Réaliser des enceintes à pavillon arrière

En pratique, réalisation d'enceintes acoustiques large bande, haut rendement, utilisant le haut-parleur FOSTEX FE168ES, dont les caractéristiques principales détaillées ici sont:

• diamètre 160mm
• haut rendement 94db/1W/1m
• profil de membrane hyperbolique paraboloïde (pour charge pavillonnaire)
• membrane en fibre de plant de banane
• aimant de 120mm
• puissance efficace admissible 27W/ 8 ohms (mais rendement élevé...)
• poids 2.6kg

L'enceinte réalisée est celle conseillée par le constructeur, et dont les plans sont disponibles ici (il manque malheureusement les vues en 3D indispensables pour comprendre la fabrication: la notice fournie avec le HP est complète).

Le bois conseillé sur le plan est de 15mm d'épaisseur, mais pour des raisons de disponibilité, du médium 16mm a été retenu. Localement, il est utilisé en double épaisseur, sur les cotés par exemple, pour assurer une bonne rigidité et limiter les résonances de caisse toujours néfastes à l'écoute. Du fait de cette différence d'épaisseur, quelques cotes ont du être reprises pour conserver les sections internes. Un tableau ci-dessous précise ces dimension.

La réalisation est un peu complexe, puisqu'il y a 47 pièces de bois médium par enceinte, et cela demande de la précision dans les coupes, pour ne pas passer son temps en ajustage.

L'assemblage ne comporte pas de vis, mais est entièrement collé à la colle vinylique (rapide ou lente selon les collages), avec des assemblages par lamellos taille n°10 (une fraiseuse à lamellos est indispensable). Tous les collages doivent être maintenus sous presse pendant plusieurs heures, et cela nécessite beaucoup de serre-joints.

La finition retenue est du placage chêne de 5/10éme, plaqué à la main au marteau et à la colle d'os, dont la technique est décrite ci-dessous. Un grand choix d'autres essences est disponible aux établissements MARECHAUX (ainsi que la colle d'os en granulés), voir leur site ​ici.

Il faut utiliser une scie à panneaux pour faire les découpes (magasins bricolage). Il est fortement conseillé de fournir une liste avec les dimensions, la quantité de pièces à découper, et l'ordre des découpes à la personne chargée du travail.

Ce n'est pas tant la précision des cotes qui a son importance, mais leur reproductibilité: par exemple, la largeur intérieure de l'enceinte étant de 240mm, tous les éléments situés entre les cotés doivent avoir cette même dimension (qui peut être 241mm sans inconvénient). Il en est de même pour la hauteur des cotés. Si cela n'est pas respecté, un gros travail de rattrapage sera nécessaire, et cela est bien plus compliqué et long que de faire une découpe correcte. Une précision <+/-1mm est acceptable.
L'ordre des découpes a son importance, car la scie à panneau ne doit pas être déréglée entre 2 coupes de même largeur: il est compliqué de régler précisément la largeur de coupe, à quelques dizièmes de mm près, et bien plus simple de tout couper lors d'un seul réglage. Il faut insister près du découpeur pour qu'il respecte le plan de coupe.

Les petites pièces des cloisons intérieures sont découpées à postériori à l'atelier sur une scie circulaire avec guide, dans les panneaux de 24x122. Il est également possible de les faire découper, mais les magasins possédant une scie à panneau ne font pas de découpes de moins de 10cm, pour des raisons de sécurité. Il restera donc quelques petites largeurs à découper soi-même.

Du fait de l'épaisseur de medium de 16mm (au lieu de 15mm), quelques dimensions ont été modifiées, selon le tableau de coupe ci-dessous (repris de celui de la doc PDF):

Procédure:

• Régler la scie à 24cm

Couper 10 bandes rep1 de 122 de haut

• Régler la scie à 44,5cm

Couper 4 bandes rep2 de 122 de haut

• Régler la scie à 108,7cm

Recouper 2 planches rep1 à 108,7
Couper les 8 planches rep2 à 108,7
Recouper 4 planches rep4 à 108,7

