Comment fonctionnent les écouteurs antibruit (et comment nous les testons)

Bose a présenté pour la première fois ses écouteurs QuietComfort en 2000, et depuis lors, le monde de la suppression active du bruit (ANC) au niveau du consommateur a connu une croissance exponentielle. Chaque année, nous testons des dizaines de casques et d'écouteurs qui promettent de bloquer les sons du monde qui vous entoure, qu'il s'agisse du grondement d'un avion qui décolle ou d'un collègue bavard avec un clavier mécanique. Mais qu'est-ce que la suppression du bruit exactement et comment la teste-t-on ? Nous sommes là pour vous aider à comprendre ce que l'ANC peut et ne peut pas faire, et ce que nous recherchons lors des tests pour déterminer les meilleurs modèles que vous pouvez acheter.

Annulation passive du bruit (ou isolation phonique)

Les casques et les écouteurs sont presque toujours conçus pour bloquer les bruits extérieurs sous une forme ou une autre. L'annulation active du bruit utilise des circuits compliqués (que nous expliquerons ci-dessous), 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 offrent une isolation phonique passive, comme la plupart des écouteurs intra-auriculaires grâce à la façon dont leurs embouts en silicone ou en mousse s'adaptent à vos oreilles. Les écouteurs supra-auriculaires (circumauraux) peuvent également fournir une isolation passive du bruit, en utilisant les oreillettes pour créer une étanchéité fiable autour de votre oreille afin de bloquer une bande décente de bruit ambiant, renforcée avec des matériaux comme la mousse à mémoire de forme. Les écouteurs ANC s'appuient souvent sur ces éléments pour aider à bloquer le bruit en plus des circuits qu'ils utilisent.

Ainsi, qu'il s'agisse d'écouteurs à étanchéité de canal ou d'écouteurs circumauraux, cela commence par l'isolation du bruit avant même que des circuits ANC plus compliqués n'entrent en jeu.

La clé de la suppression active du bruit : l'audio inversé

Le concept de base du fonctionnement de la suppression active du bruit est simple. Pensez à 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. Donc, si les ondes représentent des signaux audio, elles s'annulent essentiellement, créant du silence.

C'est ce qu'est l'ANC. Les microphones intégrés aux écouteurs ANC capturent 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, la suppression active du bruit serait facile à mettre en œuvre, moins chère à fabriquer et très efficace presque tout le temps. Mais le son est rarement aussi stable que cela, et sa complexité peut rendre difficile la génération d'un inverse précis par les circuits antibruit. L'ANC fonctionne généralement assez bien pour les sons constants, comme le vrombissement d'un climatiseur ou le grondement d'un avion. Il est plus difficile de créer précisément des inverses pour des sons dont la hauteur et le volume varient considérablement, comme quelqu'un qui chante, ou un son percussif, comme quelqu'un qui tape dans ses mains.

En plus de cela, s'il est relativement facile de créer des ondes inverses pour les sons à basse fréquence, les fréquences plus élevées sont plus difficiles à régler. Étant donné que l'ANC fonctionne mieux sur les basses fréquences et les sons stables, les fabricants utilisent quelques astuces supplémentaires pour rappeler les aigus et les sons transitoires.

Une astuce que nous voyons souvent, en particulier sur les paires d'écouteurs antibruit moins chers, est que les fabricants insèrent un sifflement semblable à un bruit blanc dans le signal qui masque efficacement les fréquences que les circuits ne peuvent pas éliminer. Ce n'est pas une suppression du bruit, cependant, c'est une création de bruit, et nous le notons dans nos critiques chaque fois que nous l'entendons.

Suppression active du bruit vs suppression adaptative du bruit

Apparemment, la suppression adaptative du bruit fait référence à la suppression active du bruit qui s'adapte aux sons qu'elle entend en temps réel pour créer la meilleure suppression de bruit possible pour cet environnement. Si cela vous semble beaucoup comme la définition de base de l'ANC, vous ne vous trompez pas. Après tout, l'ANC doit être adaptatif, sinon cela ne fonctionnerait pas. Mais certaines entreprises poussent l'idée que leur suppression du bruit peut dire où vous êtes et ajuster le comportement des circuits en conséquence. Les modèles Sony récents, par exemple, fonctionnent avec une application qui a la capacité "d'apprendre" les environnements que vous fréquentez et d'offrir le meilleur ANC pour ces zones.

Peu importe à quel point tout cela semble avancé, en son cœur, c'est ce que tout ANC est censé faire. L'ANC ne devrait pas seulement fonctionner dans les gares, il doit fonctionner partout. Cela nécessite d'envoyer le meilleur résultat basé sur une analyse audio en temps réel à partir de micros qui surveillent en permanence votre environnement.

