Comment fonctionne un haut-parleur (speaker driver)

Vous avez probablement plusieurs haut-parleurs chez vous — ordinateur, télévision, réveil, téléphone. Tous fonctionnent sur les mêmes principes de base et dépendent du même composant technologique clé : le moteur (driver). Le cœur d'un haut-parleur est son driver, car c'est la partie qui produit le son.

Transduction

Les enceintes reçoivent les signaux audio sous forme d'énergie électrique. En tant que transducteurs — dispositifs qui convertissent l'énergie d'une forme à une autre — les drivers d'enceintes transforment cette énergie en son, une forme d'énergie mécanique. Le son voyage généralement sous forme d'onde de pression, capable de se propager à travers tout milieu compressible comme l'air, le métal ou l'eau. Vous percevez ces ondes quand des changements rapides de pression d'air font osciller les cils, petits poils, dans vos oreilles, que votre cerveau interprète comme du son.

Conception

Les drivers d'enceintes consistent en quelques composants essentiels : un aimant, un solénoïde (bobine mobile) et un diaphragme. Les fils électriques alimentent le solénoïde, appelé bobine de voix (voice coil), qui s'enroule autour d'un diaphragme, la partie ronde conique du driver que vous voyez à l'avant de nombreuses enceintes. Un aimant se trouve à proximité. Quand les fils sont actifs, le courant dans la bobine crée un champ magnétique, faisant bouger la bobine vers ou loin de l'aimant, selon le signal électrique. Le diaphragme bouge avec la bobine et a une grande surface capable de déplacer un grand volume d'air dans la même direction que ce mouvement d'aller-retour. Cela crée les ondes de pression qui véhiculent le son.

Limitations de bande passante

L'oreille humaine entend confortablement une large gamme de fréquences sonores, plus large que la plupart des drivers ne sont adaptés pour produire. Les enceintes qui essaient de tout faire souffrent de faible qualité aux extrémités graves et aigus du spectre audio. Les diaphragmes doivent être grands pour produire de bons graves, mais doivent vibrer très rapidement pour produire des aigus de qualité. Ces deux exigences ne vont pas bien ensemble, donc les systèmes haut de gamme dépendent de plusieurs types d'enceintes qui travaillent de concert pour délivrer un son plein spectre.

Tailles des drivers

Vous avez entendu parler des enceintes adaptées aux basses fréquences : les « subwoofers ». Ces haut-parleurs ont de très gros drivers qui n'ont pas à vibrer rapidement. Les enceintes médiums sont appelées « woofers » et se spécialisent dans les sons d'environ 200 à 2000 Hz — ce qui, comme le nom l'indique, inclut la plupart des hurlements, aboiements et grognements des chiens et loups. Les enceintes haute fréquence sont appelées « tweeters » pour des raisons métaphoriques similaires.

Faites-le vous-même

Vous pouvez créer votre propre driver d'enceinte en un clin d'œil. Tenez votre main à côté de votre oreille et agitez-la rapidement comme un éventail vers et loin de votre oreille. Vous pouvez sentir l'air entrer dans votre oreille. Cela produit des ondes sonores, à environ 2 à 4 Hz selon la vitesse de votre main. À un tel grave, vous ne l'entendrez pas, mais le flux d'air émule le son. Agitez votre main à différentes vitesses pour varier le ton.