TQWT et tuyau de Voigt : une ligne qui s'élargit

TQWT signifie tapered quarter-wave tube, c'est-à-dire ligne quart d'onde conique. Elle est étroite près du haut-parleur et s'élargit vers la sortie. Son ancêtre est le tuyau de Voigt, breveté par Paul Voigt en 1934. C'est une caisse très appréciée pour un seul large bande dans une colonne élancée.

Coupe d'une colonne TQWT. Une cloison inclinée transforme la colonne en une ligne, étroite en haut, à l'extrémité fermée, et qui s'élargit vers la sortie en bas à l'avant. Le haut-parleur se trouve à environ 40 % de la longueur, l'amortissement uniquement à l'extrémité fermée.

Comment elle fonctionne

Comme dans une ligne de transmission, la ligne résonne à la fréquence pour laquelle sa longueur vaut un quart de l'onde, et la sortie renforce le grave autour de cette fréquence. L'élargissement écarte les résonances supérieures les unes des autres et réduit leur force ; la TQWT demande donc moins d'amortissement qu'une ligne de transmission classique. On place le haut-parleur à environ 40 à 45 % de la longueur, là où il annule la résonance à trois fois la fréquence.

Ce que montre le calcul

Tous les graphiques de la série sur les types de caisson sont calculés par Loudsmith pour le même woofer de 6,5" SB Acoustics SB17NRX2C35-8 (Fs 36,5 Hz, Qts 0,43, Vas 27 l), afin de pouvoir les comparer. Le niveau 0 dB est celui du haut-parleur dans le médium. Une TQWT de 280 cm de long, avec une section de 94 à 189 cm² et un volume de 39,7 l.

TotalMembraneSortie de la ligneCaisse close 13,6 l pour comparaison

TQWT de 39,7 l. Chute de 3 dB à 48 Hz. La sortie renforce le grave entre environ 30 et 60 Hz.

L'impédance a deux pics bas, 16 Ω à 23 Hz et 18 Ω à 50 Hz. La ligne amortie les maintient bas.

Pour un woofer de 6,5" avec un Qts de 0,43, la TQWT est grande et ne descend pas aussi bas qu'un bass-reflex. Elle donne le meilleur d'elle-même avec un large bande à Qts bas, qui sonne maigre en bass-reflex.

Avantages et inconvénients

Avantages : un grave plein tiré d'un large bande, une colonne élancée, une construction simple avec une seule cloison inclinée, peu d'amortissement.
Inconvénients : le résultat dépend de la géométrie exacte et de la position du haut-parleur. Elle ne tire pas un grave profond d'un petit haut-parleur, seulement un grave plus plein. Une ligne repliée se comporte un peu autrement que le modèle droit.

Pour quel haut-parleur et quelle pièce

Idéale pour les large bande avec un Qts de 0,3 à 0,45, et pour les salons où l'enceinte peut être placée loin du mur.

Réalisations connues

La Needle d'Acoustic Design Magazin : un Dayton RS100-4 dans une colonne de 95 cm de haut. Je l'ai construite et mesurée. Le calcul de Loudsmith concorde avec la mesure dans le grave, en moyenne à 1,6 dB près.
La Mindstorm de HiFi-Selbstbau, présentée comme la TQWT originale du monde DIY allemand.
Dans ses tableaux de lignes, Martin J. King montre qu'une ligne qui s'élargit dans un rapport de 1:5 a les pics d'impédance les plus bas de toutes les formes.

Dans Loudsmith

La TQWT est un type de caisson que Loudsmith propose avec le plan de la ligne et de la cloison inclinée. Le modèle Needle charge la géométrie exacte des plans d'origine. L'amortissement se règle avec un curseur ; pour la Needle, les valeurs de 0,2 à 0,5 concordent avec la mesure.

Série Types de caisson : caisse close · bass-reflex · radiateur passif · apériodique · ligne de transmission · TQWT · ML-TL · baffle ouvert · pavillon arrière. Vous trouverez les formules dans l'article Calculs d'une enceinte pas à pas.