10 CHOSES À SAVOIR SUR LES MICROPHONES EN INSTALLATION FIXE

Le son en installation fixe

On utilise des systèmes de microphones installés de façon permanente dans des lieux où la voix nécessite une amplification. Un système parfait devrait posséder un son naturel et assurer une intelligibilité élevée sur la voix. De nombreux facteurs entrent en ligne de compte pour installer un système audio fixe de haute qualité – parmi lesquels le microphone, l’acoustique de la salle et le bruit de fond. Cet article vous donne quelques astuces assurant que le son obtenu sera le meilleur possible.

1. Le rôle du système audio

Que signifie le terme « système audio » ?

Lorsqu’on parle de microphones en installation fixe, on pense aux systèmes audio installés à demeure dans toutes sortes d’espaces où la voix doit être amplifiée : salles de conférences, amphis de cours, lieux de culte, salles d’audience de tribunaux… Le système audio ne se résume pas aux microphones : il englobe tous les autres aspects de la chaîne empruntée par le signal, donc les préamplis, les mixeurs, les amplificateurs de puissance, les enceintes acoustiques – et le local lui-même !

Le rôle d’un bon système de sonorisation

Le rôle d’un système de sonorisation est d’assurer une amplification suffisante et stable : pas de bruit de fond audible, son naturel et sans distorsion, excellente intelligibilité sur la parole. Le système doit aussi être facile à utiliser. Certains se contrôlent manuellement, d’autres sont supervisés par des périphériques ou des logiciels intelligents assurant qu’à tout instant, c’est le microphone approprié qui est ouvert, et réglé au bon niveau.

Ce qu’il faut éviter

De temps en temps, on entend des systèmes de mauvaise qualité : distorsion élevée, bande passante réduite, bruits de fond, reprise de parasites émis par les téléphones portables, faible intelligibilité et amplification instable se traduisant par l’apparition de Larsen. L’objectif d’un bon système est de réduire ces problèmes. 

1. Le rôle du système audio

La salle

Les microphones ne sont pas, intrinsèquement, les seuls garants d’un système audio parfait. La salle elle-même – notamment d’un point de vue acoustique – exerce une influence prépondérante sur les performances perçues du système.

Réverbération

La durée de réverbération d’une salle correspond au temps que met le niveau sonore à s’affaiblir de 60 dB après arrêt de son émission (intensité acoustique divisée par 1 million). On utilise souvent le terme ‘RT60’. La durée de réverbération optimale pour une salle dépend de son application. Un studio de radio, par exemple, conçu pour la parole, doit avoir une réverbération courte (< 0,5 s). Une salle accueillant des concerts symphoniques doit avoir un RT 60 compris entre 2,2 et 2,4 s. Dans des églises historiques, souvent grandes et possédant des surfaces en pierre dure, la réverbération peut atteindre 5 à 8 s. Dans les deux derniers cas, il est difficile d’obtenir une bonne intelligibilité sur la voix, car la réverbération a tendance à ‘brouiller’ les mots.

DPA-RT-curve


Il faut considérer tous les sons tardifs comme du bruit de fond, donc affaiblissant le rapport signal/bruit du système audio. Si la durée de réverbération dépasse 2 secondes, il peut être difficile d’obtenir une intelligibilité élevée. Si vous devez concevoir un local approprié à des applications de voix parlée, faites attention à sa durée de réverbération. Une salle sans amplification électrique peut posséder une réverbération un peu plus longue qu’une salle dotée d’un système de sonorisation.

Bruit de fond acoustique

Le bruit de fond acoustique ambiant d’un local provient en partie de l’environnement extérieur : rumeurs de trafic, vibrations suite au passage de trains ou de métros… Le niveau de bruit de fond acoustique dépend de la qualité de l’isolation phonique et de l’isolation aux vibrations.

D’autres sources de bruit, internes celles-là, peuvent aussi se révéler très dérangeantes : climatisation, ventilateurs de vidéoprojecteurs ou d’alimentations… Même si notre cerveau finit par faire abstraction de ces sources de bruit constant, elles réduisent l’intelligibilité et augmentent la fatigue d’écoute. Les ventilateurs peuvent même provoquer des bruits d’air si les microphones sont disposés trop près.