Il faut préalablement tracer au crayon le pourtour des cloisons sur chaque coté des enceintes, car certains lamellos ne sont pas alignés sur les bords des planches, et il faut les fraiser avec un guide fixé sue le coté 28 le long du traçage. Attention au sens de fraisage qui doit être le même sur le coté et sur la cloison. En effet, le lamello ne peut pas être centré précisément au milieu de la cloison
L'ordre du collage est indiqué dans la documentation fournie avec le HP, mais j'indique ci-dessous le mien (les n° sont ceux référencés sur la notice de construction Fostex):

• 3 sur 4
• 3,4 sur 5
• 1 sur 2
• 1,2 sur 3,4,5
• 2 sur 8
• 9 sur 2
• 10 sur 2
• 24 sur 2

Terminer d'assembler le bas de l'enceinte avec les raidisseurs 23, 24 et 25, placés à 70mm des cotés.
Coller ensuite le haut assemblé sur un coté, puis le bas.
L'arrière 7 est alors placé en appui sur le haut et le bas puis on reporte au crayon l'emplacement de l'intérieur, pour fraiser les lamellos en position exacte.
Le perçage des connecteurs doit être réalisé avant collage, car une fois l'arrière en place, l'accès aux connecteurs devient impossible=> souder les fils de raccordement avant collage, et coller les connecteurs à l'araldite pour qu'ils ne puissent pas tourner ultérieurement.
Placer l'isolant phonique (feutre de 15mm) avant collage de l'autre coté et fermeture de l'enceinte (il est toutefois possible de le placer ultérieurement).

La finition est un de éléments importants de l'acceptation de l'objet fini par l'épouse du bricoleur.
En effet, son avis est important pour le choix du placage bois, et son acceptation d'autant plus aisée que la finition sera réussie.
L'essence retenue dans notre cas est le chêne clair.
Le placage est assez facile à réaliser, surtout sur des zones planes, et si l'on utilise la bonne technique.
Les placages préencollés à la colle thermique que l'on trouve en grande surface sont à déconseiller, car ils sont peu solides surtout sur les arêtes, du fait entre autre d'une quantité de colle insuffisante.
Il faut se procurer son placage à la feuille chez un spécialiste (voir ci-dessus), car dans le cas de bois veinés, les feuilles se suivent et permettent alors par assemblage de faire des panneaux symétriques entre les 2 enceintes
Pour une petite enceinte, le placage à la colle blanche vinyilique est le plus simple:

• couper son placage avec un débord de 15mm sur le pourtour
• appliquer la colle au pinceau (ou au avec un petit rouleau à peinture de 10cm)
• mettre le placage en position sur la zone à plaquer
• appliquer plusieurs pages de papier journal
• appliquer une cale en bois (aggloméré 30mm ou bois dur) qui couvre toute la surface
• mettre sous presse plusieurs heures selon le type de colle). Attention en mettant sous presse que le placage ne dérive pas en glissant sur le film de colle. Il faut que les serre-joints soient placés bien verticalement entre les surfaces pressées. Il faut commencer au centre du panneau et aller vers les bord.

Si l'enceinte est de plus grandes dimensions, il devient difficile d'appliquer une pression suffisante vers le milieu des panneaux: en effet, il faut que la colle soit chassée du milieu vers les bords, pour qu'il n'y ait pas de surépaisseurs. Il peut être difficile de trouver des serre-joints avec une portée suffisante.
En ébénisterie, le placage se fait avec des chassis à plaquer qui comportent des vis réparties sur toute la surface de la presse. Au moment du collage, une plaque de tôle d'aluminium chauffée à 90° est posée sur le dessus du placage, et le pressage est réalisé. Ceci permet des collages très rapides.

Pour l'amateur qui a plus de temps, le placage au marteau est une solution alternative des plus intéressante et malheureusement peu connue.
La matériel nécessaire est le suivant:

• colle d'os en granules
• la bande de papier gommé (pour maintenir les feuilles de placage en bord à bord).
• une plaque portable à induction, permettant de maintenir un bain-marie entre 60° et 80°
• le marteau à plaquer
• la scie à placage (les dents sont en sens opposés du côté droit et du côté gauche: ceci permet de couper le placage en l'attaquant toujours vers l'intérieur de la feuille, pour ne pas en déchirer le bord. Les dents sont sur un profil légèrement arrondi pour les mêmes raisons).

