10 points sur les microphones dans le cadre des installations fixes

L'objectif du système

Qu'est-ce qu'un système d'amplificatio, ?

Lorsque nous parlons de microphones en combinaison avec le son installé, nous pensons principalement aux systèmes de microphones installés de façon permanente dans tous les types d'espaces où la parole est amplifiée : salles de conférence, amphithéâtres, lieux de culte, tribunaux, etc. Un système d'amplification ne comprend pas seulement les microphones. Il englobe également le reste de la chaîne sonore, y compris les préamplis, les dispositifs de mixage, les amplificateurs de puissance, les haut-parleurs - et la pièce elle-même !

Ce qu'un bon système devrait faire

L'objectif du système est de fournir une amplification suffisante et stable - aucun bruit de fonctionnement audible, un son naturel et sans distorsion et une excellente intelligibilité de la parole. Le système doit être facile à utiliser. Certains systèmes sont contrôlés manuellement, mais ils sont souvent contrôlés par un matériel/logiciel intelligent qui garantit que le bon microphone est activé au bon moment et au bon niveau.

Ce qu'un système ne doit pas être

De temps en temps, on entend des systèmes qui ne sont pas irréprochables. Ils présentent une distorsion élevée, une mauvaise réponse en fréquence, des bruits de système gênants, des bruits provenant de téléphones mobiles en itinérance, une faible intelligibilité et une amplification instable entraînant un retour acoustique. L'objectif d'un bon système est de minimiser ces problèmes.

Acoustique de la pièce

La pièce

Les microphones seuls ne sont pas responsables d'un système parfaitement installé. La pièce - en particulier l'acoustique de la pièce - influence grandement les performances du système final.

Reverberation  

Le temps de réverbération d'une pièce est le temps nécessaire à un son pour s'atténuer de 60 dB après l'arrêt du son. Nous utilisons souvent le terme "RT60". Le temps de réverbération optimal d'une pièce dépend de l'utilisation de la pièce. Un studio d'enregistrement doit avoir un temps de réverbération court (< 0,5 seconde). Une salle de concert pour la musique symphonique a un temps de réverbération compris entre 2,2 et 2,4 secondes. Les églises anciennes, souvent construites comme de grandes pièces avec des surfaces dures, peuvent avoir un temps de réverbération très long (5-8 sec). Dans ces pièces, il est difficile d'obtenir une bonne intelligibilité de la parole car la réverbération "étale" les mots.

Considérez tous les sons tardifs comme du bruit, ce qui réduit le rapport signal/bruit du système. Si la réverbération est supérieure à deux secondes, il peut être difficile d'obtenir une bonne intelligibilité. Lors de la recherche d'un bon endroit pour des interventions orales, tenez compte du temps de réverbération de la pièce. Une pièce destinée à la diffusion naturelle de la parole, sans amplification électrique, a normalement un temps de réverbération un peu plus long qu'une pièce équipée d'un système de sonorisation.

Bruit acoustique

Le bruit acoustique dans une pièce provient en partie de l'environnement extérieur, comme le bruit de la circulation ou les vibrations des trains et du métro. La qualité de l'isolation acoustique  détermine le niveau de ce bruit. 

Les bruits internes provenant d'installations telles que les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, les ventilateurs des projecteurs et les alimentations électriques peuvent également être très gênants. Même si les gens ont la capacité de bloquer les sources de bruit constantes, ce type de bruit réduit l'intelligibilité de la parole et augmente la fatigue des auditeurs. Les systèmes de ventilation peuvent même produire un bruit de vent dans les microphones situés à proximité.

Les systèmes de diffusion mal conçus peuvent également produire des ronflements ou des sifflements en raison d'une mauvaise qualité de câblage ou d'un mauvais réglage du gain. Ceci, bien sûr, ne devrait jamais se produire dans une installation de qualité.

Dans une pièce optimisée pour les applications vocales, le bruit doit toujours être aussi faible que possible. Les courbes d'indice de bruit (NR) ou de critère de bruit (NC) sont appliquées pour renseigner le bruit de fond. Ces courbes s'appliquent également lors de la description des exigences de la pièce au début d'un projet. Le bruit typique d'une installation ne doit pas dépasser NR/NC-30. Alternativement, le SPL pondéré A peut s'appliquer. En moyenne, le son pondéré A fournit des chiffres approximativement 4-5 dB plus élevés par rapport à NR/NC. (Exemple : La courbe NR-25 ci-dessous peut être recalculée à 29 dB(A).

Bruit électrique

Parfois, le bruit électrique peut devenir audible. Les champs électromagnétiques des câbles d'alimentation, des gradateurs de lumière et des téléphones portables peuvent être détectés et convertis en bruit audible. Le niveau de tout bruit électrique reproduit par le système doit de préférence être inférieur de 10 dB au niveau du bruit acoustique de la pièce (c'est-à-dire NR/NC 20).