Des systèmes de sonorisation mal conçus peuvent aussi créer une ronflette ou du souffle, suite à un mauvais câblage ou à un réglage de gain non optimal. Tout cela ne devrait évidemment jamais arriver dans une installation de qualité.


Dans une salle optimisée pour des applications de voix parlée, le bruit de fond doit toujours être aussi faible que possible. Les courbes de référence NR (Noise Rating) ou NC (Noise Criterion) définissent les niveaux de bruit de fond en fonction de leur contenu fréquentiel. Elles s’appliquent également pour décrire les critères de bruit de fond d’une salle à l’origine du projet. En installation fixe, on ne devrait jamais dépasser NR/NC-30.


On peut aussi raisonner en niveau de pression sonore avec pondération A (dB SPL A). En moyenne, les valeurs en dB SPL pondérés A sont supérieures d’environ 4 à 5 dB aux valeurs NR/NC. (Exemple : la courbe NR-25 ci-après correspond à 29 dB(A).

DPA-NR-NC-curves

Bruits de fond d’origine électrique

Parfois, des bruits de fond d’origine électrique peuvent devenir audibles. Les champs électromagnétiques générés par des câbles secteur, des gradateurs d’éclairage ou des téléphones mobiles peuvent être repris et convertis en bruits perceptibles. Il est préférable que le niveau de tout bruit électrique reproduit par le système de sonorisation soit inférieur de 10 dB au niveau de bruit acoustique dans la salle (autrement dit, NR/NC 20).

Détecteurs ultrasoniques

Une forme de bruit de fond pas évidente est l’énergie sonore émise par les détecteurs ultrasoniques, qui travaillent le plus souvent dans le spectre 30-50 kHz. La plupart des microphones sont sensibles à ce son inaudible pour l’homme, d’autant qu’il est émis à un niveau de pression sonore élevé (>100 dB SPL) – souvent supérieur en tout cas à celui d’une personne qui parle. Du coup, ce son ultrasonique peut activer les circuits de gestion automatique de gain. Il est donc important de débarrasser de ces détecteurs ultrasoniques les salles où on déploie des microphones – ou, a minima, de les programmer pour travailler à la fréquence la plus élevée possible.

 

3. Où placer les enceintes acoustiques ?

Répartition des enceintes acoustiques

Il devrait être évident que placer un microphone devant une enceinte acoustique diffusant le signal amplifié de ce même microphone est une mauvaise idée. Dans ce cas de figure, le risque d’apparition d’un Larsen est très élevé.

Toutes les enceintes acoustiques se montrent plus ou moins directives dans les aigus : elles envoient alors moins d’énergie sonore derrière elles que devant. Par conséquent, une règle de base consiste à placer les microphones derrière les enceintes acoustiques, ou au moins, hors axe.

Dans le cas de systèmes de sonorisation utilisant des enceintes plafonniers réparties un peu partout dans la salle, il peut arriver qu’un ou plusieurs microphones se trouvent juste en dessous d’un (ou plusieurs) plafonnier(s) – ce qui correspond au micro devant l’enceinte de notre exemple précédent. La solution consiste alors à débrancher le ou les plafonnier(s) correspondant(s).

Le gain maximal avant Larsen est un paramètre essentiel pour tous les systèmes de sonorisation. N’oubliez pas que la chaîne audio inclut tous les appareils par lesquels le son passe, y compris la salle. Plus la durée de réverbération est élevée, plus le risque de Larsen est important. Même principe si on laisse des microphones ouverts. 

4. Caractéristiques des microphones

Que faut-il rechercher ?

Le microphone choisi doit être capable de capter dans de bonnes conditions la voix pour la distance d’utilisation prévue. Une directivité marquée contribue à réduire le risque d’apparition de Larsen. Plus le micro est placé loin de la personne qui parle, plus il doit être directif. Le niveau sonore de la parole doit se situer au milieu de la gamme dynamique du microphone. Aucune vibration mécanique provenant de la fixation ne devrait être retransmise par le microphone. 

Sensibilité

La sensibilité d’un microphone est définie par la valeur de sa tension de sortie lorsqu’il est soumis à un niveau de pression sonore de 94 dB SPL.

