Les enceintes omnidirectionnelles STUPA

Le 5 avril 2008, l’AFDERS a eu le plaisir d’accueillir la société Ode of Sound, en la personne de MM. Patrick Hoffmann, gérant et concepteur et David Hoffmann, responsable de la fabrication, pour une séance technique et d’écoute particulièrement intéressante. Nombreux sont en effet ceux qui rêvent d’enceintes omnidirectionnelles. On se souvient des enceintes sphériques Grundig, récemment remises au goût du jour, ou encore des boules Nivico de conception similaire au cours des années 60. Ce fut en particulier le rêve de Patrick Hoffmann depuis 25 ans, dont le fruit fut présenté de jour là à l’association.

La genèse

Les enceintes frontales présentent en effet un comportement qui n’est pas constant avec la fréquence : quasi omnidirectionnelles dans le grave, elles émettent un faisceau sonore de plus en plus étroit au fur et à mesure que l’on monte en fréquence, conduisant à un point d’écoute de surface limitée si l’on souhaite un bon équilibre sonore. En outre, les sons latéraux réfléchis présentent pour la même raison un déséquilibre spectral marqué.

Diverses solutions ont été expérimentées, certaines exploitant des réflecteurs, afin de rediriger les ondes sonores. L’ampleur y était, mais le rendu spatial, conduisant à une scène sonore un peu confuse, a été jugé insuffisant, principalement pour des problèmes de cohérence de la phase des signaux sonores.

La deuxième source d’inspiration fut le fameux tweeter du Dr Heil, dont les qualités de rendu, de linéarité et de réponse en phase ne sont plus à vanter, malgré leur directivité. Ce haut-parleur donna à P. Hoffmann l’idée d’exploiter un phénomène de "pincement", dans un premier temps sous la forme d’une gaine en accordéon, ensuite en employant des haut-parleurs conçus pour une reproduction frontale, en exploitant un effet de pincement entre la membrane et une "enclume". Le résultat ne s’apparente pas à une simple réflexion, telle celle mise en œuvre sur les enceintes Duevel, par exemple, mais à un phénomène de compression accompagné d’un effet de pavillon, dès lors que l’espace entre la membrane et l’enclume reste inférieur au quart de la longueur d’onde de la fréquence reproduite.

Les spécificités de la démarche, qui a fait l’objet d’un dépôt de brevet, ont dépendu de la gamme de fréquences à reproduire :

Dans le grave, pour les raisons déjà évoquées, il y a peu de différences avec un haut-parleur frontal, sinon davantage de cohérence avec les autres voies du fait de la possibilité de rapprocher les centres acoustiques des transducteurs, un gain en rapidité du fait de l’accélération de la masse d’air résultant du pincement, et, corrélativement, une augmentation légère du rendement, qui atteint sur la Stupa la valeur de 95dB/1W/1m. Le haut-parleur utilisé fait appel à un châssis de 25cm d’origine JBL, remembrané par la société Fluxmag.

Le HP de médium est un 16cm d’origine Beyma, également remembrané par Fluxmag. Ici encore, la motorisation est traditionnelle, le reste ayant été recalculé pour cette utilisation spécifique. Que ce soit pour le grave ou le médium, on ne peut pas considérer que le pincement soit réellement assimilable à une compression suivie d’un pavillon, seulement à une amorce de tels effets.

Tweeter, Médium, Grave,

C’est le Tweeter qui a posé le plus de difficultés. En premier lieu, si les tweeters du commerce sont linéaires dans l’axe, c’est au prix d’un écroulement de l’énergie globale avec une augmentation de la fréquence, compte tenu du resserrement de leur faisceau d’émission. Il faut alors donner par filtrage la pente d’une colline à la courbe envoyée au HP si l’on souhaite obtenir une courbe restituée plate sur 360°. Ode of Sound est donc parti dans un premier temps d’un modèle à membrane annulaire, de type FT17 de Fostex, en le faisant précéder d’un circuit compensateur introduisant nécessairement des pertes et une limitation de la puissance admissible. Dans la réalisation définitive, un tweeter propre a été développé, utilisant une membrane d’origine Beyma retravaillée et rectifiée. Les aimants sont au néodyme et les cotes d’entrefer ont été optimisées.

