Alimenter les pédales : Tour d’horizon

L’alimentation des pédales est à la fois une question banale et un sujet pointu. Les questions banales concernent la polarité et la consommation. La question pointue est de choisir entre les divers modes d’alimentation : piles, alimentation traditionnelle à transformateur, ou alimentations à découpage…

Après ce survol, un deuxième article approfondira des questions techniques et fonctionnelles apparues ici… Il abordera en particulier la question des alims à sortie multiples, et la question des pedal boards.


Polarités

Les alimentations pour pédales actuelles sont câblées avec le négatif à la masse.
• Il correspond au manchon des jacks 3,5mm dans les pédales de 1970-80 , ou chez EH…
• Il correspond au contact central des fiches coaxiales 2,1mm standard.

Les pédales au germanium des 60s avaient le positif à la masse.
• Elles sont incompatibles avec les circuits modernes, et nécessitent une alim dédiée…
— ou un raccord inverseur si on utilise une alim à masses flottantes.
• Maintenant,  beaucoup de pédales germanium contemporaines ont le négatif à la masse.
• Les pédales Guitar Poppa ont toutes le négatif à la masse, et utilisent des alims standard.


Consommations typiques

On peut ranger les pédales d’effets en trois classes de consommation :

Petites pédales analogiques (sans tubes)
5 à 10mA.

Petits préamplis, égaliseurs, boosters, overdrives, fuzz et distos, tremolos…
On trouve ici les circuits traditionnels comportant un nombre réduit de composants actifs.
• Ces pédales peuvent être sans crainte alimentées par piles pendant au moins 40h.
• Elles peuvent partager en nombre une petite alim, ou un canal standard de 100/300mA.

Pédales comportant un système de retard analogique
50 à 100mA.

Phasings, flangers, delays , chorus analogiques…
Ce sont ces pédales, plus consommatrices, qui dans les 70s ont suscité la fabrication d’alims sur secteur. Mon Small Stone d’époque suçait la pile saline à chaque répète…
• Leur grand nombre d’étages électroniques, l’horloge interne consomment bien plus que l’analogique simple et vident une pile en 2 ou 3 heures.
• Un canal d’alim standard de 200mA sera à l’aise pour alimenter une de ces pédales.
• Un canal d’alim plus puissant de 500mA peut en général en supporter 2… ou 3.
• Vérifier que la somme des consommations n’atteigne pas le maximum disponible :
Une alim saturée causera des bruits de fonds et des dysfonctionnements.

Pédales numériques
100 à 500mA – ou plus.

Toutes pédales exploitant un DSP : Préamplis, delays, et reverbs numériques.
• Également, les pédales utilisant une ou plusieurs lampes classiques
.
Ces pédales sont toujours gourmandes et nécessitent des alims généreuses.
• Les piles ne sont qu’un moyen de dépannage bref (une petite heure au plus).
• Elles risquent de saturer les petites alims, les faisant chauffer jusqu’à la grillade.
• Alimenter plusieurs pédales numériques oblige à utiliser une alim pour pedalboard.
Et c’est là qu’on verra si ses canaux assurent l’intensité de sortie qu’ils promettent…


Alimentation à piles

La pile est la source d’énergie la plus autonome, la plus silencieuse, mais aussi la plus onéreuse.

Elle a l’avantage d’être intégrée à la pédale, et de n’être tributaire que de sa bonne santé.
Mais aussi des oublis ou de la négligence de son propriétaire : En fait, comme la bouteille de gaz, c’est quand on en a besoin que l’on découvre qu’elle est vide — c’est  du vécu !

La pile est le moyen le plus simple d’ignorer les ronflettes d’alimentation.
• Le courant qu’elle fournit aux circuits actifs est parfaitement lisse.
• Elle est insensible aux fausses masses bruyantes dues à une prise de terre défectueuse.
• En revanche, elle n’est pas éternelle, et peut coûter cher à l’usage.

Durée d’utilisation

La durée de vie maximale théorique d’une pile se calcule ainsi :
Durée (heures) = Capacité (milliampères.heures) ÷ Consommation (milliampères).

Cette durée théorique n’est réaliste que pour des utilisations brèves.
Une utilisation de longue durée (concerts, répètes-marathon) fatigue plus vite la pile :
• Pour une pile alcaline, la durée de vie réelle vaut entre 1/2 et 2/3 de la durée théorique.
• Pour une pile saline, la durée de vie réelle vaut entre 1/4 et 1/2 de la durée théorique.

