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La technologie des membranes composite sandwich est depuis plus de 15 ans une spé-
cificité Focal-JMlab. Le procédé "W" initié avec la Grande Utopia en 95,
autorise une véritable optimisation de la réponse à la conception.
Propriétés de la membrane d'un haut-parleur
Elle doit concilier trois paramètres contradictoires : le poids, l'amortissement et la rigidité.
• La rigidité permet un fonctionnement en piston parfait sur une large bande de
fréquences, et donc une élimination de la distorsion dans le grave (pas de fractionnement).
• La légèreté autorise une accélération maximale, importante pour la reproduction
des transitoires dans le médium et pour l'absence de traînage dans le grave.
• L'amortissement caractérise la neutralité de la membrane. Elle ne doit pas avoir de
sonorité caractéristique.
Les matériaux habituellement utilisés
• Le papier ou pulpe de cellulose, matériau léger, assez rigide, apporte un bon amortissement
et a souvent une coloration dite "son de carton".
• Le polypropylène et les membranes synthétiques, à l'inverse, sont des matériaux assez
lourds et amortis, mais qui manquent de rigidité et ont tendance à éliminer les détails.
• La membrane composite (fibres aramides) monocouche (pas de structure sandwich), tire sa
rigidité de la résine qui l'imprègne avec pour défaut une coloration de "plastique froissé ".
La structure sandwich Focal-JMlab
Au milieu des années 80, la réponse apportée par Focal-JMlab pour allier légèreté, rigidité et
amortissement, a été "le sandwich Poly-K". Il fait l'objet d'un brevet.
La rigidité est apportée par la structure sandwich de deux tissus de fibres aramides, placés de part et
d'autre d'une âme, constituée d'un mélange de résine et de microsphères creuses.
Par polymérisation, l'ensemble particulièrement léger est rigidifié, l'amortissement étant procuré par
les microsphères.
Depuis, une deuxième génération de structure sandwich a vu le jour.
Les principales évolutions que nous avons apportées concernent les microbilles de verre et la résine
que l'on a remplacées par des feuilles de mousse structurale. Cette mousse est utilisée principalement
en construction aéronautique ; aucune autre mousse n'atteint un rapport rigidité/masse aussi élevé.
Le sigle "W" signifie Verre-Verre, car il s'agit de deux feuilles de verre apposées de part et d'autre
du corps central en mousse. Le verre utilisé se présente sous forme d'un fin tissage de fibres
longues, qui offrent l'avantage sur les tissus en fibres aramides, d'une masse et d'une épaisseur
bien moindre.
De plus, la liaison moléculaire entre la résine et le verre est très supérieure à celle obtenue avec
les fibres aramides. La structure du cône est plus homogène et son comportement en flexion
très supérieur.
Ces caractéristiques uniques de légèreté alliées à la rigidité, permettent la maîtrise de la vitesse de
transmission du signal au sein du matériau.
L'intérêt du procédé est que l'on peut moduler l'épaisseur de la mousse pour contrôler très précisément
l'amortissement de la structure, plus l'épaisseur est élevée et plus grand est le facteur d'amortissement.
En jouant sur les épaisseurs des "peaux" de verre et de la couche de mousse structurale, une
multitude de solutions est offerte pour une optimisation du comportement de la membrane selon la
zone de fréquences à reproduire.
La membrane "W" procure une extrême transparence sonore due à une coloration inexistante,
un très faible taux de distorsion et une excellente réponse en phase.
Seule limitation, son coût, près de dix fois supérieur à celui d'une membrane papier.
Le cône "W"
Manuel d'utilisation ligne Utopia Be
L'analyse par interférométrie laser permet d'optimiser la mise au point des
cônes "W" en fonction des exigences de rigidité/amortissement/poids.
Index de rigidité
Comparaison de l'indice de rigidité en flexion (exprimée en N.mm)
Performances du "W" : il surclasse de très loin les autres matériaux en
rigidité à la flexion à poids équivalent. De plus, son amortissement est
très supérieur.
Fabrication manuelle d'un cône "W". Le process industriel a été développé
par nos soins et fait l'objet d'un brevet.
La structure "W": le corps central en mousse structurale est recouvert sur
ses deux faces par une feuille de verre.
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