Au global, partant à la base d’un rendement de l’ordre de 96dB, on se retrouve sur 360° avec un rendement proche de 91 dB, ce qui reste tout à fait honorable. On notera que la distance entre centres acoustiques des différentes voies est de l’ordre de 4cm, ce qu’il serait utopique de viser en faisant appel à des HP frontaux, sauf emploi de modèles coaxiaux. Ainsi que la photo l’illustre mieux qu’un long discours, le résultat de cet empilement évoque irrésistiblement les constructions bouddhistes que l’on peut rencontrer au Tibet, au Laos, en Birmanie ou en Thaïlande, dont le toit est surmonté de trois galettes empilées et que l’on nomme… Stupas : le nom des enceintes était tout trouvé !

Cette conception, si elle permet une restitution omnidirectionnelle dans le plan horizontal, reste directive dans le plan vertical, ce qui est de nature à faciliter son intégration dans les milieux auxquels elle est destinée.

La réalisation

La fixation des voies médium et aiguës passe à l’intérieur des bobines mobiles. La conception a été optimisée pour limiter les risques d’entrée de poussières, les spiders souples laissant en particulier passer l’air mais pas les grosses poussières. Les membranes papier font appel à des suspensions textile, plus fiables dans le temps.

Le HP de grave est chargé en Bass-Reflex, l’évent débouchant sur la face inférieure de l’enceinte. Un filtrage actif fut imaginé dans un premier temps. En attendant la disponibilité de DSP qui donneraient aux concepteur toute la souplesse d’adaptation souhaitable, un filtrage passif fut développé. Les fréquences de transition sont de 400 Hz et 3500-3800Hz, avec un petit circuit bouchon agissant entre 1,5 et 2,5kHz pour linéariser la réponse. Le filtrage est à –6dB au niveau du tweeter.

En parallèle, la solution active permettant d’aller encore plus loin fait actuellement l’objet de développements, avec ampli déporté ou pas, DSP ou pas. Quoi qu’il en soit, la solution passive permet d’ores et déjà une intervention de ± 3dB sur les niveaux et la société propose une adaptation in-situ du système au local d’écoute, incluse dans le prix de l’enceinte.

La réalisation de l’ébénisterie a fait l’objet d’un soin particulier, l’objectif visé étant de ne pas "entendre" celle-ci. Après quelques essais faisant appel à des assemblages composites, bois, plomb, etc., la société Ode of Sound a fait appel à un staffeur avec lequel un plâtre utilisé comme charge minérale dans un polymère a été développé, conduisant à une charge moulée en une seule pièce, bien neutre et mate à la frappe, renforcée le long des arêtes par un tissu de fibres de carbone, ce renforcement étant prolongé pour constituer les pieds de l’enceinte.

Le montage de l’ensemble est plutôt effectué en souplesse afin de limiter les résonances physiques. La base, dont la section augmente progressivement vers le sol afin de limiter les risques d’ondes stationnaires internes, peut être livrée avec divers plaquages. La tête est laquée noir carbone.

Le développement de ces solutions techniques reste coûteux et la réalisation est faite en petite série, conduisant à la décision de ne pas passer par les circuits de distribution classiques dans l’objectif de contenir le prix de vente. Elle permet également une optimisation lors de la mise en place, comme mentionné précédemment.

Quelques développements sont évoqués au cours de cette présentation, tels que la réalisation de transducteurs plus petits utilisant la même technologie dans le médium-aigu dans le souci d’obtenir une bonne cohérence des timbres et de la dynamique entre 120 Hz et 20kHz dans le cadre d’une utilisation multi-canaux.

Les écoutes

L’écoute, effectuée dans la salle de Jazz du conservatoire de musique du Xème arrondissement, a mis en œuvre un lecteur de CD Exposure XXII et une électronique Exposure 2010S, reliée aux enceintes par les câbles "PTT" Afders, réalisés selon les indications de P. Johannet.

La première impression, sur le quintette de Mozart, est celle d’un son doux et piqué, précis sans agressivité, libre et assez "chantant". Contrairement aux habitudes, on entend bien les deux enceintes sans être obligé de retenir une position centrée entre celles-ci. C’est un peu déroutant, mais très agréable : "une des meilleures écoutes dans cette salle " [1] selon les propos d’un auditeur. Un sous-grave un peu plus affirmé est souhaité par certains, mais ceci peut être imputé pour une part à l’amplificateur (nous verrons plus tard ce qu’il en est) et pour une part à la salle, dont les murs latéraux sont très éloignés des enceintes. Celles-ci avaient en effet été préalablement réglées pour un lieu d’écoute plus exigu.

