Labo – Comprendre les nouvelles courbes audio de nos tests pour bien choisir vos écouteurs ou casques

L’importance des profils HRTF

Bien que la notion de profil HRTF soit connue de la plupart des audiophiles, il nous paraît nécessaire de nous attarder sur ce sujet en préambule, pour celles et ceux qui n’auraient jamais — ou vaguement — entendu ce langage barbare. Un profil HRTF, pour Head-Related Transfer Function ou Fonction de transfert liée à la tête en français, est un ensemble de données acoustiques qui décrit comment le son est modifié par la forme de la tête, des oreilles et du torse de chaque individu avant d’atteindre ses tympans.

Autrement dit, quand un son provient d’un point dans l’espace (devant, derrière, au-dessus, etc.), il est naturellement modifié par la diffraction autour de la tête, la réflexion sur le pavillon de l’oreille, le délai d’arrivée entre l’oreille gauche et l’oreille droite… Par exemple, un son provenant de la gauche n’est pas perçu de la même manière qu’un son émis à droite. C’est ce qui permet, entre autres, à votre cerveau de déterminer la position desdits sons. Ces aléas physiques dépendent donc de la position du son, mais aussi de la morphologie de chaque personne. C’est pourquoi chacun perçoit les sons de manière parfaitement unique par rapport à un autre.

Ci-dessus est affiché le profil HRTF de notre mannequin de mesure. Ce que l’on observe, c’est qu’il met un accent notable sur la région située entre 2000 et 6000 Hz. Une caractéristique qui se retrouve chez les humains, particulièrement sensibles aux sons émis dans cette région fréquentielle, car c’est là que l’on retrouve moult harmoniques de la voix (la nature est bien faite…). Cette sensibilité varie grandement avec l’âge : plus vous vieillissez, moins vous êtes sensible à cette région fréquentielle.

Vous commencez à comprendre la difficulté à mesurer les performances audio d’un produit puisque chaque individu perçoit les sons à sa manière. Il est donc important de s’affranchir le plus possible de ces aléas afin d’afficher les performances pures d’un produit. C’est là qu’interviennent les courbes de compensation.

Compensation Free Field vs Diffuse Field

Maintenant que vous maîtrisez un peu mieux la notion de profil HRTF, plongeons un peu plus loin dans la technique pour évoquer les profils de compensation. Un profil de compensation permet de prendre en compte toutes les caractéristiques anatomiques formant le profil HRTF du mannequin pour les appliquer à la mesure. Il suffit de soustraire le profil HRTF à cette dernière pour obtenir une courbe des performances pures de l’appareil, ce qui facilite son exploitation. En résumé, nous obtenons une mesure comparable à ce qu’on obtiendrait quand on évalue une enceinte avec un micro, sans perturbations physiques venant modifier la perception des sons.

Jusqu’ici, aux Numériques, nous exploitions la courbe de compensation dite Free Field, qui simule une écoute frontale dans une salle sans réflexion sonore, où le son ne rencontre aucun obstacle. Il se propage directement de la source à l’auditeur sans rebondir sur les parois (telle une chambre anéchoïque, par exemple). Cette compensation a longtemps été le standard dans l’industrie pour caractériser les casques et écouteurs, mais vous en conviendrez, elle ne reflète pas vraiment l’expérience vécue à travers une écoute au casque.

La compensation Diffuse Field simule quant à elle une écoute dans un environnement où le son est réfléchi de toutes parts (murs, plafond, sol), créant une réverbération homogène. Le son arrive à l’auditeur de toutes les directions de façon équivalente. Dans cette configuration, il est donc impossible de localiser la provenance des sons, quelle que soit la position de l’auditeur dans la salle, puisque tous les sons lui parviennent aux oreilles de la même manière. Ce comportement, bien plus proche d’une écoute au casque, est désormais préféré dans l’industrie pour caractériser les casques/écouteurs. Nous allons donc désormais utiliser cette courbe de compensation, plus juste dans son approche.

Ici, vous pouvez voir les différences entre l’application des profils Free Field et Diffuse Field :

En outre, la courbe de compensation Free Field pouvait parfois exagérer grandement le pic que l’on retrouve aux alentours de 8 kHz, fréquence de résonance de l’entrée du canal auditif du mannequin. Ce comportement n’était d’ailleurs pas perceptible à l’oreille humaine, mais pouvait rendre confuse la lecture des mesures. Grâce à l’application de la compensation Diffuse Field, cette exagération ne devrait (oui, nous prenons ici des pincettes, on ne sait jamais) plus être aussi importante qu’auparavant, ce qui permettra une meilleure lisibilité.

Une meilleure lisibilité de nos mesures

Au-delà du choix de cette nouvelle courbe de compensation, nous avons profité de notre brainstorming pour repenser la manière dont nous affichons les mesures de réponse en fréquence sur Les Numériques. Vous en conviendrez, hormis certains lecteurs entraînés à la chose, la majorité des personnes lisant ces lignes ne savent pas interpréter nos courbes, et peuvent même être effrayées à leur vue.

Sur nos mesures de réponse en fréquence, nous avons donc décidé d’afficher une zone de “tolérance” (en gris), permettant de mieux appréhender l’équilibre sonore d’un casque/écouteurs. Cette zone a été calculée à partir des travaux d’Harman qui, depuis de nombreuses années, étudie les préférences d’écoute de nombreux individus pour trouver la courbe idéale. Certains vont préférer plus de graves, quand d’autres vont préférer davantage d’aigus. C’est pourquoi cette zone varie assez largement au niveau des extrêmes. Il sera ainsi plus facile pour n’importe qui de se rendre compte de l’équilibre d’un casque/écouteurs, donc d’orienter son choix d’achat. L’excès ou le manque de grave, de médium et d’aigu sera ainsi bien plus facilement visualisable qu’auparavant. Retenez que si le casque affiche une courbe de réponse en fréquence se baladant dans cette zone, il conviendra à la majorité des utilisateurs.

Sur l’exemple ci-dessus, qui représente la réponse en fréquence des écouteurs Sony WF-1000XM5, on observe que la mesure surplombe la zone grise dans le grave. Cela se traduit par des basses fréquences un poil trop présentes et une sonorité chaleureuse, caractéristique des casques et écouteurs de Sony.