Capteurs à ultrasons

Une forme de bruit délicate est le son émis par les capteurs à ultrasons, qui fonctionnent généralement dans la gamme de 30 à 50 kHz. La plupart des microphones sont sensibles à ce son inaudible et son niveau de pression acoustique (SPL) est assez élevé (>100 dB SPL) - souvent plus élevé que celui d'une personne qui parle. De ce fait, les ultrasons peuvent activer les circuits de niveau automatique. Il est important de retirer ces capteurs des pièces équipées de microphones - ou du moins de les programmer pour qu'ils fonctionnent à la fréquence la plus élevée possible.

Où sont les enceintes ?

Répartition des haut-parleurs

Il devrait être évident que placer un microphone en face d'un haut-parleur qui délivre le signal amplifié de ce microphone est une mauvaise idée. Le risque potentiel de larsen acoustique est élevé.

Les haut-parleurs présentent normalement une certaine directivité, au moins aux fréquences élevées. Cela devrait générer moins de son derrière le haut-parleur que devant. Ainsi, la règle de base est de placer les microphones derrière les haut-parleurs ou au moins hors de l'axe.

Dans les systèmes avec haut-parleurs de plafond distribués, le risque est grand que les microphones se trouvent devant (juste en dessous) d'un haut-parleur. Une solution courante consiste à couper le ou les haut-parleurs les plus proches.

Le gain avant larsen est un paramètre essentiel dans tous les systèmes de microphones. N'oubliez pas que la chaîne comprend tous les éléments que le système traverse - et la pièce. Plus le temps de réverbération est long, plus le risque de larsen acoustique est élevé. Plus les microphones sont ouverts, plus le risque est élevé également. 

Spécifications du microphone

Ce qu'il faut rechercher

Le microphone choisi doit être capable de capter la voix à la distance prévue. Une directivité plus élevée permet de réduire le risque de larsen acoustique. Plus un microphone est placé loin de la personne qui parle, plus la directivité doit être élevée. Aucune vibration provenant des supports ne doit être transmise par le microphone.

Sensibilité

La sensibilité d'un microphone est définie par la magnitude de la sortie lorsque le microphone est placé dans un champ sonore où un SPL de 94 dB est présent.

Si le microphone est très proche de la personne qui parle, une sensibilité de 1 à 5 mv/Pa est suffisante. Si le microphone est plus éloigné, une sensibilité plus élevée, par exemple 20 mV/Pa, est adéquate. Si un microphone a une sensibilité trop faible, un gain important peut rendre le bruit de fond audible.

Sensibilité à la respiration et aux bruits mécaniques

Il est rare de trouver des données spécifiques sur la sensibilité d'un microphone au souffle ou aux vibrations mécaniques. 

Si le microphone est très proche de la personne qui parle, une respiration bruyante peut devenir un problème. La solution consiste généralement à équiper le microphone d'une bonnette ou à apprendre aux gens à parler directement dans le microphone.

Il faut également tenir compte de la sensibilité du microphone aux vibrations mécaniques. En particulier lorsqu'il s'agit de microphones montés sur table. Dans ce cas, la meilleure chose à faire est d'utiliser une suspension dédiée.

Caractéristiques directionnelles, angle d'ouverture, indice de directivité (DI)

La sélection d'un micro avec une directivité correcte est essentielle. Dans les spécifications, la directivité est souvent présentée comme un diagramme polaire. Une configuration cardioïde a une directivité plus élevée qu'une omnidirectionnelle et une configuration supercardioïde a une directivité encore plus élevée qu'une cardioïde. La directivité signifie que le son sur l'axe est privilégié et que le son provenant d'autres directions est plus ou moins supprimé. 

Dans la plupart des situations, une directivité élevée est nécessaire. 

Parfois, les microphones directionnels sont décrits par leur angle d'ouverture. Celui-ci est défini comme l'angle devant le microphone où la sortie chute de 6 dB par rapport à la sensibilité sur l'axe. Il convient de noter que les diagrammes polaires et les angles d'ouverture peuvent changer avec la fréquence.

Cependant, tous les microphones ne peuvent pas être facilement catégorisés par un diagramme polaire ou un angle d'ouverture. Un meilleur indicateur d'un micro est le facteur de directivité ou l'indice de directivité (DI). Un chiffre plus élevé signifie une plus grande directivité. L'indice de directivité est présenté en fonction de la fréquence.

Si le microphone est proche du haut-parleur, un micro cardioïde est parfait (indice de directivité = 1,7 dB). Si le microphone est plus éloigné, un micro supercardioïde (Directivité ≥1,9 dB) est la meilleure solution. 

