DOSSIER : Visioconférences #1

septembre 2020Tutoriel Corporate AV

1re partie : La captation audio

Deux mois de confinement ont suffi pour impulser, a priori durablement, de nouvelles pratiques de communication et de partage dans le monde du travail. Nous sommes nombreux à nous être familiarisés avec les plateformes en ligne d’échange à distance, avec plus ou moins de réussite quant au confort d’utilisation. Un confort qui peut grandement être amélioré par l’usage d’outils adaptés pour la captation et la restitution du son et de l’image.

En ces temps de télétravail, Zoom, Teams et autres plateformes de visioconférence sont devenus, pour beaucoup, des outils quotidiens indispensables pour remplacer les réunions présentielles.

Dans l’économie privée comme dans les administrations, chacun s’est organisé comme il a pu pour mettre en place des écosystèmes, les souhaitant tout à la fois efficaces, conviviaux et exploitables à long terme.

Chacun n’a pas, loin de là, bénéficié du même confort. Certains « confinés » ont dû se débrouiller avec les moyens du bord, sur des plateformes grand public et avec des webcams récupérées dans les fonds de tiroir. D’autres, souvent salariés d’entreprises disposant d’un service informatique structuré, qui ont pu bénéficier de serveurs dédiés et d’un parc d’équipement de visioconférence efficace, ont produit des échanges plus efficaces et moins fatigants sur le long terme.

Loin d’être éphémère, cette période télétravaillée marque clairement le début d’une nouvelle approche dans les relations professionnelles. On constate aujourd’hui que nombreux sont les salariés qui souhaitent préserver, au moins en partie, ces moments de travail à la maison.

Certains responsables de services rechignent, craignant un certain relâchement. Pourtant, de nombreuses études montrent que, statistiquement, un collaborateur en télétravail est plus efficace et travaille plus longtemps que s’il était au bureau. A tel point que des sociétés vertueuses mettent en place des chartes pour s’assurer que leurs télétravailleurs ne laissent pas peu à peu l’univers professionnel nuire à leur vie privée. Des commissions paritaires sont  aussi au travail actuellement pour trouver, à ces situations inédites, un cadre de fonctionnement optimal et admis des employeurs comme des salariés et législateurs.

Si l’on prend en considération le fait que le télétravail permet aussi de limiter la taille des bureaux des entreprises, donc de réduire d’autant les charges, on comprend qu’il est fort probable que cette tendance se développe.

De nouveaux besoins d’équipement

 

Nous l’avons constaté, faire collaborer des équipes à distance sur le long terme ne peut se faire efficacement qu’avec des moyens techniques adaptés.

Pour un télétravailleur isolé, qui intervient depuis son domicile ou d’une chambre d’hôtel, lors d’un déplacement par exemple, un PC équipé d’une caméra et un bon micro-casque suffisent à assurer un bon confort, tant que le débit internet est suffisant.

Dans les locaux des entreprises, l’équipement se doit d’être beaucoup plus sophistiqué. Les salles de téléconférence dédiées, qui existent bien entendu déjà dans de nombreuses structures, se multiplient comme des petits pains.

La salle du conseil d’administration n’est plus la seule à disposer de l’équipement high-tech. De plus petites pièces, appelées bulles, qui peuvent accueillir quelques collaborateurs, sont désormais installées pour permettre la souplesse opérationnelle indispensable aux entreprises modernes. Pouvoir, au débotté, connecter une équipe présentielle avec des collaborateurs en télétravail, un client étranger et un prestataire en voyage est devenu un cas de figure très commun.

Avec ces besoins accrus, les spécialistes audiovisuels qui disposent des compétences pour installer ces salles de téléconférence sont de plus en plus sollicités.

Dans les deux parties de ce dossier technique, respectivement consacrées à la captation audio et à la restitution du son, nous passerons en revue les solutions techniques spécifiques auxquelles ces professionnels pourront recourir.

La qualité sonore avant tout

Commençons par quelques interrogations. Une visioconférence classique prévoit des échanges via le son et l’image, que ce soit celle des personnes distantes ou de tout autre contenu, comme une présentation PowerPoint.

Est-il possible d’organiser une téléconférence sans disposer de liaison image ? Assurément, c’est sur ce mode que fonctionnent les conférences téléphoniques.

Est-il en revanche possible d’organiser une téléconférence sans disposer de liaison son ? On a du mal à imaginer qu’un tel échange puisse être interactif, et c’est pourtant aujourd’hui l’un des aspects fondamentaux de toute réunion de travail.

