Qu’est-ce que le rapport signal/bruit ? Peut-on l’améliorer et si oui, comment ?

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Lorsqu’on décide d’acheter un ampli hi-fi, un pré-ampli hi-fi, un lecteur CD, une platine vinyle, un baladeur audiophile ou un ampli casque, de nombreux paramètres peuvent nous orienter dans nos choix : la puissance d’amplification et la connectique, le type de disques pris en charge et le DAC intégré ou encore le type d’entraînement et la cellule fournie.

Bien que souvent négligé, le rapport signal/bruit constitue pourtant lui aussi un critère important pour jauger la qualité d’un élément hi-fi. 

Qu’est-ce que le rapport signal/bruit ?

Tout appareil audio électronique (ampli, pré-ampli, lecteur CD, platine vinyle…) génère plus ou moins de signaux parasites et de bruits de fond qui se superposent au signal traité. C’est le fonctionnement même de ses composants (condensateurs, transistors, résistances…) qui génère ce bruit.

Le rapport signal sur bruit (SNR – Signal/Noise Ratio en anglais) s’exprime en décibels (dB) et indique l’écart de niveau mesuré entre ce bruit de fond généré par les circuits/composants d’un appareil (souffle quand aucun signal ne le traverse) et le signal à son niveau nominal (défini à +4 dBu sur les appareils analogiques, ce qui correspond au niveau “0” des Vu-mètres des amplis, par exemple).

Le niveau 0 dB sur les Vu-mètres de l’ampli NAD M10 correspondent au niveau nominal du signal.

Plus le rapport signal/bruit d’un appareil est élevé, plus son bruit de fond est faible, autrement dit plus son fonctionnement est “silencieux”. Un meilleur silence de fonctionnement rend plus audibles les sons de faible intensité.

On considère généralement qu’un bon rapport signal/bruit est de 60 dB ou plus pour une platine phono, 90 dB ou plus pour un ampli ou un CD, 100 dB ou plus pour un préampli.

Quelles sont les différentes sources de bruit ? 

Qu’est-ce que le bruit des composants, ou bruit de fond interne ?

Sans entrer dans des considérations trop techniques, il faut savoir qu’il existe différents types de bruits dans un système électronique, qui sont liés aux caractéristiques physiques des composants ainsi qu’à leur qualité de fabrication. C’est ce niveau de bruit que mesure le rapport signal/bruit mentionné dans les caractéristiques techniques des différents appareils hi-fi.

Le bruit fondamental est un bruit lié aux propriétés physiques intrinsèques des composants qui génèrent des fluctuations statistiques de courant et de tension. Ces fluctuations et le bruit qu’elles induisent surviennent de manière aléatoire et ne peuvent pas être évités. Les deux principaux bruits fondamentaux sont le bruit Johnson (bruit de résistance thermique) et le bruit de grenaille, appelé aussi bruit quantique. Le bruit Johnson est généré par les mouvements désordonnés des électrons dans la matière, mouvements qui s’accentuent à mesure que la température augmente. D’où l’importance de refroidir certains composants sensibles au moyen de radiateurs (à ailettes) en aluminium, par exemple. 

Les composants les plus sensibles à la chaleur sont généralement refroidis par un radiateur passif en aluminium qui peut présenter des ailettes, ce qui en augmente la surface et favorise les échanges thermiques (photo : intérieur de l’ampli Marantz Model 30).

Le bruit dit “technologique” est pour sa part dû à des imperfections technologiques des composants. On trouve principalement deux types de bruit technologiques qui affectent essentiellement les basses fréquences : le bruit en créneaux (burst noise) et le bruit de scintillation (ou flicker noise). Le bruit technologique est directement lié à la qualité de fabrication des composants. C’est ainsi qu’on distingue les composants audiophiles à faible bruit, qui sont optimisés, des composants “standards”. 

Enfin, le bruit Zener et le bruit avalanche sont une combinaison de bruit fondamental et de bruit technologique. Ils ont pour origine des fluctuations statistiques inévitables mais leur ampleur est liée à la technologie mise en œuvre dans les composants concernés. Des composants optimisés peuvent ainsi réduire ces bruits de manière significative, sans pouvoir toutefois les éliminer complètement.

La question des bruits externes

En plus des bruits de fond que peuvent générer les composants internes d’un ampli, d’un lecteur CD ou de tout autre élément hi-fi ou home-cinéma, il existe un risque de bruits générés par des sources externes. On parle généralement d’interférences électromagnétiques (EMI – Electromagnetic interference en anglais) ou d’interférences radioélectriques (RFI – radio-frequency interference).

Dans une cuisine, de nombreux appareils électroménagers peuvent être source de bruit et d’interférences sur le réseau électrique domestique : réfrigérateur, congélateur, lave-vaisselle, four, grille-pain…

Ces perturbations peuvent être générées par l’allumage d’un éclairage ou d’un appareil électrique, par une alimentation mal ou pas isolée ou encore par un courant électrique puissant qui circule à proximité de composants sensibles. La circulation soudaine du courant dans les circuits électriques domestiques lors de la mise en route d’un éclairage ou d’un appareil (moteur du réfrigérateur et du congélateur, résistance du lave linge, four électrique, radiateur électrique, ascenseur du bâtiment…) peut causer une onde électromagnétique et induire des courants et tensions dans le circuit de l’appareil audio. Cela peut également générer une fluctuation dans le réseau électrique qui se propage dans l’alimentation de l’appareil hi-fi et influence les circuits audio. 

Quel est l’impact du bruit à l’écoute ?