Types de microphones

Microphones fixes

Les microphones à position fixe, par exemple montés sur des tables, des pupitres ou au plafond, sont souvent privilégiés lors des installations. Le câblage est dissimulé et la distance microphone/haut-parleur est fixe. La seule chose qui varie est l'"objet" situé devant le microphone - la personne qui parle - qui, en fait, modifie le champ sonore autour du microphone.

Microphones à main

Les microphones à main, avec ou sans fil, sont parfois une nécessité. Pour les orateurs entraînés, ce n'est pas un problème. Cependant, les orateurs non formés peuvent tenir le microphone à une mauvaise distance de leur bouche ou le diriger dans la mauvaise direction. Dans beaucoup de cas, le microphone à main n'est qu'un microphone de rechange pour les situations non prévues.

Microphones serre-tête

Les micros serre-têtes sont efficaces en raison de leur position proche de la bouche. Ils sont souvent préférés par les orateurs qui doivent se déplacer dans la pièce pendant leur présentation, par exemple devant un tableau blanc ou un écran. 

Il existe plusieurs modèles de micros serre-tête parmi lesquels vous pouvez choisir. Vous devez tenir compte des caractéristiques qui sont importantes. Le serre-tête omnidirectionnel est le plus facile à manipuler car le son est très cohérent (presque) indépendamment du positionnement et est le moins sensible au vent/pop et à la manipulation. Un microphone cardioïde doit être maintenu dans une position stable. 

Les serre-têtes à double oreille sont très efficaces. Cependant, la solution à une oreille permet souvent de mieux s'adapter aux changements de microphone et - selon la coiffure - d’éviter de décoiffer l'orateur.

Micros Lavalier 

Les microphones de type Lavalier sont courants. Il convient de noter que le niveau de la parole est inférieur d'environ 10 dB (par rapport à une position au niveau de la joue) parce que le micro est placé sur la poitrine de l'orateur. Un autre problème important avec les microphones lavaliers est que la gamme de fréquences de 2 à 4 kHz est réduite, ce qui diminue l'intelligibilité de la parole. Les lavalliers directionnels peuvent être utilisées, mais elles doivent être orientées dans la bonne direction. 

Placement du microphone

L'importance de l'optimisation du placement

Les règles générales de placement du microphone sont les suivantes :

1. Aussi près que possible de la source (personne qui parle) (mais attention à la respiration bruyante et aux plosives)
2. Aussi loin que possible des autres microphones
3. Aussi loin que possible des haut-parleurs
4. Ne jamais être dirigé vers les haut-parleurs

Supports de table

Pour les tables de conférence et les pupitres, on peut utiliser un support de table mobile, surtout s'il est impossible de percer des trous.

Support de table - lutrin / chaire

Un support de table est pratique car le microphone a une position fixe. Un col de cygne peut aider à orienter le microphone dans la bonne direction. La longueur du col de cygne est déterminée par la position de l'orateur : debout ou assis.

Support au sol

Les pieds de sol sont rarement utilisés dans les installations fixes. Bien qu'un pied de sol puisse servir de base à un microphone à main.

Support en suspension

Suspendre des microphones au plafond est souvent une solution pratique. Les microphones sont (presque) hors de vue. Les microphones sont normalement aussi hors de portée physiquement, ce qui évite les bruits de manipulation. Les microphones suspendus au plafond doivent être hautement directifs.

Distance entre les micros

Une règle courante (la règle du 1:3) veut que lorsqu'on utilise un micro, les autres micros ouverts doivent être au moins trois fois plus éloignés (du premier micro). Cela permet d'éviter la dégradation du son (filtrage en peigne). 

Débarrassez-vous des vibrations

Bruit solidien

Le son peut être transmis par des structures rigides comme le plateau d'une table. Ainsi, si un microphone est placé sur une table, les vibrations mécaniques causées par les objets qui frappent la table peuvent se transformer en son dans le système.

Pour éviter que des vibrations ne pénètrent dans le microphone, celui-ci doit être isolé mécaniquement de la structure à laquelle il est fixé.

En principe, la plupart des isolations tirent parti de la suspension élastique. La structure vibre mais le microphone reste stable. Cela semble facile, mais toute suspension élastique a une résonance. Heureusement, la résonance est conçue pour être à une fréquence très basse, inférieure à la gamme de fréquences de la parole. En dessous de la fréquence de résonance, le mouvement de la structure de support (table ou lutrin) et du microphone suspendu est exactement le même. À la fréquence de résonance, le mouvement du microphone est beaucoup plus important que celui de la structure. Au-dessus de la fréquence de résonance, l'amortissement de la suspension élastique se met en place.