Si le microphone est très proche de la personne qui parle, une sensibilité de 1 à 5 mV/Pa est appropriée. S’il est plus éloigné, il faut rechercher une sensibilité plus élevée, par exemple 20 mV/Pa. Si la sensibilité d’un microphone est trop faible, il faut augmenter le gain du préampli, ce qui peut provoquer un bruit de souffle audible.

Sensibilité aux bruits d’air et aux transmissions mécaniques

Les fabricants mentionnent rarement des données chiffrées concernant la sensibilité d’un microphone aux bruits d’air/plosives et aux vibrations mécaniques.

Si le microphone se trouve très près de la personne qui parle, les bruits d’air et les plosives peuvent devenir un problème. La solution habituelle consiste à équiper le microphone d’une bonnette, ou d’apprendre aux gens à parler dans un microphone.

Autre facteur à prendre en compte : la sensibilité du microphone aux vibrations mécaniques, surtout dans le cas de micros dont le support est fixé à la table. Dans ce cas, la solution la plus appropriée consiste à utiliser une suspension dédiée.

Directivité, angle d’ouverture, index de directivité (DI)

Il est essentiel de choisir un microphone de directivité appropriée à l’application. Dans la fiche technique, la directivité d’un micro est souvent représentée sous la forme de courbes polaires. Un micro cardioïde possède une directivité vers l’avant plus marquée qu’un micro omnidirectionnel, et celle d’un micro supercardioïde est encore plus marquée que celle d’un cardioïde. Plus un micro est directif, plus il privilégie les sons arrivant dans l’axe par rapport aux sons provenant des autres directions, qui sont atténués.

Dans la plupart des situations, une directivité marquée est souhaitable.

Parfois, on exprime la directivité d’un microphone par son angle d’ouverture, autrement dit l’angle en dehors duquel, en face du microphone, le niveau de sortie chute de moitié (soit -6 dB) par rapport à la sensibilité nominale dans l’axe. Il ne faut pas oublier que la directivité d’un microphone (et donc son angle d’ouverture) varie selon la fréquence.

Toutefois, la directivité ou l’angle d’ouverture ne suffisent pas toujours à décrire un microphone. Un paramètre plus pertinent est son facteur de directivité ou Directivity Index (DI). Plus sa valeur est élevée, plus la directivité est marquée. L’index de directivité se présente sous forme de fonction de la fréquence.

Si le microphone est près de la personne qui parle, la directivité cardioïde est appropriée (DI = 1,7 dB). S’il est placé plus loin, un microphone supercardioïde (DI ≥1,9 dB) constitue la meilleure solution. 

5. Les différents types de microphones

Microphones fixes

En installation fixe, on préfère souvent les microphones fixes, montés par exemple sur une table, un pupitre ou même au plafond. Le câble est invisible, et la distance microphone/enceinte reste constante. La seule variable est la source acoustique (la personne parlant devant le microphone) et sa distance, ce qui change le champ sonore capté par le microphone.

Microphones à main

Les microphones à main, filaires ou HF, sont parfois obligatoires. Ce n’est pas un problème lorsque les locuteurs en ont l’habitude. En revanche, les personnes inexpérimentées auront tendance à tenir le micro à une distance non appropriée, ou à mal le diriger par rapport à leur bouche. Dans la plupart des installations fixes, le micro à main est un modèle de réserve, qu’on sort dans les situations imprévues.

Microphones sur serre-tête

Les microphones sur serre-tête sont très efficaces, car placés près de la bouche. Cette solution est à privilégier pour les locuteurs qui doivent se déplacer dans la salle pendant leur présentation, par exemple en face d’un tableau blanc ou d’un écran.

Il existe plusieurs types de micros sur serre-tête. À vous de prendre en compte les points importants. Le serre-tête omnidirectionnel est le plus facile à utiliser, car le son reste constant, (presque) indépendant du placement, et il présente la plus faible sensibilité aux bruits d’air et aux plosives, ainsi qu’aux vibrations. Un modèle cardioïde doit rester bien en place.