Le bruit généré par les composants électroniques se manifeste à l’écoute par un souffle plus ou moins perceptible. Plus le rapport signal/bruit est faible, plus ce souffle est important et audible, notamment lors de passages musicaux de faible intensité, ou lors des silences. C’est pour cela qu’on parle parfois de la qualité des silences d’un ampli. C’est une autre façon de parler du rapport signal/bruit. Si, lorsqu’il est sous tension et en l’absence d’un signal, un ampli ne génère aucun souffle audible dans les enceintes ou dans le casque, alors son rapport signal/bruit est satisfaisant. Notez que le souffle sera plus audible sur des enceintes colonne et des enceintes bibliothèque ou sur un casque hi-fi de sensibilité élevée que sur des enceintes ou sur un casque de faible sensibilité.

Certes, le souffle généré par un appareil au faible rapport signal/bruit peut être couvert par la musique lorsqu’on monte le volume sonore. Mais son impact est loin d’être négligeable. D’abord parce qu’il rend moins agréable l’écoute à faible volume : un bourdonnement assimilable à un bruit blanc en fond sonore n’est jamais appréciable. Ensuite parce qu’il masque les signaux les plus faibles et fait donc perdre certaines informations. A contrario, une électronique au rapport signal/bruit élevé révèle bien plus de micro détails de l’enregistrement, enrichissant ainsi l’écoute. 

Comment améliorer le rapport signal/bruit de son système ?

La première étape pour optimiser le rapport signal/bruit de son système est de choisir des électroniques dont la conception est optimisée pour réduire les sources de bruit (valeurs, nombre et qualité des composants, design des circuits, blindage anti-interférence, isolation des composants sensibles…). 

On peut également soigner l’alimentation des différents éléments du système pour éviter qu’ils ne subissent la pollution électrique du réseau domestique. On peut pour cela dédier une ligne à son système audio-vidéo sur le tableau électrique en tirant un ou plusieurs câbles électriques de forte section jusqu’à la pièce d’écoute. On peut aussi utiliser des prises murales, des multiprises (filtrées ou non) et des câbles d’alimentation de qualité, avec des contacts en cuivre pur et de forte section et un blindage efficace. On peut enfin recourir à des conditionneurs secteurs (dispositifs de filtrage du courant secteur) qui éliminent les interférences et protègent les appareils contre les pics de tension.

Le conditionneur secteur Taga Harmony PF-1000 v2 adopte un système de filtrage pour fournir une alimentation électrique stable et dénuée de toute perturbation à votre installation home-cinéma ou hi-fi.

Le câblage analogique entre les appareils, notamment les câbles liaisons RCA, doit également être réalisé avec des câbles RCA stéréo qui préservent les signaux des interférences extérieures avec un blindage efficace.

Toutes ces précautions et ces aménagements permettent de réduire de manière importante le bruit, qu’il soit d’origine interne ou externe. 

Et le bruit de fond dans la pièce ?

Vous habitez un quartier bruyant ou en bordure d’une voie de circulation très fréquentée ? Votre cuisine ouverte sur votre salon vous permet de profiter pleinement du bruit du réfrigérateur quand vous écoutez de la musique ? Votre climatiseur n’est pas très silencieux ?

Dans ce cas, le bruit de fond dans votre pièce d’écoute est sans doute plus problématique que celui généré par vos électroniques, avec à la clé un rapport signal/bruit très défavorable pour votre système audio.

Comment y remédier ? En faisant la chasse aux bruits de manière systématique pour les atténuer voire les supprimer. 

Plusieurs solutions existent, à commencer par l’installation de votre système audio dans la pièce la plus silencieuse du domicile et la plus éloignée de toute source de bruit parasite.

Vous pouvez également procéder à l’isolation acoustique de votre pièce, en investissant par exemple dans du double vitrage et dans une porte isolée, voire capitonnée. La pose d’un revêtement isolant ou d’un tissu d’ameublement épais sur les murs peut également arranger les choses.

Si les appareils qui génèrent du bruit et masquent les sons les plus faibles de la musique ne peuvent être déplacés (réfrigérateur, congélateur, VMC, climatisation…), il faut alors envisager de les mettre hors tension le temps de votre session d’écoute ou de votre séance home-cinéma. L’écoute au casque constitue également une solution très pertinente dans un environnement bruyant, notamment avec un casque hi-fi fermé.

En conclusion

Choisir un ampli hi-fi, un pré-ampli hi-fi, un lecteur CD, une platine vinyle, un baladeur audiophile, un ampli casque ou toute autre électronique qui présente un rapport signal/bruit élevé est l’assurance de profiter de sa musique sans souffle ni bruit de fond et de pouvoir entendre une multitude de sons de faible intensité (ce qu’on appelle les micro informations). Le son est alors plus riche, plus précis et plus nuancé.

Cependant, même avec de tels électroniques, il faut prêter attention aux autres sources de bruit comme les parasites et interférences électromagnétiques. Ceux-ci peuvent être traités voire éliminés en utilisant des câbles RCA et des câbles d’alimentation blindés, des multiprises filtrées et/ou des conditionneurs secteurs. 

Quant au bruit de fond dans la pièce d’écoute, il peut être plus compliqué à éliminer, notamment lorsqu’on habite dans une zone bruyante. Quelques travaux peuvent alors être nécessaires pour améliorer les choses (double vitrage, isolation phonique). Les appareils bruyants peuvent pour leur part être momentanément débranchés pour ne pas perturber la session d’écoute.


1 COMMENTAIRE

  1. Bonjour, est-ce qu’il existe une différence en moyenne entre le rapport signal à bruit d’un ampli de classe D et celui d’un ampli de classe AB ? Est-ce que l’une de ces technologies est intrinsèquement plus génératrice de bruit par rapport à l’autre, par ex à cause de la chaleur dégagée ou du type de composants utilisés ?

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