La restitution de l’orgue est toujours très libre, le grave est propre, même s’il est un peu léger. C’est très ouvert, très clair, même si une petite insistance peut se faire jour à haut niveau dans le haut médium.

Le piano de A. Brendel est dynamique, fluide, aéré, avec de la matière, même s’il manque un peu de "poids". Aucune confusion dans les passages complexes. On note un piano d’une bonne taille, avec une bonne intégration des registres. Ce ne sont pas des graves, du médium et des aigus que l’on entend, mais un message musical bien intégré.

Le grave sur le disque de O. Peterson est net et précis, sans gonflement. Les balais et bruits divers sont très naturels. La restitution est libre, sans contrainte apparente. Il n’y a aucun sentiment de "trou" au centre et le niveau d’aigu est satisfaisant malgré un rayonnement sur 360°. Si quelques variations dans l’équilibre des fréquences peuvent apparaître selon le positionnement de l’auditeur, l’image stéréophonique est bien maintenue quelle que soit cette position. On note cependant que l’équilibre est plus homogène en position assise que debout, ce qui est conforme à ce que l’on pouvait attendre.

Le quintette de Stertzel présente des timbres plus agréables que souvent. On retrouve les qualités précitées : des timbres aérés, bien en place, un bon équilibre, saxo et trompette sont bien différenciés. Le placement des instruments est satisfaisant, avec une trompette un peu reculée. L’auteur de la prise de son estime toutefois que l’amplificateur est un peu "mou" dans le grave.

Le disque de H. Konnick descend assez convenablement dans le grave, sans confusion. La frappe "donne plus dans le plomb que dans la ferraille", estime un auditeur, et les cordes de la contrebasse manquent un peu de fermeté. Ce serait parfait si l’amplificateur disposait d’un peu plus de courant dans le bas du spectre.

Les voix des Jazz Messengers sont pures et aérées, leurs timbres sont bien individualisés. La sensation d’espace est bien reproduite. "Très beau, superbe" estime un auditeur. Cette configuration convient particulièrement bien aux voix. Ceci est confirmé à l’écoute de "Jean-Marie de Pantin", la voix de Colette Avril est bien caractérisée et l’accordéon accompagnateur est naturel.

Afin de lever les doutes exprimés à propos de l’amplificateur, qui peut effectivement atteindre ses limites dans une grande salle, une deuxième série d’écoutes est effectuée avec l’amplificateur Marantz PM84 prêté par un membre de l’association.

A l’écoute de Stertzel, c’est plus mat et équilibré, mais aussi un peu moins beau et aéré. Le haut-médium est un peu moins en avant. "Il y a plus de jus", c’est un peu plus en place, mais c’est aussi moins fin et moins clair. L’écoute de H. Konnick révèle que l’enceinte descend bien dans le grave. Il y a davantage de dynamique et l’équilibre sonore est plus linéaire, la petite rutilance dans le haut médium a disparu. Sur O. Peterson, la contrebasse est un peu plus tendue, l’amplificateur contrôle mieux les HP, mais c’est aussi un peu moins aéré, plus neutre et "habituel". Le grave et la rapidité sont en progrès, mais il y a un peu de simplification dans l’aigu.

Le quintette de Mozart est également un peu plus linéaire, plus nerveux, avec un contrôle des toniques de salle en progrès, mais c’est aussi un peu plus strident et les violons sont plus agressifs. Pour le dire autrement, l’amplificateur Marantz manque un peu de "distinction". L’orgue est également mieux contrôlé dans le grave, mais un peu moins libre dans le médium-aigu. Si c’est moins distingué ici encore, cela n’est pas forcément moins vrai, estime un auditeur.

En conclusion,

Les différences d’équilibre révélés par le changement d’amplificateur sont la preuve que les enceintes Stupa n’ont aucun problème dans l’aigu, dans le médium, ou dans le grave, mais qu’elles sont révélatrices des qualités des amplificateurs. Elles méritent donc les meilleurs électroniques, ainsi que par ailleurs de faire l’objet d’une adaptation soigneuse aux locaux, ce que propose d’ailleurs leur fabricant.

L’AFDERS ne peut qu’espérer que l’on entendra parler longtemps de ce concept de restitution en général et des enceintes STUPA en particulier. Nous remercions Messieurs Patrick et David Hoffmann pour l’excellente après-midi passée en leur compagnie.

JM. Grandemange.

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