Cet article concerne l'acoustique. Pour les autres significations, voirTweeter (homonymie).
Cet article est uneébauche concernant l’acoustique.
Untweeter (anglicisme, voir prononciation[1]) est unhaut-parleur destiné à reproduire lesfréquences sonores élevées, soit les sons aigus[2]. Généralement, les fréquences reproduites sont supérieures à2 000 Hz et peuvent s'étendre jusqu'auxultrasons.
Destinée à reproduire des fréquences élevées, la membrane du tweeter est de taille réduite par rapport aux autres types de haut-parleur, typiquement entre10 et 50 mm.
Les membranes des tweeters ont connu une grande évolution au cours des années, l'objectif étant de les rendre à la fois indéformables et de masse très faible. Pour ce faire, les constructeurs utilisent parfois des matériaux onéreux comme lebéryllium ou le diamant de synthèse, des membranes composites ou des traitements complexes. Une autre évolution importante a été l'introduction d'aimantsnéodyme permettant d'obtenir unchamp magnétique important tout en conservant un volume et un poids réduits.
Le tweeter reproduit les fréquences sonores qui sont le plus sujettes à ladirectivité : au fur et à mesure qu'on s'éloigne de l'axe de l'enceinte, les hautes fréquences voient leur niveau diminuer.
Certains tweeters sont parfois baptisés super-tweeter car ils ne reproduisent que les fréquences les plus élevées duspectre sonore et même desultrasons. Cette appellation est toutefois plus commerciale que technique. Plus généralement, le termetweeter est avant tout utilisé dans le domaine du son grand public (haute fidélité, home cinéma). Dans le monde du sonprofessionnel on parle généralement de compression, le haut-parleur reproduisant les fréquences élevées utilisant presque toujours cette technique.
Les tweeters peuvent être classés suivant leur aspect et, plus précisément, la forme de leur membrane mais également suivant leur principe de fonctionnement. L'immense majorité des tweeters fonctionne suivant le principe duhaut-parleur électrodynamique, comme les haut-parleurs courants.
Comme pour d'autres éléments utilisés en haute fidélité, le tweeter a fait l'objet de nombreuses réalisations originales utilisant les phénomènes physiques les plus divers pour émettre un son. Ces réalisations ont souvent des qualités spécifiques mais aussi des inconvénients plus ou plus gênants si bien qu'elles sont toujours restées marginales.
Lorsqu'il s'agit d'obtenir untransducteur d'aigu à efficacité élevée, la solution presque universellement utilisée est celle de la chambre de compression associée à un pavillon de taille et de forme variable suivant le but poursuivi. En pratique, on parle de compression ou même de moteur pour la partie transducteur, le pavillon pouvant être une réalisation séparée et même, sur de nombreuses enceintes de sonorisation actuelles, directement moulé dans le coffret de l'enceinte.
Une compression[4] est constituée d'un transducteur électrodynamique fonctionnant comme un haut-parleur traditionnel mais dont la membrane émet dans un volume (la chambre) qui ne communique avec l'extérieur que par une ouverture de taille réduite, la gorge[5]. Un élément de forme complexe, la pièce de phase, assure le bon fonctionnement de l'ensemble et, en particulier, une bonne restitution des fréquences les plus élevées[6]. Ce n'est pas, contrairement à un haut-parleur classique, le diamètre de la membrane qui définit la taille de la compression mais celui de la gorge. Cette taille est généralement exprimée en pouces, la plupart des compressions se répartissant dans des tailles comprises en un et deux pouces (soit environ 2,5 à 5 cm). La membrane est généralement d'une taille très supérieure à celle de la gorge ce qui permet d'obtenir une puissance admissible supérieure à celle d'un tweeter classique à radiation directe tout en conservant une source sonore ponctuelle. La réalisation pratique d'une compression est complexe car elle comporte de nombreux éléments critiques pour parvenir à des performances optimales.
