Comprendre l’impédance et la sensibilité des casques et écouteurs audio (2019)

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Vous êtes nombreux à nous questionner sur l’interprétation des valeurs d’impédance et de sensibilité des casques audio, à désirer savoir si tel casque produira un volume sonore confortable avec votre smartphone ou votre baladeur audiophile. Voici quelques éléments pour bien interpréter leurs fiches techniques.

Le casque Focal Stellia présente une impédance de 35 ohms pour une forte sensibilité de 106 dB/mW. Il peut ainsi facilement être alimenté par la plupart des amplis et appareils mobiles.

Comprendre la sensibilité des casques et écouteurs 

Comme pour les enceintes, les fabricants de casques et d’écouteurs indiquent la sensibilité à 1 kHz (registre médium) pour 1 mW (milliWatt) de puissance. Si cette mesure n’est pas effectuée avec 1 watt de puissance comme pour les enceintes, c’est que très peu de casques supporteraient une telle puissance. Celle-ci n’est d’ailleurs pas nécessaire, car la proximité immédiate de l’oreille et du casque permet un rendement très important avec seulement quelques centièmes de milliWatts. La mesure au microphone de la sensibilité des écouteurs n’est évidemment pas effectuée à 1 m de distance, mais directement contre les transducteurs, souvent au fond d’un conduit auditif factice. Les sensibilités courantes sont ainsi comprises entre 90 et 120 dB environ.

Les deux transducteurs du casque Sennheiser HD 820 présentent une forte sensibilité de 103 dB/mW pour une impédance de 300 ohms.

À quel volume écoutons-nous réellement ?

Entre 60 et 80 dB le plus souvent, exceptionnellement à 90 dB pour les plus téméraires. La sensibilité moyenne des écouteurs et casques de 100 dB correspond au bruit d’un marteau-piqueur. Autant dire que le milliWatt de puissance n’est presque jamais requis. Pourtant, la plupart des amplis casque et baladeurs audiophiles délivrent de 50 à 200 mW, voire plusieurs watts pour les plus puissants. La faute à l’impédance des casques et des amplis. Se posent alors les questions, quand et pourquoi choisir un ampli de forte puissance ?

L’ampli casque Pioneer U-05-S dispose d’une forte puissance de sortie de 2 x 300 mW sous 32 ohms.

Comprendre l’impédance des casques et des écouteurs 

À l’instar des enceintes, les casques et écouteurs présentent une résistance au courant électrique transmis par l’amplificateur. Cette résistance correspond à l’impédance du casque. Exprimée en ohms, elle est généralement comprise entre 8 et 600 ohms selon les modèles de casques et d’écouteurs. Comme pour les enceintes, la valeur indiquée par les fabricants est mesurée à 1 kHz (registre médium), mais l’impédance varie en réalité grandement en fonction de la fréquence diffusée (du grave à l’aigu). Cette résistance peut ainsi doubler, tripler, et même parfois quadrupler à mesure qu’on se rapproche de la fréquence de résonance mécanique du transducteur. Cela complique alors le travail de l’amplificateur qui doit ainsi fournir plus de puissance pour conserver un même volume d’écoute.

L’excellent casque Meze 99 Classics dispose d’une sensibilité de 103 dB et d’une impédance de 32 ohms, ce qui le rend très facile à alimenter.

Le rapport entre impédance et perte de puissance en sortie de l’ampli 

Chaque ampli casque, smartphone, baladeur audiophile ou tout autre appareil doté d’une sortie casque possède une impédance de sortie, dont la valeur combinée à celle du casque provoque une plus ou moins grande perte de puissance. Si les impédances sont égales, la perte engendrée n’est que de 6 dB. Cependant, la haute-fidélité n’est obtenue qu’au prix d’une faible impédance de sortie de l’ampli casque (0,1 à 3 ohms), les écarts avec l’impédance du casque ou des écouteurs sont donc importants. Par exemple, avec 0,1 ohm en sortie de l’ampli et 32 ohms en entrée du casque, ce sont 15 dB qui sont perdus. Cette valeur passe à presque 30 dB avec un casque d’impédance de 600 ohms.

AUTREMENT DIT, LA PUISSANCE DES AMPLIS EST DIVISÉE PAR 10 VOIRE 100. VOILÀ POURQUOI BIEN DES CASQUES PEINENT À DONNER DE LA VOIX AVEC LES AMPLIS CASQUE DE MOINS DE 100 MW.


L’ampli casque Cayin IHA-6 dispose d’un très haut niveau de sortie de 2 x 7000 mW sous 32 ohms.

Connaître la puissance d’un ampli à partir de sa tension en volt

La puissance de l’amplificateur est le plus fréquemment communiquée sous forme de milliWatts (mW) pour une impédance donnée. Elle est cependant parfois indiquée sous forme de tension en volts. Dans ce cas, il est nécessaire de calculer soi-même la puissance développée en fonction de l’impédance du casque envisagé. Pour ce faire, la formule du calcul consiste à diviser le carré de la tension par l’impédance. Par exemple, un ampli casque doté d’une tension de 2 volts est capable de fournir 125 mW sous 32 ohms (2^²/32) et 13 mW sous 300 ohms (2^²/300). 

POUR CALCULER LA PUISSANCE D’UN AMPLI À PARTIR DE LA TENSION, LA FORMULE CONSISTE À DIVISER LE CARRÉ DE LA TENSION PAR L’IMPÉDANCE. PAR EXEMPLE, 2 VOLTS CORRESPONDENT À 125 MW SOUS 32 OHMS (2^²/32) ET 13 MW SOUS 300 OHMS (2^²/300).

