Les articles des rubriques "Questions & réponses" étant en cours d'édition et inachevés, je commence cette page consacrée à un peu tout ce que l'on peut vouloir connaître à propos du son, des amplis, des haut-parleurs, de la Hi-Fi, de la sonorisation, etc...
Dans l'immédiat et faute de temps, j'ai choisi de parler de ce qui me paraît essentiel, dans mon expérience à la fois de technicien et de vendeur dans le domaine particulier du son, de l'électro-acoustique, où il y a beaucoup à savoir, du point de vue des connaissances de base, et encore beaucoup de confusions...

Merci de patienter pour la suite de l'article !

G.M.

En Hi-Fi, en sono, en audio-mobile, et même quand on s'intéresse à la partie audio des téléviseurs, on parle souvent de "watts"... et presque uniquement...
- Il faut faire la différence entre les watts (symbole "W") et les décibels (dB).
Quand on parle de watts, en général tout le monde sait à peu près qu'on parle de puissance, et dans ce qui nous intéresse ici, il s'agit de la puissance électrique d'un ampli (amplificateur), qui va être transformée avec plus ou moins de rendement en puissance acoustique par les haut-parleurs.
Pour le décibel (dB), c'est déjà plus... mystérieux, car cette unité, employée à toutes les sauces, désigne d'abord un RAPPORT de grandeurs, et ici, une référence de pression acoustique.
Il ne faut pas confondre les watts et les décibels, car même s'ils sont liés, ce sont les décibels qu'on aura dans les oreilles.
Donc, déjà comprendre ceci : on achète un ampli ou un équipement audio - qu'il soit indépendant ou intégré à un appareil, par exemple un téléviseeur - entre autres pour la puissance que ne manquent pas d'indiquer les fabricants, et qui, heureusement, ne s'exprime qu'en "watts" (mais là encore on va voir qu'il y a watts et "ouates"...!).
Or lorsqu'on va écouter de la musique ou le son de son téléviseur, ces watts seront transformés plus ou moins bien et plus ou moins fort en décibels.
C'est le haut-parleur (les HP, enceintes, etc...) qui va s'en charger. Le haut-parleur est le tranducteur (transformant une puissance électrique en une puissance acoustique).
Et le haut-parleur, ça existe dans toutes sortes de rendements acoustiques. Pour l'instant je parle de puissance sonore.
Donc, quand on en veut plein les oreilles, tout de suite et parallèlement à la considération du nombre de watts, il faut bien regarder le rendement en dB pour tant de watts. Le rendement acoustique typique d'un haut-parleur va en général être précisé en nombre de dB pour un watt à 1 mètre (dB/W à 1 m).
10 watts dans un HP de rendement 90 dB (/1W à 1 m) ne donneront pas plus de son qu' 1 watt dans un HP de rendement 100 dB (/1W à 1 m).
Hé oui, c'est comme ça...
Le nombre de décibels n'est pas proportionnel au nombre de watts correspondant à la puissance. Lorsqu'on passe du simple au double de watts, on a une différence de 3 dB. D'autre part, la sensibilité auditive humaine n'est pas non plus proportionnée à la puissance. En effet, pour percevoir "2 fois plus fort", il faut 10 fois plus de puissance. Exemple : il faudra passer de 10 à 100 watts. Cette différence donnera environ 10 dB d'écart, et l'oreille percevra "2 x plus fort". Idem en diminution de puissance, par exemple passer de 10 watts à 1 watt est équivalent à 2 x moins fort, et toujours 10 dB d'écart (en moins dans cet exemple).
Autre chose : pour avoir une sensation nette d'écart de niveau, il faut environ 2 dB, ce qui représente déjà un bon écart de puissance réelle. On peut percevoir des écarts plus faibles, mais en écoutant de façon attentive (perceptions augmentées).