« Si vous m’entendez, vous pouvez me comprendre sans me voir. Si vous me voyez sans m’entendre, aucun message ne peut passer », expliquait ainsi Julian Treasure lors d’une conférence TED en 2012, et que je vous invite à visionner.

Le son est le plus petit dénominateur commun de toutes les webconférences, et des études montrent que, pour plus de 80 % des responsables de services informatiques, la qualité du son est un critère majeur dans la perception globale des informations transmises.

L’environnement acoustique

 

La considération du traitement acoustique, particulièrement dans les petites salles de visioconférence, est un préalable au confort d’utilisation.

Même si, lorsque l’on vous demandera de préconiser le système de captation audio, il y a de grandes chances pour que la salle soit déjà réalisée – et bien souvent sans que l’architecte n’ait pris en compte sérieusement cette préoccupation –, il va de soi que le comportement acoustique du lieu influencera directement les ambitions qu’il sera possible d’afficher en termes de captation audio.

La réverbération du lieu, la présence de modes propres ou d’échos entre les parois rendra plus complexe encore le travail de préconisation. Des compromis devront être réalisés pour obtenir le meilleur résultat final possible. Ne perdez jamais de vue que la qualité de la communication sera directement liée à l’intelligibilité du son perçu. Et, dans l’univers des réunions, l’efficacité est une priorité.

Autant que faire se peut, donc, essayez d’avoir une influence sur le traitement acoustique, ou d’en préconiser un lorsque la salle présente des difficultés, quitte à ventiler le budget global entre l’acoustique et l’électro-acoustique. Dans un environnement acoustique « propre », un microphone simple fonctionnera souvent mieux qu’un capteur sophistiqué placé dans un environnement difficile.

1- Postes de conférence, la tradition

Cette solution se retrouve dans de nombreuses salles de conférence traditionnelles. On dispose devant chaque intervenant un poste dédié avec micro, parfois avec haut-parleur. Lorsque quelqu’un veut prendre la parole, il appuie sur une touche et parle devant le micro. Le son est perçu par les autres participants depuis le haut-parleur du poste qui leur fait face, ou via un système de sonorisation global.

Tous ces postes individuels sont reliés à une base centrale, en filaire ou en HF. Celle-ci permet de gérer le flux des communications, mais aussi les priorités et les autorisations, voire d’enregistrer la conférence. La mise en place et la gestion d’un kit de matériel de ce type nécessite un personnel formé à son utilisation.

Une telle configuration de conférence traditionnelle peut tout à fait être reliée à un site distant via une plateforme en ligne. Aucun doute que des compétences d’administration ainsi que du matériel spécifique seront alors indispensables.

Certains postes, ici le Taiden HCS-8338, proposent des fonctionnalités très étendues. Affichage vidéo multicanal et caméra ou encore accès internet et, en option, le vote électronique, un lecteur de carte RFID ou d’empreinte digitale, l’enregistrement audio numérique, l’interprétation simultanée, un double sélecteur de langue…

D’un point de vue électro-acoustique, nous retrouvons les questionnements classiques de la captation audio avec des micros, comme dans un univers de spectacle ou d’événementiel.

Deux capsules interchangeables destinées aux micros à col de cygne Shure MX.

Le diagramme polaire des capsules choisies devra être d’autant plus directionnel que l’on voudra s’affranchir des bruits alentour, d’une part, et que le micro sera loin de l’orateur, d’autre part. Cette distance est en effet l’un des paramètres les plus importants pour garantir une bonne intelligibilité. Si le micro est éloigné de plus de la distance critique, à savoir celle à partir de laquelle la dose de champ diffus dépasse dans le signal celle du son direct, les critères d’intelligibilité deviennent défavorables, et aucun DSP, aussi performant soit-il, ne pourra réellement compenser la problématique.

Disponibles en six longueurs de 123 à 535 mm, les micros modulaires Audio-Technica ES 925/DS5 proposent aussi les directivités omnidirectionnelles, cardioïdes et hyper-cardioïdes par changement de capsule. Ils peuvent se monter sur socle, se visser à travers la table, voire se suspendre au plafond.