L’ampli haut de gamme iFi Audio iDSD Pro dispose d’une tensions de 11,2 V sous 600 ohms. Il peut donc alimenter sans la moindre difficulté tout casque hi-fi.

Quelle puissance d’amplificateur choisir ?

Comme nous venons de le voir, l’impédance d’un casque ou d’une paire d’écouteurs varie en fonction de la fréquence. Par exemple, 13 mW sous 300 ohms à 1 kHz, peuvent être réduits à seulement 5 mW sur certaines fréquences. À cela, il faut ajouter la perte de puissance occasionnée par l’écart entre l’impédance de sortie de l’amplificateur et l’impédance d’entrée du casque. Par conséquent, si le casque est de sensibilité très élevée (supérieure ou égale à 100 dB), un ampli développant une puissance de 100 mW conviendra.


Avec une faible impédance de 32 ohms et une forte sensibilité de 99,8 dB, le casque Grado SR-125e s’associe facilement avec tout amplificateur ou smartphone.

En revanche, si la sensibilité est inférieure à 100 dB, il est conseillé d’envisager un ampli casque développant environ 300 mW. Enfin, si la sensibilité est inférieure à 100 dB et que l’impédance du casque dépasse 100 ohms, il convient de se tourner vers les amplis les plus puissants, capables de développer 1 W au minimum.

Avec une puissance de 80 mW sous 32 ohms, le DAC USB Audioquest DragonFly Cobalt est idéal pour améliorer la sortie d’un ordinateur ou d’un smartphone.

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10 COMMENTAIRES

  1. « Mais la haute-fidélité étant obtenue au prix d’une faible impédance de sortie de l’ampli casque (0,1 à 3 Ohms), les écarts avec l’impédance du casque sont importants. Avec 0,1 Ohm en sortie (ampli) et 32 Ohms en entrée (casque), ce sont 15 dB qui sont perdus. Cette valeur passe à presque 30 dB avec un casque d’impédance de 600 Ohms. »

    –> Ben voyons… c’est tout l’inverse. Plus l’ampli à une impédance basse moins il y a de perte. à 0.1 ohm, la perte est nulle.

  2. Bonjour normalement plus les écarts d’impédances sont importants plus la perte de puissance est négligeable. Pourriez-vous réagir à la remarque de Jack qui rejoint la mienne et commenter plus avant le paragraphe : « Mais la haute-fidélité étant obtenue au prix d’une faible impédance de sortie de l’ampli casque (0,1 à 3 Ohms), les écarts avec l’impédance du casque sont importants. Avec 0,1 Ohm en sortie (ampli) et 32 Ohms en entrée (casque), ce sont 15 dB qui sont perdus. Cette valeur passe à presque 30 dB avec un casque d’impédance de 600 Ohms. ».
    Merci encore pour cet article et les réponses apportées.
    Bien cordialement

    • Bonjour juste pour m’excuser mais les valeurs de perte en puissance sont vraies. Juste le commentaire de Jack est juste en tension plus l’impédance de charge est importante par rapport à la source plus l’atténuation en tension avoisine les 0 dB mais l’atténuation en puissance augmente pour atteindre les -30 dB avec un ratio Rload/Rsource de 1000.
      Bien cordialement
      Valegh

  3. On demande de faire attention si l’impédance d’un casque est trop élevée par rapport à la source. Ne pas mettre un casque à forte impédance sur un baladeur ou un smartphone par exemple, sinon acheter un ampli casque. Dans ce cas, quel est l’intérêt des fabricants à faire des casques à forte impédance ? Une forte impédance veut-il dire meilleur qualité ? Je ne trouve aucun site qui explique cela de façon simple.

  4. Ne vous torturez pas à savoir quel casque choisir qui puisse aller avec un smartphone, passez au casque sans fil et vous ne le regretterez pas !
    En filaire, on se sent comme un chien au bout d’une laisse lorsque l’appareil est lourd (par ex un ampli ou une télé), et on n’est pas confortable dans ses mouvements lorsque l’appareil est nomade (smartphone).
    Une fois qu’on a sauté le pas, difficile de revenir en arrière. À tel point que j’ai offert autour de moi les écouteurs filaires (assez haut de gamme ) qui venaient avec mon nouveau smartphone sans même les essayer, tellement je sais que je resterai en sans-fil aussi pour le casque que les écouteurs. D’autant plus que le codec LDAC, le plus audiophile aujourd’hui, est désormais dispo sur tous les appareils Android 8.0 ou plus.
    Certes, on peut refuser le bluetooth par peur d’approcher des ondes trop près de ses oreilles, mais ce n’est pas mon cas et je n’ai pas connaissance d’études sérieuses pouvant justifier cette crainte.
    Dès lors l’avantage du casque filaire je n’en vois plusl’utilité que pour l’écoute de fichiers de très haute résolution, pour lesquels aucun codec actuel ne peut assurer une transmission intacte, et pour en tirer tout le potentiel d’écoute un simple smartphone ne suffirait pas à mon avis : il faudrait un baladeur audiophile ou un ampli casque dignes de ce nom.
    C’est pourquoi avec les smartphones et tablettes du quotidien, le sans-fil me paraît aujourd’hui le meilleur choix.

  5. Une marque propose le même casque (DT 770) avec 3 impédances différentes. C’est pour utiliser sur un clavier Yamaha et sur une carte son Steinberg.
    Comment choisir.

    • L’idéal serait de choisir l’impédance la plus adaptée par rapport à celle délivrée par votre clavier Yamaha ou votre carte son Steinberg. Pour cette dernière, la version 250 Ohms sera très certainement la plus performante.

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