Alors, pour ce qui concerne les watts "électriques", que sont ces dénominations : "watts max, watts efficaces, watts en crête, watts musicaux, watts RMS, watts en puissance continue, watts par impulsions, watts instantanés, etc... ?
Pour tout équipement qu'on achète et comportant un amplificateur de puissance, ou se réduisant à l'élément ampli, que ce soit pour un appareil Hi-Fi, un appareil de sonorisation, ou un amplificateur d'instrument, la première puissance réelle à considérer, qui est non seulement celle qui représente le mieux la capacité de l'appareil, mais aussi celle qu'on va payer "au poids du nombre de watts", est la puissance réelle dite "efficace". Tout constructeur sérieux indiquera cette puissance nominale. Elle est soit indiquée simplement, exemple : ampli de puissance 100W, soit en indiquant "nominale", ou encore "RMS" (abréviation de "root mean square"), dénomination sur laquelle d'ailleurs existent plusieurs "acceptions" ou définitions plus ou moins admises. C'est pourquoi je préfère la simple dénomination "puissance réelle, ou efficace" (continue et durable si possible ! )
La précision la plus correcte d'un fabricant concernant la puissance réelle et "nominale" d'un ampli Hi-Fi ou de sonorisation, particulièrement quand il s'agit d'un équipement stéréo, constitué de deux amplis dans le même appareil, est celle-ci :
- Puissance annoncée = tant de watts sur telle charge (de telle impédance), les deux canaux en fonction, sur toute la bande passante utile, de façon continue, et à tel taux de distorsion nominal (le plus réduit possible).
Pourquoi ?
Cela veut dire :
Notre appareil correctement alimenté, fonctionnant sur une charge de tant d'ohms, ses deux voies d'ampli recevant un signal (donc "tirant" toutes les deux sur l'alimentation si celle-ci est unique pour les deux), vous délivrera sur tout le spectre de la bande passante annoncée et utile, et de façon continue, tant de watts (puissance garantie en quelque sorte). Cela, avec au maximum tant de pourcentage, ou fraction de pourcentage de distorsion, et tout cela sans broncher ni surchauffer ni disjoncter.
Exemple pour un ampli Hi-Fi ou sono pro :
2 x 100 W puissance nominale, sur 8 ohms par canal (charge résistive type), de 20 à 20000 Hz, avec un THD de 0,05% (taux de distorsion par harmoniques).
Là, vous avez la caractéristique nominale du "prix au kilo" du watt que vous allez acheter.
Ensuite, et ensuite seulement, si vous vous intéressez autant aux chiffres qu'à la musicalité et aux capacités dynamiques de l'appareil, vous allez pouvoir constater que tel ampli est capable de pointes de puissance du double, voire du triple ou encore plus, de sa puissance nominale, et c'est ce qui fera la qualité de son comportement dynamique à l'écoute de la musique et sur les impulsions et transitoires. Certains amplis Hi-Fi de puissance apparemment faible, comme 2 x 20W, bien conçus et avec le savoir faire d'ingénieurs passionnés et audiophiles, peuvent donner des résultats étonnants et supérieurs à ceux d'appareils de puissance nominale plus grande. Toujours est-il qu'il faut une base commune à tous les appareils lorsqu'on effectue un achat, et la puissance efficace nominale définie dans les conditions précitées me paraît être celle qui permet la comparaison des appareils en premier lieu lorsqu'il s'agit de "dégrossir" une performance et un budget.
Nota bene : la charge nominale admise pour définir de façon universelle la puissance de base d'un ampli est en général 8 ohms, car elle correspond à l'impédance nominale de la plupart des enceintes acoustiques et haut-parleurs.
Les mentions "puissance crête à crête" et autres "watts pmpo", sont des mentions destinées à gonfler les chiffres et qui ne correspondent à rien de concret pour définir la puissance d'un ampli. C'est un peu comme définir la hauteur de quelqu'un en mètres par son tour de taille en centimètres (on est sûr alors d'avoir un plus grand chiffre...)
Ce sont les watts que j'appelle "des ouates"... ou des.. what ?!