Vue du matériel:

Si l'on ne trouve pas de placage en largeur suffisante, un montage de plusieurs panneaux assemblés est à réaliser.
Les 2 feuilles à assembler sont superposées sur 4cm: la coupe se fait alors à 2cm du bord.

Coupe des 2 feuilles superposées

Placage assemblé au papier gommé prêt au collage

Préparation de la colle:

• remplir un pot de confiture au 3/4 avec la colle en granulés
• remplir d'eau froide jusqu'à affleurement des granulés
• laisser reposer une nuit au moins avec un couvercle

Pour la pose, le pot est mis au bain-marie sur la plaque à induction à 60° jusqu'à ce que la colle soit fondue. Elle est alors complètement liquide avec une légère viscosité, qu'il faudra conserver tout le long de son utilisation, en ajoutant de l'eau quand nécessaire. Elle ne doit pas dépasser 80°C sous peine de dégradation.
L'ordre de collage des panneaux est à respecter pour l'aspect final:

• collage des cotés
• collage de l'avant
• collage du dessus (avec les fibres dans le même sens que l'avant)

Technique:
Il est intéressant de procéder à 2 personnes pour ce travail qui demande un peu de rapidité, pour que la colle reste chaude sur les panneaux, jusqu'à l'application du placage.
Le placage ne doit pas être trop sec, pour garder de la souplesse (sinon, humidifier avec un pulvérisateur d'eau)

• préchauffer la surface à encoller avec le fer à repasser ou au pistolet thermique
• appliquer la colle rapidement avec une bonne épaisseur, au pinceau (de 5cm de large), en insistant sur les bords
• poser le placage parallèlement aux bords (dépassement >1cm), et maroufler à la main, du centre vers les bords pour chasser les bulles d'air
• avec la lèvre du marteau: appuyer fermement en appuyant sur la tête. L'autre main tient le manche et pousse ou tire le marteau. Parcourir la surface du placage, du centre vers les bords, dans le sens des fibres. Pour les cotés en droit fil, placer le marteau à 45° pour toujours en avoir une partie sur le panneau et ne pas basculer, sous peine de casser le placage. Il faut parcourir plusieurs fois la surface, en insistant sur les bords.

Quand toute la surface est bien plaquée, vérifier en tapotant la surface avec le bout de l'index, qu'il n'y a pas de cloques (on entend le bruit sec du placage tapant sur la surface du panneau).
Il faut alors appliquer le bout du fer à repasser (température sur coton) à l'endroit de la cloque le temps de faire fondre la colle sous le placage, puis passer le marteau.
Tout cela va beaucoup plus vite à exécuter qu'à écrire. Il est bon de s'entraîner un peu à blanc sur une chute.
S'il y a un problème de colle, le panneau peut être retiré en chauffant la placage avec le fer à travers un linge humidifié, ce type de collage étant réversible à la chaleur.
Si le placage est trop sec pour reprendre une cloque, humidifier en appliquant le fer à travers un tissu humide, mais sans excès.

Quand la surface est plaquée, il faut la laisser refroidir assez longtemps pour que la colle durcisse, avant de pouvoir affleurer.
Une chute de bois tendre de 10x20cm est nécessaire pour cette opération que l'on effectue avec la scie à placage.
Il faut tenir fermement la cale en bois au-dessus de la zone à couper en débordant de 2cm du panneau, et scier le placage par plusieurs passes plutôt qu'en appuyant.
Pour le placage en bois de travers, travailler en tirant la scie de l'extrémité vers le milieu du panneau, en utilisant une des dentures pour un coté, et l'autre denture en sens contraire pour l'autre, pour ne pas arracher les fibres du bord, comme sur la photo ci-dessous.

