus en plus grande. Typiquement, un haut-parleur émet selon une portion de sphère qui perdra 6dB tous les doublements de distance. L’augmentation desjauges a rendu ce problème critique : la difficulté est depermettre un niveau confortable loin de la scène sans as-sourdir les premiers rangs. On peut jouer essentiellementsur :

• la transformation de la forme de l’onde acoustiquepour se rapprocher d’une onde cylindrique (à défautde plane) ne perdant que 3 dB par doublement dedistance ;

• optimiser le placement des enceintes et leur directi-vité ;

• multiplier et répartir les sources.

Un line array.

4.5.1 Les line array

Certains systèmes de grappes d’enceintes - dénommésline array - se rapprochent d’une ligne émettrice infinie,dont l’onde est cylindrique (couplage additif). En cour-bant ce système, on perturbe cette ligne et on retrouveplutôt une diffusion sphérique. En donnant à la grappeune forme de « J », on parvient à obtenir en haut une dif-fusion cylindrique qui porte très loin sans trop perdre depuissance et à proximité une onde sphérique qui s’atté-nue assez vite. En suspendant cette grappe en hauteur, onl’éloigne du public le plus proche sans changer significa-tivement la distance au public distant. Cela permet d’ob-tenir un niveau homogène sur une grande surface.

4.5.2 Couplage avec des directivités différentes

Deux enceintes de directivités différentes pour obtenir une diffu-sion homogène.

On obtient un résultat similaire aux line array en utilisantun nombre réduit d'enceintes de directivités différentes,couplées par isolement. Une enceinte fortement directive

10 5 L’EXPLOITATION

concentre son énergie dans un angle solide réduit et dé-livre un niveau plus important que la même enceinte dontla directivité serait large. On fait facilement varier la di-rectivité en ne changeant que la forme du pavillon, ce quipermet de proposer plusieurs déclinaisons d'une mêmeenceinte de base. Avec un système de deux enceintes,l'une en haut de forte directivitée orientée vers les der-niers rangs, l'autre de directivité large piquée vers l'avantde l'auditoire, on obtient ainsi une couverture homogène.Ce système est adapté pour les jauges qui ne nécessitentpas la pression sonore, la complexité et le coût d'un linearray.

4.5.3 Placement d'une seule enceinte

Une enceinte placée en hauteur et inclinée vers le bas pour amé-liorer l'homogénéité.

On peut également jouer sur la directivité et l'orientationd'une seule enceinte. En suspendant cette enceinte et enl’orientant vers le public lointain, on cherche à annulerdeux effets inverses : en champ proche le public est horsde l’axe et l’onde est atténuée essentiellement grâce à ladirectivité. En champ lointain l’onde est atténuée par ladistance. Cette astuce est imparfaite car la directivité del’enceinte varie avec la fréquence. Par ailleurs, elle créeune distorsion entre la source sonore et la perception vi-suelle. Exemple illustré sur l'image : chaque changementde couleur représente une chute de 6 dB. Dans le casd'enceintes horizontales dans l'axe des oreilles (gauche),les auditeurs placés devant perçoivent un niveau 12 dB plusélevé que ceux du fond. Avec une enceinte placée en hau-teur et inclinée vers le bas, l'ensemble de l'auditoire perçoitun niveau homogène dans une plage de 6 dB (ou encore à±3 dB).

Rock in Rio : sur les pylônes, des enceintes de rappel.

4.5.4 Multiplication des sources

À grande distance, on peut installer des enceintes de rap-pel. Lors d'évènements en plein air les systèmes de rap-pels peuvent devenir imposants et sont suspendus à destours de délais ou tours de rappel. Si le son du systèmeprincipal n’est pas négligeable, il conviendra d’introduiredans le signal de rappel un délai correspondant au tempsde propagation du son entre les deux systèmes.À proximité de la scène, on complète ce genre de systèmeavec des enceintes plus traditionnelles émettant à puis-sance modérée (« front fill »). Elles permettront à la foisde compléter l’homogénéité du son jusqu’aux premiersrangs, et éviteront un écart flagrant entre la perceptionvisuelle et un son qui semblerait venir « d’en haut ». Ellespeuvent être placées sur les côtés de la scène, régulière-ment espacées devant la scène si elle est haute, ou mêmeposées sur le nez de scène. On utilise alors des enceintesparticulièrement compactes pour ne pas gêner la visibili-té.