Donc, pour parler franchement, la technologie ne cesse de s'améliorer et les fabricants doivent inventer un jargon pour le commercialiser et le différencier des versions précédentes. Alors oui, ce qu'on appelle l'annulation adaptative du bruit est dans l'ensemble une amélioration par rapport à l'ANC des années précédentes, mais avec des degrés de performance et de cohérence variables, et un peu de vente en plus.

Problèmes courants de suppression du bruit

Comme nous l'avons mentionné précédemment, le sifflement est quelque chose à surveiller et un problème courant parmi les écouteurs à bas prix. Un autre drapeau rouge est l'impact de la suppression du bruit sur la sortie audio d'une paire d'écouteurs donnée. L'activation et la désactivation de l'ANC ne devrait pas modifier la signature sonore, et sur les modèles de qualité supérieure, ce n'est pas le cas. Mais nous avons testé de nombreux écouteurs ANC qui ont des problèmes à cet égard. Parfois, le changement de signature sonore est très subtil, mais de nombreuses paires moins chères sonnent très différemment lorsque l'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 d'une personne à l'autre. Une paire peut me convenir, mais profondément inconfortable sur votre tête. Nous sommes tous construits différemment, et donc dans la mesure du possible, il est idéal de tester les écouteurs par vous-même pour vous assurer que la pression intra-auriculaire ne vous dérangera pas. S'appuyer sur ce que dit une critique est utile dans une certaine mesure, mais en fin de compte, je ne peux pas savoir si vos oreilles réagiront de la même manière que les miennes à la suppression du bruit d'une paire d'écouteurs particulière.

Comment nous testons la suppression du bruit

Croyez-le ou non, notre processus de test pour les écouteurs antibruit est toujours à peu près le même pendant la pandémie de COVID-19 qu'il l'a été pendant des années auparavant. Après tout, nous ne faisions pas un vol de fond à chaque fois que nous testions une nouvelle paire d'écouteurs. Et bien que la ville de New York, où nous effectuons nos tests, soit plus silencieuse que d'habitude, les tests dans la rue ne représentent qu'une petite partie de la façon dont nous déterminons l'efficacité des écouteurs ANC. Afin de dire définitivement quelle paire gère le mieux quelles fréquences, nous avons besoin de cohérence, et nous ne pouvons pas facilement obtenir cela dans les rues.

Ainsi, pour la majeure partie de nos tests, nous utilisons les mêmes fichiers sonores, aux mêmes niveaux de volume, via les mêmes haut-parleurs, dans la même pièce traitée acoustiquement pour générer du bruit. Nous testons avec des fichiers sonores de grondement basse fréquence, des fichiers de balayage haute fréquence et des enregistrements de restaurants bruyants et d'environnements de bureau. Nous avons également soumis les écouteurs à des tests de résistance, en lisant des fichiers sonores à des niveaux de volume élevés qu'aucune paire ne réussira à annuler complètement, afin de déterminer leur efficacité dans des conditions extrêmes.

En comparant la façon dont les écouteurs gèrent ces fichiers sonores ainsi que le bruit extérieur, nous pouvons savoir quels modèles sont les plus efficaces pour réduire le bruit. La réponse n'est pas toujours simple; certaines paires sont meilleures que d'autres pour éliminer des plages de fréquences spécifiques, certaines sont incohérentes et certaines réussissent mieux à un niveau de volume mais nettement moins bien à un autre.

Ensuite, il y a le problème de sifflement susmentionné, que nous testons dans une pièce exceptionnellement silencieuse. Notre espace de test semi-insonorisé et traité acoustiquement est idéal pour cela, nous permettant d'écouter le sifflement sans aucun bruit extérieur. Lorsqu'un sifflement audible est ajouté au signal audio dans une pièce super silencieuse, l'activation de l'ANC semblera en fait rendre les choses plus fortes, pas plus silencieuses.

Évidemment, tous ces tests sont effectués sans aucune musique dans les écouteurs, mais nous testons également les performances audio, à la fois pour voir comment les écouteurs sonnent et pour voir si l'ANC modifie la signature sonore. Après tout, ce sont des écouteurs, et leur son est tout aussi important que leur capacité à bloquer les sons extérieurs. Pour en savoir plus sur la façon dont nous évaluons les performances audio, consultez notre article sur la façon dont nous testons les écouteurs.

Enfin, une fois tous nos tests terminés, nous prenons en compte la suppression du bruit et les performances audio en plus d'autres facteurs tels que le prix et l'expérience utilisateur pour déterminer une note. Nous testons la plupart des principaux (et moins importants) casques antibruit du marché, et chacune de nos critiques est une plongée approfondie dans tous les aspects de leurs performances.

Pour un aperçu de nos modèles préférés actuels, consultez nos guides des meilleurs écouteurs antibruit, les meilleurs véritables écouteurs sans fil antibruit et une comparaison directe des meilleurs modèles ANC actuellement sur le marché.