Pour ce qui est de la puissance des amplis, lorsqu'il est inscrit derrière l'appareil : "400W", qu'est-ce que cela signifie ?
S'il est inscrit par exemple "230V/400W", cela indique la consommation de puissance maximale de l'appareil, et non pas la puissance de sortie (puissance utile). Celle-ci peut être indiquée aussi au dos de l'appareil, par exemple près des sorties pour haut-parleurs, avec également une indication de l'impédance optimale ou admise pour ceux-ci. Par exemple pour un ampli d'instrument mono, il peut être inscrit 400W près de la plaque fabricant et du fusible secteur externe, et 130W/8 ohms, 200W/4 ohms / 270 W/2 ohms ohms, près des sorties HP, s'il s'agit d'un ampli à transistors. Dans ce cas, les inscriptions indiquent ce que l'ampli va délivrer en fonction des HP (nombre et impédance), branchés à sa ou ses sorties, s'ils sont en parallèle (en général deux sorties mono en parallèle sont déjà prévues). Pour les amplis d'instrument à tubes, il peut y avoir un sélecteur d'impédance, ou plusieurs bornes de branchement selon l'impédance des HP, et dans ce cas, la puissance théorique peut être quasiment identique sur plusieurs impédances de HP différentes, mais c'est assez rare. En amplification Hi-Fi à tubes, par contre, cela est plus fréquent. Cette particularité d'adaptation d'impédance de sortie se fait grâce au transfo de sortie, nécessaire sur les amplis à lampes, alors que les amplis à transistors travaillent en direct sur les HP (sauf exceptions).

Dans un équipement de voiture, quelles puissances peut-on avoir pour l'amplification sonore ?
Si vous avez un auto-radio de conception classique, avec ampli incorporé et sans montage "BTL", vous ne pouvez guère avoir plus de 7 à 8 watts réels par voie, c'est à dire par haut parleur, avec un taux de distorsion acceptable, sachant que l'impédance nominale courante des HP voiture est de 4 ohms. Ceci s'explique par le fait que l'alimentation se fait en 12 V (13,8V nominal en tenant compte de la charge de batterie), et que la limite de modulation est celle donnée par la tension d'alimentation. Quatre haut-parleurs de 4 ohms de bon rendement recevant chacun 8 watts, ça fait quand même pas mal de son dans les oreilles !
Les auto-radios qui ont une amplification incorporée à montage BTL (abréviation de bridge tied load, signifiant charge connectée en pont ) peuvent moduler deux fois plus de tension sur leur sorties HP dites flottantes, cela donne en théorie quatre fois plus de puissance ç charge égale, et on peut alors obtenir jusqu'à environ 25 W par voie avec des HP de 4 ohms. Des convertisseurs de tension et des alimentations spéciales sont utilisés pour les équipements puissance et de haut de gamme, qui permettent d'obtenir des puissances bien plus grandes, et limitées seulement par la capacité de la batterie et la puissance de l'alternateur. Un alternateur débitant 70 A sous 14 V donne une puissance d'environ 1000 W. Si l'on en garde la moitié pour les besoins électriques du véhicule, particulièrement en hiver, il en reste 500 pour l'équipement audio. Sachant que le rendement ne peut pas être de 100%, avec 50% restants pour l'amplification seule, on peut espérer 250 W réels au total à répartir sur le nombre de voies de HP. Les fous du son et de la puissance peuvent toujours rajouter une batterie ou augmenter sa capacité, voire monter un alternateur plus puissant, mais gare à la courroie qui va l'entraîner, et gare aux oreilles aussi !

J'ai vu une annonce sur un site d'un ampli de voiture 12 V de 200W, et il était indiqué qu'il consomme 65 W ?
C'est une annonce erronée et mensongère comme on en voit souvent. L'ampli ne peut pas délivrer plus de puissance qu'il n'en consomme !
Un ampli idéal parfait à rendement 100% est quasiment impossible à réaliser, cet appareil, s'il consomme réellement 65 W, donnera tout au plus 40 W de puissance totale...