Micro cravate

Les micros cravate (‘Lavalier’ en anglais) sont très répandus. Ils se trouvent à hauteur de poitrine. N’oubliez pas que le niveau de pression sonore capté sur la parole est alors inférieur de 10 dB à ce que capterait le micro sur serre-tête au niveau de la joue. Autre facteur important : la bande de fréquences située entre 2 et 4 kHz est atténuée, ce qui réduit l’intelligibilité sur les voix. Il existe des micros cravate directifs, qu’il faut alors pointer dans la bonne direction.

 

Les serre-tête à double contour d’oreille sont très efficaces. Toutefois, le contour d’oreille unique se prête mieux aux passages rapides d’un locuteur à un autre, et, dans la plupart des cas, ne décoiffe pas son porteur au passage.

6. Placement du microphone

L’importance de l’optimisation du placement

Voici quelques règles générales du placement des microphones :

  1. Aussi près de la source (la personne qui parle) que possible (mais attention aux bruits d’air, de respiration, et aux plosives)
  2. Aussi loin que possible des autres microphones
  3. Aussi loin que possible des enceintes acoustiques
  4. Jamais dirigés vers les enceintes acoustiques
  5. Éviter tout risque s’interposition d’obstacles physiques entre la personne qui parle et le microphone (feuille de papier lue, par exemple)

Pied de table

On peut poser un pied mobile sur les tables de conférence et les pupitres, notamment dans les cas où il est impossible de percer des trous.

Fixation sur table/pupitre/autel

Une fixation sur table est pratique, parce qu’elle impose au microphone un emplacement fixe. Un col de cygne permet d’orienter le microphone dans la direction souhaitée – sa longueur est déterminée par la position de la personne qui parle, assise ou debout.

Pied posé au sol

Les pieds de micro à poser au sol sont rarement utilisés en installation fixe, sauf pour accueillir, le cas échéant, un micro à main.

Support plafond pour suspension

Suspendre les microphones au plafond constitue souvent une solution pratique : ils sont du coup pratiquement invisibles, et hors d’atteinte physique (ce qui évite les bruits de manipulation). En revanche, ils doivent le plus souvent être très directifs.

Distance entre microphones

Appliquer la règle du 1 pour 3 : quand on utilise un micro, les autres micros ouverts doivent se trouver au moins à une distance triple de la source sonore par rapport au premier, ceci afin d’éviter toute coloration sonore par effet de filtre en peigne.

 

7. Se débarrasser des vibrations

Transmission solidienne des bruits

Le son se transmet dans l’air, mais aussi via des structures rigides, comme le panneau supérieur d’une table. Par conséquent, si un microphone est placé sur une table, les vibrations mécaniques causées par des objets heurtant la table peut se transformer en un son parasite diffusé par le système de sonorisation.

Pour éviter la transmission des vibrations au microphone, il faut l’isoler mécaniquement de la structure à laquelle il est fixé.

En principe, la plupart des dispositifs d’isolation utilisent le principe de la suspension élastique. La structure vibre, mais le microphone n’est pas concerné. Apparemment facile, toutefois une suspension élastique possède une fréquence de résonance – que le concepteur a rendue très basse, en dessous du spectre de fréquences de la voix. En dessous de cette fréquence de résonance, le mouvement de la structure/support (table ou pupitre) et celui du microphone suspendu sont exactement identiques. À la fréquence de résonance, le mouvement du microphone est bien plus ample que celui de la structure. Au-dessus de la fréquence de résonance, l’amortissement de la suspension élastique entre en jeu.

Support de table

Notre support de table TSM4001 constitue une solution très efficace pour fixer sur une surface un microphone DPA d:screet™ ou d:dicate™. Il offre le meilleur amortissement de chocs du marché, bien supérieur à celui obtenu avec les supports de table d’autres marques. Dans le sens vertical, des matériaux mous absorbent les vibrations de manipulation. Les mouvements horizontaux sont contrôlés de façon à empêcher le support micro de toucher la suspension. Les meilleures performances sont obtenues avec des microphones d’une masse comprise entre 140 g et 240 g.

Suspension sur pied de micro

Il est également possible d’utiliser une suspension pour microphone, fixée sur un pied de micro. Une solution fonctionnelle, mais moins élégante. 

8. Mixage des signaux micro

Mixage manuel

Les signaux issus de tous les microphones doivent voir leurs niveaux équilibrés, et être coupés/rétablis lorsque nécessaire. C’est le rôle d’une table de mixage – et de l’opérateur associé. Toutefois, de nombreuses installations fixes intègrent des fonctions de mixage automatique, intégral ou partiel.