5 L’exploitation

5.1 La fiche technique

La fiche technique est un document comportant diversesinformations pratiques qui permettent de préparer la ve-nue d’un spectacle dans un lieu. Il y a deux fiches : celle duspectacle et celle du lieu. Ces fiches sont plus ou moins di-rectives et servent avant tout de base de discussion. Ellesconcernent à la fois les aspects sonores, l’éclairage, l’hé-bergement, etc.

5.1.1 La fiche du groupe, de la production

Elle présente les demandes de l'artiste en termes de ma-tériel de sonorisation (type de consoles et d'enceintes,nombre de compresseurs, placement de la régie façade,particularités, etc.). Elle présente a minima :

• le patch : c'est un tableau indiquant les numéros delignes correspondant aux tranches de la console, lenom de l'instrument, le type de micros, les insertsd'effets, le type de pied micro, etc. ;

• le plan de scène : c'est un graphique représentant demanière visuelle l'emplacement sur scène des mu-siciens, des instruments, des retours, des alimenta-tions électriques, éventuellement de praticables per-mettant de surélever la batterie par exemple, etc.

5.1.2 La fiche technique du lieu

Elle présente là géométrie du lieu et le matériel disponibleen permanence (hors location). Elle présente a minima :

5.5 Le concert 11

• le système de diffusion principal (enceintes, amplis,filtrage) ;

• les retours (type, nombre, amplis) ;

• la régie façade (console, effets, console retour si pré-sente) ;

• les micros.

Elle peut être complétée par une liste du backline (ins-truments à demeure, pieds de micro, chaises et supportsdivers, etc.). La description du lieu peut se résumer auxdimensions ou être représentée graphiquement. Elle peutintégrer des particularités (limites de niveau sonore).

5.2 L’accueil

De nombreuses productions ont leur propre équipe tech-nique, qui va travailler avec celle des lieux dans lesquels laperformance va se produire. On parle alors d’accueil. Leséquipes techniques sont en quelque sorte « en double » etles rôles sont assez bien déterminés, bien qu’il y ait tou-jours une certaine latitude. L’équipe de la production ap-porte sa connaissance du spectacle, le sonorisateur réali-sera le mixage façade. L’équipe locale propose son aide,sa connaissance du lieu. Il est de mise que l’équipe en fixeait calé le système de diffusion, préparé les retours, éven-tuellement câblé et placé les micros en avance de phaseen suivant la fiche technique. Si plusieurs groupes s’en-chaînent, l’équipe d’accueil aidera lors des changementsde plateaux. Le sonorisateur en fixe peut parfois s’occuperdes retours. L’objectif est de proposer le meilleur spec-tacle possible dans les contraintes de chaque salle et dansun temps limité.

5.3 L’installation

Durant cette phase, les musiciens prennent place sur lascène et disposent leurs instruments. Les retours, les mi-cros sont placés et câblés si ce n’est pas déjà fait. Le sono-risateur peut profiter de cette phase pour faire un premier« line check ».

5.4 La balance

La balance est la phase pendant laquelle le sonorisateurréalise réellement le mixage en vue d’un concert. Ellen’est en principe pas visible du public. Le sonorisateur ef-fectue tous les réglages de gains, d’égalisation, de mixage,de compressions, le niveau des retours, etc. Les balancesse déroulent souvent dans un ordre précis répondant auxbesoins des techniques de mixage, à savoir, générale-ment, les instruments rythmiques en premier (batterie,percussions, basse, guitares éventuellement, etc.), puis lesinstruments dits mélodiques (généralement les cuivres et