 

2- Les micros de surface

Le modèle AKG PZM-30D fait directement référence à l’historique capteur à zone de pression Crown, et en reprend le design. Les deux marques font partie du groupe Harman.  © AKG

Ici aussi, nous retrouverons des notions familières à certains micros de scène connus sous le petit nom de PZM (pour Pressure Zone Modulation), ou capteur à zone de pression. Imaginé en 1978 par Ed Long, qui travaillait pour la firme Crown, le micro à zone de pression se pose sur une surface rigide, idéalement significativement plus grande que la surface du micro lui-même. L’idée simple, mais très efficace, consiste par ce biais à affranchir la capsule de la majorité du champ diffus, et en tous cas des réflexions qui induisent des filtrages en peigne, et donc une altération du timbre.

Ces micros sont, entre autres, couramment utilisés pour la captation de pianos, de batteries, ainsi que sur les scènes de théâtre pour le renfort sonore des comédiens.

En conférence, le micro de surface sera souvent utilisé pour élargir la zone de captation par rapport à celle des micros traditionnels, sans pour autant augmenter l’importance du champ diffus. Un même micro pourra ainsi suffire pour plusieurs personnes autour de la table.

© Sennheiser

Membre de la famille SpeechLine Digital Wireless, le micro de surface Sennheiser SL Boundary 114-S se pose sur la table et s’utilise sans fil.

© Audio-Technica

Le micro à capsule hyper-cardioïde ou omnidirectionnelle interchangeable Audio-Technica ATND971a s’intègre directement dans un réseau Dante. Le switch peut aussi servir de commande à des fonctions vidéo.

 

© TOA

Le modèle TOA EM-700 est très discret. Proposant une directivité cardioïde optimisée lors de son positionnement sur une surface plane, il assure une captation transparente de la voix.

© Shure

Les Shure Microflex MX395 s’installent à demeure dans les tables de conférence. Ils sont disponibles en diverses couleurs et directivités, avec ou sans anneau lumineux indiquant le statut Mute du capteur. On parle de micros boutons.

Dans le cadre des salles de conférence, les micros de surface peuvent, à l’instar des cols de cygne, être fixés à demeure à la table ou être posés dessus et déplacés à volonté. Ils existent en modules « micro seul » et en solutions avec touches de prise de parole, à choisir suivant les besoins.

Certains proposent un choix de directivité avec des capsules interchangeables, d’autres des retours d’infos par bagues ou voyants lumineux. Et on trouve même des références à relier directement en RJ45 à un réseau audio sur IP.

3- La captation par micros multicapsules

Pour simplifier la mise en œuvre des téléconférences dans les entreprises, les bureaux d’études ont travaillé sur la conception de systèmes de captation audio centralisés. Ceux-ci ne nécessiteraient plus le déploiement de multiples micros sur les tables, mais uniquement d’avoir à disposer un ou plusieurs « modules » capables d’assurer une captation sonore avec pertinence et discernement dans les conditions d’exploitation les plus variées.

Le principe commun à tous ces systèmes de captation est de disposer de plusieurs capsules microphoniques regroupées dans le même corps. Ensuite, plusieurs principes, plus ou moins sophistiqués, et donc coûteux, sont proposés. Tous ont pour but d’optimiser le ou les lobes de directivité du micro en fonction de la zone de captation.

Le contrôle par matriçage

Le principe de ce type de capteurs est de moduler la directivité obtenue par le matriçage électrique des diverses capsules. Ce n’est ni plus ni moins que ce que proposent les micros de prise de son classiques à deux capsules, tels les AKG 414. En réalisant de simples sommes et différences électriques des signaux issus de ces deux capsules, on obtient les trois diagrammes polaires de base que sont l’omnidirectionnel, le cardioïde et la figure en 8.

Restons donc chez AKG pour évoquer le CBL301B, qui contient trois capsules. Ce micro de table est destiné aux captations de groupes de conférence de petite ou moyenne taille. Il présente l’intérêt d’offrir un choix de couverture. Si l’audience est peu nombreuse et regroupée, choisissez la directivité cardioïde, qui éliminera les sons arrière. Si le groupe est réparti plus uniformément autour du micro, basculez sur la directivité large, qui permettra à chacun de s’exprimer avec un bon résultat audio.

Jusqu’à 16 CBL301B peuvent être installés dans une même salle, pour couvrir de longues tables, par exemple. Les capteurs sont alors reliés à un processeur DSP BSS-DCP-555, qui gère les signaux et ajoute un ensemble de fonctionnalités, comme l’atténuation du bruit et de l’écho, l’optimisation du son et l’automix des sources.

© AKG

Le micro de surface AKG CBL301 est doté de trois capsules dont le matriçage des signaux permet le choix entre deux directivités

© AKG

Un CBL301 central couvre uniformément le tour d’une table.