Mixeurs automatiques

La plupart des salles de conférences sont conçues pour tourner sans technicien. Les utilisateurs disposent d’un petit panneau de contrôle commandant l’éclairage, le vidéoprojecteur, les rideaux et le son. Mais dès qu’on utilise plusieurs microphones, il faut gérer leurs niveaux relatifs. La solution : un mixeur automatique.

Un mixeur automatique possède, sur chacune de ses entrées, un détecteur de signal. Les voies présentant un signal sont activées, les autres éteintes. Des circuits de priorité déterminent quel microphone ouvrir à un instant donné, et un dispositif automatique réduit le niveau de chaque microphone à mesure que d’autres microphones sont activés.

Dans des configurations de conférences de grande envergure, la gestion des priorités peut devenir très complexe si on veut autoriser la bonne personne à parler (et être entendue !) au bon moment.

9. Branchement des microphones

Des branchements exempts de bruits

Tout ce qui concerne les branchements ne doit émettre aucun bruit parasite : contacts, touches d’activation de microphones… Le câblage (et les micros eux-mêmes) ne devraient ni capter, ni répercuter de bruits d’origine électromagnétique, ronflette, parasites HF ou autres. Rien n’est plus gênant que la présence de sons indésirables dans le système. 

Les câbles

Certains microphones sont câblés en asymétrique (microphone miniature dont le corps intègre un connecteur). Ce type de câblage doit toujours être aussi court que possible. Le câblage audio analogique principal doit toujours être symétrique. 

Applications HF en installation fixe

Tous les micros sur serre-tête ou cravate peuvent se brancher sur un émetteur HF, ainsi que les micros sur pupitre mobile. Avantage : aucun câble à tirer sur scène.

Réseau numérique
Les systèmes de conférences basés sur une distribution numérique des signaux deviennent de plus en plus répandus. Ils assignent une adresse IP à chaque micro ou à chaque base. Il faut quand même assurer correctement la distribution des signaux. 

10. Vérification et calibration système

Polarité des microphones 

La norme veut que pour une pression positive devant la membrane, les microphones présentent une tension positive sur le point “chaud” de leur connecteur. Hélas, certains microphones sont conçus pour présenter une tension négative pour une pression positive. Aucun problème si tous les microphones de l’installation présentent la même polarité, positive ou négative. En revanche, si les polarités de sortie sont différentes d’un micro à un autre, des problèmes peuvent apparaître. Mieux vaut vérifier la polarité effective de tous les microphones utilisés, avec un multimètre ou autre.

Réglage de gain (gain avant Larsen)

Un système de sonorisation de microphones doit être stable, sans tendance à créer de Larsen. Hélas, on entend encore parfois des Larsens en cours de conférence. Une bonne précaution consiste à laisser un peu de marge dynamique au système de sonorisation, notamment dans le cas où la personne qui parle se rapproche vraiment beaucoup du microphone. La présence d’un objet, tel que la tête ou le torse d’une personne, peut modifier la directivité apparente du microphone. Par ailleurs, tous les microphones disposés selon une même ligne, par exemple pour couvrir tous les participants d’un débat, devraient avoir la même sensibilité afin de faciliter le réglage de gain.

Nombre de microphones ouverts

Le nombre de microphones ouverts et amplifiés doit être maintenu le plus réduit possible. Doubler le nombre de micros ouverts réduit ainsi la réserve dynamique de 3 dB. Sans oublier que plus les micros ouverts sont nombreux, plus on récupère de bruit de fond ambiant de la salle.

Le niveau absolu

Le rôle d’un système de sonorisation est de rapprocher de l’auditeur la voix de la personne qui parle. C’est pour cette raison que le niveau de pression sonore généré ne doit pas dépasser celui d’une conversation normale. Un fait à connaître : l’intelligibilité de la parole décroît à partir du moment où le niveau d’écoute dépasse les 80 dB SPL.

C’est en utilisant des microphones de haute qualité, en effectuant une calibration et un alignement soigné du système de sonorisation qu’on obtiendra les meilleurs résultats.