Les compressions sont toujours associées à un pavillon[7] (ou un dispositif similaire) qui permet d'en augmenter l'efficacité et de contrôler la diffusion du son, autrement dit la directivité du système. Le principe du pavillon, qui permet de concentrer l'émission sonore dans une direction, est connu depuis fort longtemps puisque l'homme en fait une utilisation presque instinctive en utilisant ses mains devant sa bouche pour en faire une sorte de porte-voix naturel. Les pavillons utilisés avec les chambres de compression sont évidemment beaucoup plus élaborés et ont fait l'objet d'études théoriques et pratiques approfondies pour obtenir le résultat souhaité. Ce dernier présente une grande diversité qui se traduit par une multitude de taille, d'aspect et conception pour les pavillons. Le pavillon peut éventuellement être associé à une lentille acoustique. Le principe de la lentille acoustique n'est pas nouveau : il est basé sur l'assimilation du comportement des ondes acoustiques à celui des ondes lumineuses. Aux fréquences élevées, ce comportement étant très largement similaire avec les mêmes phénomènes comme les réflexion, réfraction,diffraction et absorption. Les lentilles acoustiques connaissent aujourd'hui un développement important puisque les systèmes de diffusion modernesline array sont basés sur leur exploitation[8].
Le tweeter est un haut-parleur : on retrouve, avec quelques spécificités, les mêmes paramètres que pour les autres types de haut-parleurs pour le caractériser, définir son domaine d'utilisation et les résultats que l'on doit en attendre.
La puissance efficace ou RMS (Root Mean Square), est exprimée en watts. En fait, la puissance que peut supporter un tweeter est relativement faible, aussi la puissance annoncée est souvent celle de l'enceinte acoustique dans laquelle il va s'insérer. La puissance réellement supportée par le tweeter, compte tenu du spectre de puissance typique de la musique, est beaucoup plus faible. Éventuellement le fabricant indique lafréquence de coupure minimale et le type de filtrage à utiliser pour la puissance revendiquée.
En pratique, un tweeter exigeant un équipage mobile (membrane et bobine) très léger, sa bobine est réalisée dans un fil très fin ne pouvant supporter qu'une puissance réduite. Il s'agit donc d'un composant fragile, facilement détruit par effet thermique qui fait fondre le fil de la bobine. Pour cette raison, le tweeter est souvent doté d'une protection, plus ou moins élaborée et généralement intégrée au filtre passif, contre un excès de puissance. Diverses solutions, plus ou moins onéreuses, sont utilisées pour améliorer la tenue en puissance des tweeters, parmi elles il faut citer l'utilisation deferrofluide.
Labande passante est exprimée en hertz, avec ses limites inférieure et supérieure, par exemple : 2 kHz - 20 kHz. Elle correspond à la plage de fréquences que le haut-parleur peut restituer. Pour une exploitation sérieuse de cette donnée, il faut disposer d'unecourbe de réponse qui permet de voir comment l'associer aux autres haut-parleurs de l'enceinte.
La sensibilité ou efficacité est exprimée en décibels (dB SPL et souvent baptisée à tort rendement). Il s'agit de lapression acoustique mesurée à un mètre du haut-parleur, lorsqu'on lui fournit un niveau de 2,83 V efficaces (correspondant à une puissance d'un watt sur charge de 8 ohms). La mesure doit s'effectuer dans le domaine de fonctionnement normal du haut-parleur, il ne s'agit donc pas d'une mesure conventionnelle en large bande[9]. Ce paramètre permet de déterminer avec quels autres haut-parleurs le tweeter peut s'associer (l'efficacité doit être au moins égale à celle des autres haut-parleurs) et quelle atténuation il faut lui appliquer si son efficacité est supérieure. Les modèles grand public, pour utilisation domestique, ont une efficacité généralement comprise entre 88 et 94 dB. Les modèles à compression, surtout à usage professionnel, peuvent atteindre des valeurs de l'ordre de 120 dB.
L'impédance est exprimée en ohms. Il s'agit d'une impédance normalisée pour les utilisations de base. Là encore, une étude approfondie exige de disposer de son tracé sur un diagramme de Bode qui permet aussi de voir à quelle fréquence se situe la résonance du tweeter. Ces caractéristiques sont essentielles pour réaliser un filtrage adapté de l'ensemble de l'enceinte où le tweeter doit prendre place.
