Comment fonctionne un casque anti-bruit ?

Que fait réellement la fonction d’annulation du bruit pour bloquer les sons extérieurs et pourquoi ajoute-t-elle autant au coût des casques Bluetooth et écouteurs True Wireless ? Voici quelques éléments de réponse sur cette fonctionnalité de plus en plus populaire sur lesquelles les marques audio se sont jetées.

Bose a lancé ses premiers casques QuietComfort en 2000 et depuis, le monde de la suppression active du bruit (ANC) s’est développé de manière exponentielle. Chaque année, des dizaines de casques et écouteurs qui promettent de bloquer les sons du monde qui vous entoure sont testés, qu’il s’agisse du grondement d’un avion au décollage ou d’un collègue bavard avec un clavier mécanique. Mais qu’est-ce que l’annulation du bruit et comment la tester en conditions réelles ? Nous sommes là pour vous aider à comprendre ce que la technologie ANC peut et ne peut pas faire, et ce qu’il faut rechercher pour déterminer le meilleur modèle qu’il vous faut.

La suppression passive du bruit (ou isolation du bruit)

Les casques sans fil et les écouteurs Bluetooth sont presque toujours conçus pour bloquer le bruit extérieur sous une forme ou une autre. L’annulation active du bruit utilise des circuits compliqués mais ce n’est pas la seule façon de le faire.

L’annulation passive du bruit, ou isolation du bruit, utilise des matériaux et une ingénierie physique pour isoler manuellement vos oreilles des bruits extérieurs. Les bouchons d’oreille assurent une isolation passive du bruit, tout comme la plupart des écouteurs intra-canal grâce à la façon dont leurs embouts en silicone ou en mousse s’insèrent dans vos oreilles. Les casques supra-auriculaires (circumaural) peuvent aussi fournir une isolation passive du bruit en utilisant les oreillettes pour créer un joint fiable autour de votre oreille afin de bloquer une bonne partie du bruit ambiant, renforcé par des matériaux comme la mousse à mémoire de forme. Les casques ANC s’appuient souvent sur ces éléments pour aider à bloquer le bruit, en plus des circuits qu’ils utilisent.

casque anc marshall

Ainsi, qu’il s’agisse d’écouteurs à fermeture étanche ou d’écouteurs circumauraux, l’isolation phonique est la première étape avant que les circuits ANC plus complexes n’entrent en jeu.

La clé de la suppression active du bruit : L’audio inverse

Le concept de base du fonctionnement de l’annulation active du bruit est simple. Imaginez une onde sinusoïdale sur un graphique, avec la hauteur de son arc en territoire positif. Maintenant, imaginez l’inverse exact de cela, avec son point le plus bas aligné avec le pic de l’onde sinusoïdale positive. Tout comme l’addition de 1 à -1 donne 0, ces deux ondes s’annulent mutuellement. Donc, si les ondes représentent des signaux audio, elles s’annulent l’une l’autre, créant ainsi le silence.

C’est ça qu’est l’annulation active du bruit sur un casque audio. Les microphones intégrés aux casques ANC captent les bruits environnants et les circuits de traitement audio prennent ces bruits et génèrent leur inverse pour les annuler en temps réel.

Si tous les sons qui nous entourent étaient aussi simples et prévisibles que des ondes sinusoïdales, l’annulation active du bruit serait facile à mettre en œuvre, moins chère à fabriquer et très efficace tout le temps. Mais le son est rarement aussi régulier que cela et sa complexité peut rendre difficile pour les circuits de suppression du bruit de générer un inverse précis. Le système ANC fonctionne très bien pour les sons constants comme le ronronnement d’une unité de climatisation ou le grondement d’un avion. Il est plus difficile de créer des inverses précis pour les sons dont la hauteur et le volume varient considérablement, comme une personne qui chante ou un son percussif comme quelqu’un qui frappe dans ses mains.

En outre, si les sons de basse fréquence sont relativement faciles à créer des ondes inverses, il est plus difficile de s’adapter aux fréquences élevées. Étant donné que la commande automatique de gain fonctionne mieux sur les basses fréquences et les sons stables, les fabricants utilisent des astuces supplémentaires pour réduire les aigus et les sons transitoires.

Une astuce que nous voyons souvent, surtout sur les casques et écouteurs antibruit moins chères, est que les fabricants insèrent un bruit blanc dans le signal qui masque efficacement les fréquences que le circuit ne peut pas éliminer. Il ne s’agit pas d’une suppression du bruit mais d’une création de bruit.

Suppression active du bruit versus suppression adaptative du bruit

casque Sony WH-1000XM5

En principe, l’annulation adaptative du bruit fait référence à une annulation active du bruit qui s’adapte aux sons qu’elle entend en temps réel afin de créer la meilleure annulation possible du bruit pour cet environnement. Si cela ressemble beaucoup à la définition de base de l’ANC, vous n’avez pas tort. Après tout, la technologie ANC doit être adaptative sinon elle ne fonctionnerait pas. Mais certaines entreprises avancent l’idée que leur système d’annulation du bruit peut savoir où vous vous trouvez et adapter le comportement du circuit en conséquence. Les modèles récents de Sony, par exemple, fonctionnent avec une application qui a la capacité d’apprendre les environnements que vous fréquentez et de proposer la meilleure ANC pour ces zones.

