Fréquence, longueur d’onde et phase: principes essentiels pour les ingénieurs du son

Qu’est-ce que la fréquence?

La fréquence correspond au nombre de cycles qu’une onde sonore complète en une seconde, mesurée en hertz (Hz). Elle détermine si un son est aigu ou grave :

• Basses fréquences (20–200 Hz) : sons graves, apportant profondeur et puissance à la musique.

• Médiums (200–5 000 Hz) : couvrent la plupart des instruments et voix humaines.

• Aigus (>5 000 Hz) : ajoutent brillance et clarté, comme les cymbales d’une batterie.

L’oreille humaine perçoit environ de 20 Hz à 20 000 Hz, bien que cette capacité diminue avec l’âge.

Longueur d’onde: influence sur la propagation du son

La longueur d’onde est la distance parcourue par une onde lors d’un cycle complet et est inversement proportionnelle à la fréquence :

Longueur d’onde= Vitesse du son/Fréquence​

Avec une vitesse du son dans l’air de 343 m/s à 20 °C, une fréquence de 1 000 Hz correspond à une longueur d’onde d’environ 34,3 cm.

• Basses fréquences : longueurs d’onde importantes, se propagent plus loin et traversent les obstacles.

• Hautes fréquences : longueurs d’onde courtes, plus directionnelles et sensibles à l’absorption.

Lors de la conception de systèmes audio, la dispersion et la couverture des enceintes dépendent de la longueur d’onde. Par exemple, les line arrays Tecnare CLa21PLUS optimisent la propagation des ondes pour maximiser la couverture lors des événements live.

L’importance de la phase en audio

La phase décrit la position d’une onde dans son cycle à un instant donné, mesurée en degrés (°). Deux ondes peuvent être :

• En phase (0°) : les ondes s’additionnent et produisent un son plus fort.

• En opposition de phase (180°) : les ondes s’annulent partiellement ou totalement, créant une perte sonore à certaines fréquences (annulation de phase).

Dans les installations live ou fixes, il est crucial d’aligner la phase des enceintes et subwoofers pour éviter les annulations. Les DSP (processeurs de signal numérique) permettent des ajustements précis de phase pour optimiser la qualité sonore.

Applications pratiques pour les ingénieurs du son

Ajustement des fréquences :

• Lors de l’égalisation, ajuster les fréquences améliore la clarté et réduit les problèmes comme le feedback.

• Exemple : réduire les fréquences entre 200–400 Hz diminue l’effet “boxy” sur les voix.

Contrôle de la longueur d’onde :

• Dans les grands espaces, les basses peuvent s’accumuler dans certaines zones.

• Les subwoofers à directivité contrôlée permettent de corriger ce phénomène.

Alignement de phase :

• Les line arrays nécessitent un alignement précis entre modules pour une couverture uniforme.

• Les logiciels comme EASE Focus simulent le comportement des ondes et aident à ajuster les enceintes pour minimiser les problèmes de phase.

Étude de cas: optimisation d’un système line array

Pour un concert dans un auditorium avec un système Tecnare CLa21PLUS :

1. Mesure initiale : analyser la réponse en fréquence et détecter les problèmes de phase.

2. Ajustement de phase : aligner la phase entre enceintes et subwoofers via DSP.

3. Optimisation de l’égalisation : ajuster les fréquences pour réduire le feedback et améliorer la clarté.

4. Tests finaux : vérifier avec musique et microphones que le système est entièrement optimisé.

Conclusion

Comprendre la fréquence, la longueur d’onde et la phase est essentiel pour tout ingénieur du son souhaitant maximiser la qualité d’un système audio. Ces principes améliorent l’expérience auditive et optimisent la performance des équipements professionnels.

Pour toute installation ou réglage de système audio, notre équipe propose des consultations gratuites et simulations acoustiques avec des technologies avancées comme EASE Focus. Contactez-nous pour porter votre projet audio au niveau supérieur.