Qu'est est-il de la fréquence et de la tension secteur pour l'alimentation et le bon fonctionnement des appareils ?
Depuis quelques années, la tension secteur domestique est passée à 230V (au lieu de 220V précédemment). Le triphasé triangle (tension entre deux phases 230V) passe donc de 380V à 400 V tout rond.
La fréquence secteur en France, quant à elle, est toujours de 50 Hz. Cette fréquence est celle du cycle courant alternatif.
Dans certains pays, la fréquence du secteur est de 60 Hz.
Certains appareils importés, en dehors de la mise aux normes spécifiques (française et européenne), peuvent ou non fonctionner indifféremment en 50 ou 60 Hz. Cela est indiqué sur leur plaque signalétique. Un amplificateur pourra éventuellement fonctionner avec ces deux fréquences secteur, pourvu que son alimentation soit conçue de façon adéquate pour cette nécessité. Ceci intéresse particulièrement dans sa partie alimentation le redressement de l'alternatif en continu et son filtrage.
D'autres appareils prévus en 60 Hz ne pourront pas fonctionner en 50 Hz, même si la tension d'alimentation est bonne (par exemple 220 à 240 V "AC" ou "~" ("AC" signifie "alternative current", et "DC" "direct current"). C'est le cas notamment des appareils comportant un moteur synchrone. Certaines platines disque pour vinyle, magnétophones à cassette ou à bande, comportent ce type de moteur, qui est, comme son nom l'indique, synchronisé à la fréquence du secteur, et dont la vitesse de rotation dépendra de cette fréquence. Il en est de même pour les moteurs asynchrones, qui eux aussi sont reliés à cette fréquence, mais avec un "glissement". Cela dit, ces moteurs ne sont pas utilisés sur les équipements audio.
Pour les moteurs synchrones de platines, certains fabricants fourniront une poulie adaptatrice de diamètre différent, adaptée à la fréquence choisie.
Donc, si vous avez acheté un appareil à l'étranger, vous référer aux spécifications du constructeur.
Pour ce qui concerne la tension d'alimentation, en informatique, il est courant (c'est le cas de le dire ! ) de trouver des blocs d'alimentation régulés pouvant fonctionner de 100 à 250 V sans qu'il y ait quoi que ce soit à modifier ou régler.
Toujours bien regarder les inscriptions sur les plaques ou étiquettes signalétiques des appareils.

Alimentations universelles à sorties basse tension AC/DC
Il y a de multiples cas de figure et toutes sortes de sorties, fiches de différentes formes, diamètres, polarités. Si l'on a un minimum de connaissances en électricité, il est parfois possible d'utiliser une alimentation universelle réglable ou pas, pour alimenter tel appareil sous telle basse tension, et dans ce cas, il y a plusieurs points à contrôler :
- Tension de sortie : exemple : 12 V, 6 V, etc...
- fiche pour la prise de sortie doit être identique ou adaptée
- polarité de cette fiche, comme il s'agit de continu. S'il s'agit d'une fiche coaxiale, le(+) peut être à l'extérieur comme au centre
- puissance de l'alim, en générale indiquée par la capacité de débit de courant, exemple : 500 mA, 1 ampère, etc... Le nombre de milli-ampères doit être supérieur ou égal à celui de l'alimentation qu'on souhaite remplacer. Car s'il est inférieur, l'alim "se couchera", sa tension de sortie diminuant, et surchauffera ou grillera (danger !)
- Si la tension de sortie d'alim doit être précise, choisir une alim dite régulée. La tension dans ce cas ne variera pas quelle que soit la charge (consommation), dans les limites admissibles indiquées (exemple : 750 mA, soit 0,75 A)
- Si l'appareil à alimenter est un appareil de préamplification ou d'effet sonore, ou autre appareil sensible aux parasites, l'alim doit être spécifiée "filtrée".
ATTENTION : certains appareils ne doivent pas être alimentés par autre chose que l'alimentation constructeur, car cette alim peut avoir certaines particularités de découplage et filtrations, anti-oscillations et autres subtilités spécialement étudiées avec l'appareil
Dans le doute sur quoi que ce soit au niveau des caractéristiques, ou en l'absence de certaines spécifications (toutes sont importantes), ne pas alimenter un appareil ou un module par une alimentation dont on ne connaît pas toutes les caractéristiques précises, ou dont on n'a pas la garantie de compatibilité avec cet appareil

( à suivre ... )
Voir aussi rubrique "Vrai / faux définitions" à propos des décibels relatifs à la quantité de bruit dégagé par les appareils