Le modèle CBL201 dispose de deux capsules. Associé au CBL301, il permet de compléter des configurations pour obtenir tout type de forme de couverture.

Autre proposition, mais qui reprend les mêmes principes, celle du micro suspendu. Citons le modèle Audio-Technica ES954, qui s’utilise également seul ou à plusieurs répartis sur l’espace, le nombre total utilisé n’étant limité que par la capacité du mélangeur ou du DSP contrôlant le système. Chaque ES954 dispose de quatre capsules qui permettent un contrôle de directivité en ouverture et en hauteur. Les angles s’incrémentent par pas de 30° pour adapter au mieux la configuration à l’audience. Le micro, relié à l’électronique via RJ45, est blanc pour s’intégrer aux plafonds.

© Audio-Technica

Pendu au plafond, l’Audio-Technica ES954 compte quatre capsules. Celles-ci permettent, via traitement DSP, un contrôle de la directivité en largeur et profondeur.

© Shure

Le modèle Shure MXA310 propose quant à lui un choix de quatre diagrammes polaires, dont une version toroïdale destinée à enrober un tour de table.

 

L’array de micros

Il s’agit ici aussi de systèmes de captation multimicros. Mais, alors que les possibilités de modulation de directivité que l’on obtient avec deux, trois ou quatre capsules restent limitées à un élargissement/rétrécissement de la zone couverte, l’idée est avec les arrays de multiplier le nombre de capsules de micros pour affiner drastiquement la précision et les possibilités.

Avec un tel array, nous allons pouvoir obtenir simultanément plusieurs lobes de directivité, focalisés sur différents intervenants. Un autre grand pas en avant réside dans le fait que les adaptations pourront se faire en temps réel, en fonction de ce qui se passe dans la salle.

C’est en s’appuyant sur des processeurs numériques puissants que l’array de micros peut se consacrer à une zone de la pièce, mais aussi simultaném

ent à plusieurs, deux intervenants installés aux extrémités de la table, par exemple. En optimisant les lobes utilisés, le capteur favorise notablement le champ acoustique direct utile au message transmis. Le champ acoustique diffus, mais aussi les bruits divers de la pièce, comme celui de la ventilation du vidéoprojecteur ou la rumeur d’une route derrière la vitre, sont très atténués dans le signal. L’intelligibilité est préservée au maximum.

Bien entendu, en termes de budget, nous venons de franchir une

énorme marche. Mais chaque besoin a sa solution, et chaque solution, son coût propre.

Deux catégories d’arrays de micros existent, sous forme linéaire et de surface.

 

Les arrays linéaires

Esthétiquement proches des barres de son proposées pour diffuser de la musique ou le son des programmes audiovisuels sur écrans plats, ces arrays linéaires contiennent jusqu’à u

ne douzaine de capsules micro. L’idée est de disposer d’une solution « universelle » et discrète pour assurer la captation, sélective ou non, d’une audience de visioconférence.

Certaines de ces barres intègrent également un système de diffusion électro-acoustique. Nous aborderons cet aspect dans la deuxième partie de notre dossier, consacrée à la diffusion du son.

Certaines disposent également d’une caméra vidéo intégrée ou d’un panneau de connexion pour relier des accessoires. Nous aborderons également ce point ultérieurement.

Le premier exemple que nous

citerons est la référence TOA AM-CF1, dont la devise est fort justement « Focalisez-vous sur la réunion, nous nous focalisons sur le son ». Disponible en noir et en blanc, elle contient huit capsules en veille permanente, dont les signaux sont combinés par le DSP en temps réel pour focaliser la captation sur la conversation. Le DSP assure également l’élimination des bruits de fond et l’atténuation de l’écho. La AM-CF1 est pertinente pour des salles d’une dimension allant jusqu’à 6 x 6 m, soit une audience de quatre à huit personnes. Elle est équipée d’un système de diffusion sonore et d’un panneau de connexion pour accessoires.

 

 © TOA

La barre de captation TOA AM-CF1 ajuste en temps réel l’angle et l’azimut de captation pour se focaliser sur l’orateur.

Signalons également un intéressant kit, toujours chez TOA et référencé AM-1. Il s’agit d’une solution d’array linéaire qui offre une totale liberté de mouvement à un orateur en focalisant le lobe en temps réel.

L’ensemble TOA AM-1 oriente le lobe de captation vers un orateur qui se déplace, sur un podium, par exemple.