autres vents, ainsi que les voix, etc.). Le sonorisateur de-mandera à chaque musicien de jouer de son instrumentseul, puis avec d’autres musiciens (par exemple pour équi-librer le rôle d’une grosse caisse et d’une basse, ou de deuxguitares). Cette phase demande une extrême concentra-tion et de la discipline. Les musiciens doivent répondreaux demandes du sonorisateur, attendre patiemment queles réglages de leur collègue soit terminé, tout en étantcapable de formuler clairement les problèmes qu’ils ren-contrent (« j’ai besoin d’un peu plus de guitare dans monretour », « le son de ma voix n’est pas assez clair »…).Les retours peuvent être gérés depuis la console façadeà l'aide des auxiliaires. Sur de nombreux concerts, uneseconde console dédiée aux retours est placée en coulisse.Du fait de la proximité avec les microphones, les retourssont particulièrement propices au larsen. On minimise cerisque par un placement des retours dans les directions oùles micros captent le moins. Des égaliseurs tiers d'octaveou des anti-larsen peuvent venir en aide. Sur les petitesscènes, le son en salle résulte d'une triple combinaison duson direct des instruments, de la façade, et des retours quine sont pas négligeables. C'est l'une des raisons qui pousseà gérer les retours et la façade en parallèle.En cas de concert unique, le temps de la balance est gé-néralement de 1 h 30 à 2 h, installation du groupe incluse.Dans le cadre de festivals, cela peut être bien moins, ty-piquement entre 20 et 45 minutes. Parfois, il n’y a pas debalance du tout : on se contente de brancher les micros,de vérifier très rapidement qu’ils sont opérationnels et defaire un réglage grossier des gains. Tout cela à la vue dupublic. Le concert commence immédiatement après. Lesréglages auront lieu pendant les premières chansons duconcert. On appelle cela « line check ».Lorsque plusieurs concerts s’enchaînent, les balances ontgénéralement lieu le matin dans l’ordre inverse du passagesur scène. L’intérêt est surtout que le dernier groupe quieffectue sa balance soit aussi le premier à passer sur scène,ce qui permet d’économiser un changement de plateau.

5.5 Le concert

Bien que le concert soit largement préparé, le sonorisateurreste vigilant :

• un problème technique ou un larsen peuvent survenirà tout moment ;

• le mixage devra généralement être corrigé : l’acous-tique de la salle est modifiée par la présence du pu-blic, le groupe ne donne pas la même énergie enconcert qu’en balance devant une salle vide et froide.Certains instruments en sont pas utilisés sur toutesles chansons et il faudra les « muter » (les couper)pour éviter la reprise (les autres instruments envi-ronnants sont captés par ce micro).

12 7 ANNEXES

5.6 Législation et sécurité

La loi française aborde le sujet de la sonorisation essen-tiellement sur l’aspect des niveaux sonores (si on écarte lasécurité des ERP – Établissement Recevant du Public –qui ne sont pas spécifiques à la sonorisation).Une législation particulière concerne les locaux diffusantà titre habituel de la musique. Elle distingue deux limites :

• la protection des auditeurs : le niveau moyen nedoit pas dépasser 105 dB(A) et le niveau crête 120dB(A). Cette limitation peut être assurée par le gé-rant du lieu et ne nécessite pas obligatoirement delimiteur ;

• l’émergence : lorsque le son du lieu est susceptiblede gêner le voisinage, la loi impose la réalisationd’une étude acoustique et l’installation d’un limiteurde telle sorte que le bruit perçu par les voisins n’aug-mente pas de plus de 3 dBA la nuit et 5 dBA le jour.

Les évènements en plein air ou occasionnels ne sont pasconcernés. Néanmoins tous les évènements (régulier oupas, intérieur ou extérieur) sont concernés par des régu-lations générales :

• le code du travail. Il impose à l'employeur de proté-ger les salariés contre les risques liés au bruit. Lestechniciens et artistes travaillant sur un spectaclesont concernés, mais pas le public.

• le code de la santé publique, qui expose les notionsde tapage diurne et nocturne.

• Enfin, un arrêté préfectoral peut compléter la légis-lation.

6 Notes et références

7 Annexes

7.1 Articles connexes

• Acoustiquemusicale (phénomènes liés à l’écoute dessons)

• Source • Égaliseur • Amplificateur • Enceinte • Linearray

• Effet Larsen

• Ingénieur du son

• Son (phénomène physique)

• Son (phénomène musical)

• Traitement du signal

7.2 Bibliographie

• Mercier Denis (collectif), Livre des techniques duson 1,2,3, Dunod, 2002/2004/2007/2010.

• McCarthy Bob, Sound Systems : Design and Optimi-zation, Éd. Focal Press, 2009.

• Vincent Magnier, Pratique des liaisons HF pour laprise de son et la sonorisation, Dunod 2014

7.3 Liens externes

• Audiofanzine, article sur les sonorisations deconcerts.

• Sonomag, le site du magazine.

• ZiggySono, site de vulgarisation.