Peu importe à quel point tout cela semble avancé car au fond, c’est ce que tout système ANC est censé faire. La technologie ANC ne doit pas seulement fonctionner dans les gares, elle doit fonctionner partout. Pour cela, il faut envoyer le meilleur résultat possible en fonction de l’analyse audio en temps réel effectuée par des micros qui surveillent en permanence votre environnement.

La technologie s’améliore sans cesse et les fabricants doivent inventer un jargon pour la commercialiser et la différencier des versions précédentes. Donc oui, ce que l’on appelle l’annulation adaptative du bruit est dans l’ensemble une amélioration de l’ANC des années précédentes, mais avec des degrés variables de performance et de cohérence, et un peu d’esprit de vente en plus.

Les problèmes courants concernant la suppression du bruit

Comme nous l’avons mentionné précédemment, le sifflement est une chose à laquelle il faut faire attention et c’est un problème courant parmi les casques Bluetooth à annulation du bruit à bas prix. L’impact de la suppression du son sur la sortie audio d’écouteurs donnée est un autre signal d’alarme. Le fait d’activer et de désactiver l’ANC ne devrait pas modifier la signature sonore et ce n’est pas le cas sur les modèles de qualité supérieure. Mais de nombreux casques ANC qui avaient des problèmes à cet égard ont été repéré par les testeurs. Parfois, le changement de signature sonore est très subtil mais de nombreux modèles moins chers ont un son très différent lorsque le système ANC est activé et il vaut mieux éviter ces modèles.

La pression intra-auriculaire est un autre problème. Les changements de pression perçus causés par l’ANC varient non seulement d’un casque à l’autre, mais aussi d’une personne à l’autre. Un casque sans fil peut sembler parfait mais être profondément inconfortable sur votre tête. Nous sommes tous construits différemment et c’est pourquoi il est préférable de tester le casque par vous-même en magasin pour vous assurer que la pression intra-auriculaire ne vous dérangera pas. Se fier à ce que dit une critique est utile dans une certaine mesure mais cette dernière ne peux pas savoir si vos oreilles réagiront de la même manière que les siennes à l’annulation du bruit d’un modèle de casque audio particulier.

Comment sont testés les casques à annulation active du bruit ?

Le processus de test des casques antibruit est toujours le même depuis des années. Les tests dans la rue ne représentent qu’une petite partie de la façon dont les testeurs déterminent l’efficacité des casques de protection auditive. Pour pouvoir dire définitivement quel casque ou écouteurs gère le mieux les différentes fréquences, les testeurs ont besoin de cohérence, ce qui n’est pas facile à obtenir dans la rue.

Ainsi, les mêmes fichiers sonores sont utilisés, aux mêmes niveaux de volume, par les mêmes haut-parleurs, dans la même pièce acoustiquement traitée pour générer du bruit. Les procédés intègrent des fichiers sonores de grondement à basse fréquence, des fichiers de balayage à haute fréquence et des enregistrements de restaurants et d’environnements de bureau bruyants. Les casques sont aussi soumis à des tests de résistance en jouant des fichiers sonores à des niveaux de volume élevés qu’aucun casque ne parviendra à annuler complètement, afin de déterminer leur efficacité dans des conditions extrêmes.

En comparant la façon dont les casques traitent ces fichiers sonores ainsi que le bruit extérieur, les testeurs pouvent savoir quels modèles sont les plus efficaces pour réduire le bruit. La réponse n’est pas toujours évidente car certains modèles sont meilleurs que d’autres pour éliminer des plages de fréquences spécifiques, d’autres sont incohérentes et certains sont meilleurs à un certain niveau de volume mais nettement moins bons à un autre.

Ensuite, il y a le problème du sifflement mentionné plus haut. Un espace d’essai semi-isolant et traité acoustiquement est idéal pour cela car il permet d’écouter le sifflement sans aucun bruit extérieur. Lorsqu’un sifflement audible est ajouté au signal audio dans une pièce très silencieuse, l’activation de l’ANC semble en fait rendre les choses plus fortes et non plus silencieuses.

Évidemment, tous ces tests sont effectués sans musique dans le casque, mais sont également testées les performances audio, à la fois pour voir comment le casque sonne et pour voir si l’ANC modifie la signature sonore. Après tout, il s’agit d’un casque pour écouter de la musique et la façon dont il apporte le rendu sonore de vos playlists compte autant que la façon dont il bloque les sons extérieurs.

Enfin, une fois tous les tests terminés, l’annulation des bruits et les performances audio sont prises en compte en plus d’autres facteurs tels que le prix et l’expérience utilisateur pour déterminer une note finale pour un casque ou des écouteurs.

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