Toujours pour les petits espaces, jusqu’à 30 m2, on trouve chez Televic la référence HDL200 Nureva. A travers sa technologie propriétaire Microphone Mist, elle revendique, à partir des 10 capsules physiques qu’elle contient, 4 096 micros virtuels chargés de traquer les participants où qu’ils se déplacent dans la salle.

On peut remarquer l’esthétique très high-tech, avec un écran couleur qui affiche les indications de statut et l’heure en mode veille.

La barre est équipée d’un système de diffusion sonore et d’un panneau de connexion pour accessoires.

 

© Televic

La barre HDL200 Nureva Televic deploie par virtualisation un array de 4 096 micros.

L’algorithme Mist développé par Televic revendique une approche différente des principes de fabrication de lobes utilisés par d’autres fabricants. L’idée est de constituer virtuellement une multitude de micros qui se consacrent chacun à une zone bien spécifique de la salle, puis de faire le choix. 

Televic propose aussi sur le même principe une référence HDL300 destinée aux salles allant jusqu’à 60 m2. Elle contient 12 capsules physiques qui induisent 8 192 micros virtuels. Elle comporte également deux haut-parleurs.

Issue de la récente gamme Bose Work, continuons avec la Videobar VB1. Destinée aux salles de taille moyenne, elle contient un array de six micros à focalisation automatique et équipés d’une égalisation automatique du spectre pour assurer une intelligibilité maximale. Sa réponse s’étend de 20 Hz à 15 kHz. Elle inclut une caméra vidéo 4K et un système de diffusion audio.

 

© Bose

La barre « tout en un » Bose VB1 fait partie de la gamme Bose Work inaugurée en 2019 et dédiée aux vidéoconférences.

Disponible en deux longueurs, 60 et 120 cm, et trois couleurs, la Shure MXA710 peut s’installer au plafond, sur la table ou contre les murs le long de l’écran vidéo. Elle modélise jusqu’à huit lobes de directivité simultanés (en longueur de 120 cm), qui s’adaptent à la disposition des personnes dans la salle, y compris en temps réel avec la fonction autofocus. Dans les petits lieux, le DSP intégré suffit à la gestion des paramètres. Pour les grandes salles, un processeur externe Intellimix assure les traitements.

Une proposition de couverture par trois lobes distincts générés par l’array linéaire de micros contenus dans la barre Shure MXA710 de 120 cm.  © Shure

Les array de surface

Après les systèmes linéaires, nous augmentons les capacités d’analyse en ajoutant une deuxième dimension pour basculer sur des surfaces, de forme carrée. L’intérêt est, d’une part, de multiplier la finesse d’analyse et de traitement et, d’autre part, d’être capable de gérer des surfaces plus vastes.

Au-delà de la puissance du système, nous ajoutons un atout, l’aspect esthétique. Bien que d’une surface importante, ces arrays de micros vont généralement s’intégrer au plafond des salles, libérant totalement la table de réunion et fonctionnant dans une discrétion totale et à l’abri des altérations que peuvent subir les équipements posés sur les tables s’ils ne sont pas administrés avec la plus grande rigueur.

Shure a implanté 100 capsules dans sa solution Microflex Advance MXA910. Le processeur Intellimix permet de générer jusqu’à huit lobes de captation distincts, et donc d’exclure les bruits indésirables issus d’autres parties de la pièce.  © Shure

Chez Shure, le modèle de référence s’appelle MXA910. Associé au processeur Intellimix, il permet de s’adapter à une multitude de configurations. Soit en ajustant les lobes de couverture manuellement, soit en choisissant la fonction autofocus, qui trouvera d’elle-même, en temps réel, où se situent les prises de parole.

Chez Sennheiser, le produit porte la référence TeamConnect Ceiling 2. Il contient 28 capsules omnidirectionnelles, et plusieurs dalles peuvent être utilisées simultanément pour les très grandes salles. Tout comme les autres produits de la gamme Team Connect, il se configure via l’application Sennheiser Control Cockpit.

A noter que l’array Sennheiser s’intègre à l’offre Bose Work pour compléter la gamme et présenter ainsi la série ES1 Ceiling Solution. Celle-ci inclut les enceintes de plafond Bose EdgeMax, très intéressantes et dont nous parlerons dans le prochain épisode de notre dossier, ainsi que les amplis processeurs Bose ControlSpace.

Chez Sennheiser, l’array de micros se nomme Team Connect Ceiling 2. © Sennheiser

Rendez-vous le mois prochain pour la suite du dossier, consacrée aux solutions de diffusion du son.

Un article d'

Eric Moutot