Montage d'amortisseur de table

La suspension TSM4001 est une solution efficace pour le montage sur table. Compatible avec les micros Lavalier et micros crayon, elle offre une très bonne stabilité. Elle offre la meilleure réjection des chocs de tous les supports intégrés. La souplesse verticale absorbe les vibrations de manipulation. Les mouvements horizontaux sont contrôlés pour éviter que la perche du podium ne touche la monture. Les meilleures performances sont obtenues avec des microphones pesant entre 140 g (5 oz) et 240 g (8,5 oz).

Supports d'amortisseurs pour les stands

Il est également possible d'appliquer un support antichoc pour le microphone sur le dessus d'un pied de micro. Cette solution fonctionne mais est un peu moins élégante.

Mélange des signaux du microphone

Mélangeurs manuels (Console de mixage)

Tous les microphones doivent être équilibrés et activés ou désactivés selon les besoins. Une console de mixage - et une personne derrière elle - peut faire le travail. Cependant, de nombreuses installations impliquent un mixage entièrement ou partiellement automatique.

Auto-mélangeurs (Console de mixage automatique)

La plupart des pièces de conférence sont conçues pour fonctionner sans la présence de techniciens. Les utilisateurs se retrouvent avec un petit panneau pour contrôler la lumière, les projecteurs, les rideaux et le son. Lorsque plus d'un micro est utilisé, il est nécessaire d'avoir un certain contrôle. L'auto-mixeur est la solution. 

Les auto-mixeurs ont une détection intégrée des canaux actifs. Les canaux actifs sont activés, les canaux inactifs sont désactivés. Des circuits de priorité peuvent déterminer quels microphones doivent être ouverts. Un réglage automatique du niveau permet de réduire le niveau de chaque microphone au fur et à mesure que d'autres sont activés. 

Dans les grandes installations pour les conférences, la gestion des priorités peut être très complexe pour permettre à la bonne personne de parler au bon moment. 

Branchement des microphones

Connexions sans bruit

Les connexions doivent être totalement exemptes de bruit. Cela vaut pour les contacts, l'activation et la désactivation des microphones, etc. Le câblage (et les micros) ne doivent pas capter et reproduire de bruit électromagnétique, ni BF ni RF. Rien n'est plus ennuyeux qu'un son indésirable dans le système.

Câbles

Certains microphones peuvent avoir des câbles asymétriques ( corps de microphones miniatures sans connecteur intégré). Cependant, le câblage asymétrique doit être aussi court que possible. Le câblage audio analogique principal doit toujours être symétrique.

Applications sans fil pour l'installation

Les transmetteurs sans fil peuvent être utilisés pour tous les microphones portés sur le corps. Les microphones installés dans les pupitres mobiles peuvent également bénéficier de l'application de systèmes sans fil. La salle est ainsi libérée de tout câblage pour les micros.

Réseau numérique

Les systèmes de conférence avec distribution numérique du signal sont de plus en plus courants. Des adresses IP sont attribuées aux microphones individuels ou aux bases de microphones. Encore faut-il que la distribution du signal soit faite correctement.

Contrôle et étalonnage du système

Polarité des microphones

Selon les normes, les microphones doivent délivrer une tension positive sur le point "chaud" pour une pression positive devant le diaphragme. Malheureusement, certains microphones sont fabriqués pour délivrer une tension négative pour une pression positive. Si tous les microphones d'une installation ont la même polarité - positive ou négative - cela ne pose pas de problème. Cependant, l'utilisation d'un mélange de types peut causer des problèmes. Vérifiez la polarité de tous les microphones à l'aide d'un vérificateur de polarité ou autre.

Réglage du gain (gain avant Larsen)

Un système de microphones doit être stable et ne pas avoir tendance à créer de larsen acoustique. Malheureusement, des larsens peuvent toujours se produire. Une bonne règle consiste à laisser une certaine marge de manœuvre dans le système. Surtout dans les cas où les personnes qui parlent se déplacent très près du microphone. La présence d'un objet quelconque, comme la tête ou le torse d'une personne, peut modifier la directivité apparente du microphone. En outre, tous les microphones d'une ligne (couvrant une surface), doivent avoir la même sensibilité pour permettre un réglage facile du gain.

Nombre de microphones ouverts

Le nombre de microphones ouverts et amplifiés doit être maintenu au minimum. Le fait de doubler le nombre de microphones ouverts réduit la marge de sécurité de 3 dB. En outre, un plus grand nombre de microphones ouverts capte davantage de bruit de fond dans la pièce.

Le niveau absolu

Le but du système de microphone est de rapprocher la voix de la personne qui parle de l'auditeur. C'est pourquoi le niveau de pression acoustique reproduit ne doit pas dépasser celui d'une conversation. A savoir également : l'intelligibilité de la parole diminue lorsque le niveau d'écoute dépasse environ 80 dB SPL.

Des microphones de haute qualité, un calibrage et un alignement appropriés permettent au système de sonorisation de fonctionner au mieux.