• Techniques du son, site de vulgarisation.

• Audiosonica : cours pour ingénieurs du son en lignesous licence Creative Commons

• Portail de la musique

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8 Sources, contributeurs et licences du texte et de l’image

8.1 Texte• Sonorisation Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Sonorisation?oldid=115121754 Contributeurs : Meszigues, Pulsar, Dr gonzo, Phe,MedBot, Neuromancien, Jobpilot, Phe-bot, Efilguht, Romainhk, Yves1953, Hégésippe Cormier, Tarap, Fylip22, 4x1~frwiki, Hbbk, Sbrun-ner, Nicolas Ray, Leag, Bob08, Piku, Nick Zefish, Tryoruda, Poulos, Sherbrooke, Padawane, Badzil, DocteurCosmos, Stéphane33, Ludo29,Stanlekub, Zetud, David Berardan, Mandrak, QuasarFr, EyOne, Gzen92, EDUCA33E, Jerome66, MMBot, Litlok, Crouchineki, Mfront,MagnetiK-BoT, Valerio, Jackoboss, DonCamillo, Freewol, Goel, DryLan, Pierre cb, Kingbastard, Liquid-aim-bot, Sigmundg, Gronico,Linan, Sonusfaber, Helsph, SchizoFred, Acousma, NicoV, Bourrichon, Grimlock, Voxhominis, Creasy, Kyle the bot, Yves-Laurent, Wap-pendorf, Zedh, Pii, IAlex, Nono64, Sebleouf, Alchemica, Akim24, Wfplb, Analphabot, Salebot, Zorrobot, TXiKiBoT, Juwena, Alipho,Mitch-mitch, Chicobot, Cjp24, Anevrisme, Xic667, Nabla~frwiki, JLM, Udufruduhu, Dhatier, DumZiBoT, Jwhosting, Balougador, Ze-tudBot, Ggal, Bub’s wikibot, Mfs, Warp3, Besharps, Vyk, Hyperbol, Simonfleury, LeLabelOranj, Audiosonica, Lomita, Mätael, Esnico30,Nanomega, Kriss06, Emmanuel Martin, Lotje, Janvier005, MerlIwBot, Bertol, PolBr, Klipe, Possumus, Jitrixis, Addbot et Anonyme : 105

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• Fichier:FOH_rack_@_Rip_Curl_Pro_09.jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/FOH_rack_%40_Rip_Curl_Pro_09.jpg Licence : CC BY 2.0 Contributeurs : FOH rack @ Rip Curl Pro 09 Artiste d’origine : Duncan Underwood fromMelbourne,Australia

• Fichier:JBL_VerTec_line_arrays_(4889_x_9_&_4880a_subs_x_4).jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/JBL_VerTec_line_arrays_%284889_x_9_%26_4880a_subs_x_4%29.jpg Licence :CCBY-SA 2.0Contributeurs : nice line arrayArtisted’origine : Ville Hyvönen from helsinki / tallinn, Finland

• Fichier:Musical_notes.svg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ac/Musical_notes.svg Licence : Public domainContributeurs : ? Artiste d’origine : ?

• Fichier:Public-address-system.jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Public-address-system.jpg Li-cence : CC BY-SA 3.0 Contributeurs : Travail personnel Artiste d’origine : A.D.Balasubramaniyan

• Fichier:Rock_in_Rio_Madrid_2012_-_03.jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/68/Rock_in_Rio_Madrid_2012_-_03.jpg Licence : CC BY-SA 3.0 Contributeurs : Travail personnel Artiste d’origine : Carlos Delgado

• Fichier:Salle_Pleyel_5.jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/Salle_Pleyel_5.jpg Licence : CC BY-SA 3.0Contributeurs : Travail personnel Artiste d’origine : Photo : Andreas Praefcke

• Fichier:Vera_Project_12.jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/Vera_Project_12.jpg Licence : CC-BY-SA-3.0 Contributeurs : Photo by Joe Mabel Artiste d’origine : Joe Mabel

• Fichier:Yamaha_DM2000,_FOH,_Terrasses_du_Jeudi_2011.jpg Source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/13/Yamaha_DM2000%2C_FOH%2C_Terrasses_du_Jeudi_2011.jpg Licence : CC BY 2.0 Contributeurs : Flickr : Terrasses du Jeudi 2011Artiste d’origine : Frédéric BISSON

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