Exemples typiques

Une pile alcaline 9V standard a une capacité de 500mAh.
• Elle pourra alimenter une pédale digitale pendant 20 à 45mn sous 500mA…
• Elle pourra alimenter un delay analogique pendant 5h à 8h sous 50mA…
• Elle pourra alimenter une disto basique pendant 25h à 40h sous 10mA…

Les piles au Lithium ont une capacité de 1200 à 1500mAh, mais sont onéreuses.
• Alcalines et Lithium fournissent leur tension nominale pendant 75% de leur durée de vie.
• La tension fournie chute ensuite rapidement dans les derniers moments…

Les piles salines offrent à peine 200mAh et leur tension baisse dès la première heure.
• Les circuits 100% transistors supportent cette sous-alimentation, mais pas les circuits utilisant des amplis-op intégrés, pour lesquels 9V sont déjà tout juste suffisants.


En résumé

Je déconseille les piles salines, ni performantes ni fiables.

Les piles alcalines restent intéressantes pour alimenter une pédale à l’occasion d’une jam ou d’une répète sur le pouce, sans devoir aller chercher une prise secteur.

La pile peut être bienvenue en studio pour alimenter des pédales très sensibles aux parasites et autres Buzz.

L’arrivée sur le marché blocs de batteries performants réactualise la donne au niveau d’un pedalboard entier.


Alimentation secteur à transformateur

Principe général

Ces alims sont apparues dès les 70s, avec l’arrivée des premières pédales bouffe-piles.
• On se souvient tous de ces boîtes un peu lourdes, dédiées à une seule ou un petit groupe de pédales… Il y en a qui assurent encore au fond des salles de répète !
• Le transfo fixe la tension, un redresseur fixe la polarité, un filtre lisse plus ou moins bien la tension de sortie. Cela fonctionne, pas toujours en silence, mais c’est robuste.

Filtrage passif ou stabilisation

Le filtrage passif se réduit à de simples condensateurs (avant 1990)
• 
Des condensateurs se gorgent pendant les alternances positives, et recrachent leur contenu pendant les creux… C’est sensé fournir un courant continu lissé…
• En réalité, de fortes ondulations résiduelles subsistent, produisant une ronflette à 100Hz audible sur les appareils alimentés.

Une grande incertitude sur le voltage fourni
Ces alims à filtre passif produisaient une tension de sortie très imprécise : une vieille alim des 70s déclarant 9V fournissait en fait entre 12V et 7V selon les circonstances…
Le plus inquiétant était la surtension en cas de consommation faible : Elle faisait travailler les circuits en dehors de leur plage de réglage normale, et surtout accélérerait le vieillissement des composants qui comme par hasard étaient calculés au plus juste.
Les électroniques vintage, elles-mêmes sommaires, ne craignaient pas trop de tels écarts, mais les pédales actuelles équipées de circuit intégrés sont bien plus exigeantes !

Une alimentation sérieuse comprend toujours un circuit de stabilisation.
• Ce circuit actif s’ajoute aux condensateurs de filtrage et achève leur travail.
— Il maintient le voltage de sortie à 2% près. (8,8 à 9,3 Volts, souvent mieux).
— Il s’oppose à tout accident sur la tension de sortie : parasites inductifs ou dus à électricité statique, appels ou reflux brutaux de courant.
• Il assure en plus une protection contre les courts-circuits sur la sortie.
— Les modèles bas de gamme supportent environ une minute de court-circuit.
— Les modèles sérieux supportent les court-circuit permanents.

Pour faire le tri…

Les vieilles alimentations non stabilisées, que l’on reconnaît à leur surtension à vide, sont définitivement obsolètes, bruyantes et néfastes pour le matos.

Les bonnes alimentations stabilisées à transformateur, souvent nommées « type Boss », restent un bon compromis silence/fiabilité/sécurité.

Il n’est pas utile d’en acheter des neuves, mais il n’y a pas de raison de se séparer de celles qu’on a déjà.

Les transformateurs assurent de plus une isolation galvanique

Les alims à transformateurs offrent une bonne sécurité.
Le transformateur est composé d’un enroulement primaire, connecté au secteur 230V,  et d’un enroulement secondaire qui fournit le courant attendu. Les deux enroulements sont couplés par le champ magnétique induit dans le noyau métallique du transfo, mais restent électriquement isolés l’un de l’autre.

Aucun courant électrique n’existe entre le secteur et la tension qui part vers les pédales. C’est rassurant pour la sécurité des guitaristes et des harmonicistes !

Cette isolation est tributaire de la qualité de fabrication du transfo, qui doit présenter le moins de fuites possible. Cela aussi a fait la renommées des alims Boss.