Le ponçage est une étape importante: l'état de surface doit être très lisse, mais il ne faut pas "crever" le placage, qui ne fait que 5/10ème. Ne pas trop insister au même endroit, car il est impossible de rattraper ce défaut, sauf à enlever le placage au fer chaud avec "patte mouille", et replaquer.
Avant vernissage, un fond dur est appliqué à la mèche de coton, afin de boucher les pores du chêne (2 couches de préférence car le pores du chêne sont grands). On peut utiliser un fond dur cellulosique d'ébéniste qui contient de la ponce (ici), ou un fond dur à l'eau (Castorama...). Un passage à la laine d'acier extra-fine doit suivre, afin d'enlever les fibres qui se sont redressées.
Le vernis est un polyuréthane Tollens (Long life satin) aux résines alkydes uréthanes, appliqué avec un spalter de 80mm de large. Mélanger souvent le vernis en cours de travail (important).
Trois couches minimum seront nécessaires, avec ponçage au 220 ou + entre couches.

Il n'y a plus qu'à écouter, en sachant qu'une période de rodage des haut-parleurs est indispensable pour avoir le bon son (une centaine d'heure d'écoute, pour que les suspensions des HP s'assouplissent, et que les caractéristiques mécaniques se stabilisent).

Et voici une enceinte terminée (en 3D vision parallèle)...

En pratique, réalisation de colonnes large bande, rendement moyen, utilisant le Haut Parleur  E.J. Jordan EIKONA2, dont les principales caractéristiques sont:
-diamètre extérieur: 150 mm
-élongation xmax: +/-5 mm en linéaire
-rendement: 85dB/1W/1m
-poids: 1kg
-puissance max: 50W
​L'intérêt en est un encombrement réduit
L'enceinte réalisée est celle conseillée par le constructeur, ref 38 MLTL, et dont les plans sont disponiblesici .
L'ébénisterie est réalisée en médium 22mm, contrairement aux indications du plan (18mm), du fait de la dégradation constante de la qualité de ce matériau (mais pas du prix...), et en vue de limiter les vibrations de la colonne (très important...).
Il faut donc ajuster les dimensions pour conserver le volume interne, ce qui donne:
H=1014mmm, L=196mm, P=234mm.

Le montage est très simple du fait qu'il n'y a pas de cloisons internes.
Il faut par contre ajouter quelques tasseaux en interne de manière à solidariser les panneaux opposés.
On assemble par tenons et collage, comme pour les enceintes précédentes, en commençant par les cotés et le dessus/dessous, qui doivent être exactement de la même largeur, soit 190mm.
Les faces avant et arrière viennent alors fermer le tout, après ajustage sur l'assemblage précédent.
​Les ouvertures pour le haut parleur et l'évent seront réalisées ultérieurement.
​Ci-dessous, opération de collage des faces avant/arrière:

L'ouverture pour le haut parleur se fait à la scie sauteuse, à 100mm du bord supérieur, diamètre 116mm.
Un embrèvement de 5mm est prétiqué à la défonceuse avec une fraise droite, sur 5mm de profondeur pour un diamètre de 15cm
L'ouverture pour l'évent Monacor MBR-50 se fait à 100mm du bord inférieur, diamètre 60mm.

Après montage du haut-parleur, il faut ajuster la longueur de l'évent.
Pour ce faire, on utilise le logiciel ARTA sous W10 avec un microphone de mesure (décrit dans un autre chapitre).
Si l'évent est trop court, il va y avoir une surtension en basse fréquence, qui peut être nuisible au haut parleur, en terme d'élongation: la membrane peut alors talonner l'aimant en cas de niveau grave élevé.
La longueur optimisée est de 80mm.
Derrière le haut parleur, il faut ajouter un matériau absorbant (Monacor MDM 4, 300g) pour atténuer les réverbérations en médium/aigu dans l'enceinte.
Pour limiter les effets de bord de l'ébénisterie sur la réponse fréquentielle, il faut ajouter en série avec le haut parleur, une bobile de 1.5mH
(Mundorf L100 self à ait 1mm) en parallèle avec une résistance de 5.6 ohms.
Du fait de ce circuit, il faut alors linéariser l'impédance du haut parleur, qui augmente avec la fréquence, en ajoutant en parallèle avec le haut parleur un circuit Zobel, constitué d'une capacité de bonne qualité de 5.6uF​ en série avec 8.2ohms.
Tous ces composants sont disponibles chez Audiophonics sur le Web...
​Le prix de revient pour ces 2 colonnes est d'environ 600€ en 2017.

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