Alimentation secteur à découpage

Principe général

Les alimentations à découpage sont rapidement apparues comme un montage idéal
• Leur technologie s’est développée dans les années 70, et a d’abord été appliquée dans les télévisions où elle a permis de s’affranchir d’énormes et coûteux transformateurs.
Ces nouvelles alims étaient peu encombrantes, très légères, et chauffaient moins.
• Un circuit électronique produit un courant haché qui réagit avec une bobine d’inductance, provocant une tension calibrée qui va être ensuite redressée et filtrée.
• Vers 2000, elles apparaissent quasi idéales : leur tension de sortie est précise et stable, sans ronflette résiduelle, et elles sont protégées contre les court-circuits.

Attractives, mais pas si parfaites dans un premier temps

Appâtés par les promesses des distributeurs, on s’est quasiment tous jeté dessus…
• On a découvert hélas que que ces alims produisaient des sifflements et autres « Hiss« , bien pires à l’usage que les ronflettes et les « Hum » des alimentations antiques…
— Le découpage opérait dans une bande de fréquences audibles, entre 1 et 3 kHz.
— Cela induisait souvent un sifflement très gênant dans les pédales analogiques.
— Une régulation active soignée pouvaient les rendre silencieuses, pas toujours.
Seul des essais en conditions réelles pouvaient confirmer si elles convenaient ou pas.
• C’est pourquoi dans les 2000-10, beaucoup ont préféré en rester aux alims de type Boss, ou ont attendu la génération suivante…

Depuis les 2010s, le découpage à haute fréquence a résolu le problème.
• Le découpage à plus de 100kHz a boosté le rendement et rendu ces alims silencieuses.
• L’éventuelle ondulation résiduelle est inaudible et de toutes façons facilement filtrable.
• Seul défaut, très rare : une éventuelle interférence avec certains matos numériques…


A retenir

Les alims à découpage haute fréquence sont de bons achats…
Celles qui sifflent pourront toujours illuminer le sapin de Noël !

L’absence de ronflette post-filtrage ne dispense pas d’une connexion de terre sur l’ampli pour éviter les buzz par induction et toute fuite due à d’éventuels défauts d’isolement.

Un transformateur d’isolement reste un important facteur de sécurité. La taille réduite des modèles ne remettra pas en question la miniaturisation de l’alim.


A propos de la puissance disponible

Effets délétères d’une alim surchargée

Quelle que soit sa technologie, une alimentation surchargée chute en tension…
• Les pédales sous-alimentées perdront leur limpidité et leur dynamique…
• Les modèles 100% transistors changeront de grain car leur bias sera faussée…
• Les delays, chorus et autres reverb risquent de ne plus fonctionner correctement…

Une alimentation surchargée peine et chauffe…
• Son filtrage perd en efficacité :  il laissera passer des ronflettes et autres buzz…
• Ses composants chauffent, leur fiabilité diminuera d’autant, ainsi que leur durée de vie.
• Ceci d’autant plus que fabricants calculent toujours les composants au plus juste !

Pour estimer la consommation totale d’un pedal board

Quelle que soit la technologie et le budget, savoir le débit total que l’alimentation devra assurer sans faiblir est une affaire fonctionnelle et financière.

Il faut additionner les consommations de TOUTES les pédales à alimenter, car elles seront toutes et toujours sous tension, même si leur effet n’est pas enclenché.

On additionne les courants consommés sans se soucier des différences de tensions utilisées par chaque pédales : 10mA sous 9V ou 12V, c’est toujours 10mA !

L’intensité à fournir par l’alimentation devra être franchement supérieure à la consommation totale des pédales. Compter au moins 30% à 50% de plus.
Par exemple : alim de 1,5A pour une consommation totale de 1A.

Bien lire  les spécifications des alims pour pedalboard…

Les alims pour pédal board comportent généralement deux modules :
Le bloc de filtrage avec tous ses canaux, indiquant leur voltage et le courant disponible.
Le bloc primaire séparé, qui alimente le bloc de filtrage et indique un courant maximum.

A retenir :

Chez beaucoup de fabricants, la somme des intensités annoncées sur les sorties du bloc de filtrage est supérieure à l’intensité que peut leur fournir le bloc primaire.

En l’absence de magie et pour éviter d’être déçu, on se souviendra que le débit total maximum correspond à la spécification la plus pessimiste : le courant maximal que peut fournir le bloc primaire (en général 2A)…


A suivre…

On voit qu’il y a peu la situation n’était pas simple : les bonnes alims n’étaient pas si courantes, et les plus courantes pouvaient avoir des défauts cachés.
Des miracles pouvaient toutefois arriver et valider des configurations discutables…
Les nouveaux produits sont apparus dans les 2010s sont particulièrement adaptés à l’alimentation des pédales et des pedal boards.

Je vous propose de nous retrouver dans un autre article pour des approfondissements.

Guitar Poppa


Aller voir : 

Alimenter les pédales : Quoi de sûr ?

Alimenter les pédales : Les trucs de Poppa

Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterShare on LinkedIn