Consommation étonnamment faible d'une enceinte amplifiée

[melchisedec]

J'ai fait une mesure de courant qui a donné un résultat étrange avec le circuit suivant :

Une batterie de voiture 12v 60Ah branché sur un convertisseur 12/220V en passant à travers un amperemetre alimente côté 220 du convertisseur une enceinte amplifiée de 80W RMS donnée pour consommer 144 watts en tout.

Or côté courant continu batterie, l'amperemètre n'affiche
qu'à tout casser 3 ampères (là où il aurait indiquer près de 12A) quand l'enceinte tourne à plein rendement, soit une puissante de 12v x 3a = 36 watts sachant par ailleurs que j'ai testé le même montage avec une ampoule de 60W qui elle débite bien environ 4,92 ampères ce qui est cohérent à l'erreur de mesure près comment est-ce possible ?
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[f6bes]

Bsr melchi....
Difficile de répondre à distance.
Dans ce genre de truc , faut y aller pas à pas et "chercher l'erreur".Car forcément il y en a une !
L'enceinte ne peut délivrer 80 w en n'en consommant que 36 w.
Faudrait mesurer la consommation EXACTE de l'enceinte alimentée par du 220 v direct (bien sur à puissance NOMINALE).On aurait déjà une idée de la VRAIE consommation.Vérifier ensuite qu'en sortie du convertisseur on a bien du 220 v lorsque l'enceinte y est connectée (toujours à puissance nominale).Etc...
C'est en passant tout au peigne fin que l'erreur apparaitra.

Cordialement

[Pio2001]

La consommation de l'enceinte dépend du volume d'écoute.
A un volume donné, sur un disque donné, la puissance sonore varie du simple au centuple selon les passages musicaux. Ce qui rend la mesure impossible.

20 dB de dynamique sur les disques classiques avec passages très contrastés, soit un facteur 10 en amplitude, et 100 en puissance.

Sur de la musique pop, les variations sont plus faible au long d'un disque, mais il peut y avoir de grandes différences d'un disque à l'autre.
De plus, il y a aussi de nettes différences d'une source à l'autre pour un même CD (Telle ou telle sortie casque, telle ou telle platine CD, telle ou telle carte son...)

La puissance donnée est un chiffre sans signification à moins qu'une norme de mesure officielle ne soit spécifiée, ce qui est rare. Et dans ce cas cela correspond à des conditions de laboratoire plutôt que réelles (Puissance lorsque l'on atteint tel taux de distortion harmonique sur telle plage de fréquence).
En gros, les constructeurs cherchent à efficher les chiffres les plus élevés possibles.
La puissance maximale ou "musicale" est en fait la puissance nécessaire pour détruire l'enceinte. Et je ne suis même pas sûr d'exagérer !

[invite5e5dd00d]

Si je me souviens bien il y a aussi trois types d'enceintes : les classe A, B et C. Je connais plus vraiment les différences, mais en tout cas je sais qu'il y en a une qui consomme plus que les autres.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jean-Guy]

Bonjour à tous et toutes.

Tu dis, Sigmar

il y a aussi trois types d'enceintes : les classe A, B et C

Tu oublies la classe D (courant hachuré à haute fréquence).

Tu te demandes

mais en tout cas je sais qu'il y en a une qui consomme plus que les autres.

Oui : c'est la classe A dans laquelle les transistors de sortie sont toujours en conduction linéaire ou quasi linéraire. En classe B, la sortie est un push-pull (simple ou ponté) dans laquelle les transistors ne fonctionnent alternativement que durant un demi-cycle (en réalité un peu pus pour assurer une transition douce d'un transistor à l'autre). La classe B est forcément plus efficace que la A puisque les transistors dissipent moins de puissance. En classe C, le ou les transistor(s) de sortie ne conduit(sent) que durant moins d'un demi-cycle. Pour cette raison, la classe C n'est pas utilisée en audio (elle sert surtout en radio-fréquences). En classe D, les transistors fonctionnent en mode binaire : "ON" ou "OFF". En variant la durée de la conduction (mode appelé PWM pour Pulse Width Modulation ou modulation de la durée des impulsions), la surface sous la courbe (carrée) approxime celle de la forme d'onde à fournir au haut-parleur. Un filtre passe-bas passif élimine la fréquence de modulation laissant passer l'audio. Vu que les transistors fonctionnent soit à saturation (fort courant mais peu de volts de l'émetteur au collecteur) ou éteints (fort voltage mais pas de courant), ils dissipent très peu de puissance. Pour cette raison la classe D est la plus économe en énergie. Pour cette raison, plusieurs enceintes destinées au marché automobile l'utilisent.

Mais, quelle que soit la classe utilisée, le raisonnement de f6bes et de Pio2001 demeure : une enceinte ne peut donner plus qu'elle ne reçoit.

Pio2001 a raison concernant le mode de mesure : une onde audio musicale n'est, en aucune façon, une manière de mesurer la puissance d'une enceinte. Beaucoup trop variable. De plus, le manufacturier stipule t-il si la puissance annoncée est la puissance crête, "musicale" ou RMS? La façon de mesurer la puissance de ton enceinte serait de lui fournir une onde sinusoïdale pure à l'entrée (avec un oscillateur ou un générateur d'ondes par exemple) et de mesurer la puissance à la sortie. Tu obtiendras ainsi, à condition de t'assurer que tu ne pousses pas l'enceinte à un niveau où elle génère de la distortion, la puissance RMS de l'enceinte. Et encore, ce serait sans tenir compte des variations d'impédance du haut parleur. Tu serais donc mieux de remplacer celui-ci par une résistance fixe (huit ohms par exemple) capable d'absorber la puissance annoncée, et même un peu plus pour éviter qu'elle ne surchauffe, ce qui pourrait faire varier sa valeur.

Euh, Pio2001, je suis d'accord qu'en musique pop la dynamique (le ratio entre les passages faibles et forts) est beaucoup moindre qu'en musique classique. Cependant je ne souscris pas (et de loin!) à ton énoncé de 20 dB en classique! Certaines oeuvres, comme certains concerti ou d'autres alternant entre des passages très faibles et des instruments puissants, comme la symphonie pour orgue de Saint-Saens, l'ouverture 1812 de Tchaikovsky, certaines musique tziganes et certaines pièces de folklore, peuvent couvrir jusqu'à 80 dB! C'est rare, mais 60 ou 70 db ne sont pas si rares.

A+

[invite5e5dd00d]

C'est quand même la classe d'avoir un ingénieur en électronique (je suppose mal ?) ou du son pour nous expliquer tout ça clairement.
Merci !

[Jean-Guy]

Rebonjour Sigmar
et bonjour à tous et à toutes.

Merci de ton appréciation. Tu demandes

je suppose mal ?

Bon oui... désolé! Mais tu étais proche... Je ne suis pas ingénieur, mais physicien spécialisé en électronique. À ce titre, j'ai parfois eu à concevoir des circuits audio, parfois à haute puissance, parfois de référence. C'est pour ça que je suis familier avec ces circuits. Je sais : c'est plus un travail d'ingénieur que de physicien mais bon, j'aimais bien.

J'aimais surtout la mise au point finale des circuits de référence. Après les vérifications d'usage (mesures des distortions (parfois difficiles, le circuit étant plus précis que les instruments de mesure! ), tests avec ondes triangulaires, délais et résonances avec ondes carrées, etc.) je me mettais un ou deux disques soigneusement choisis pour être difficiles à reproduire mais faciles à identifier pour l'oreille humaine (qui est quant même le but final d'un appareil audio, non?) comme une pièce comprenant du piano, des choeurs et un grand orchestre. Et parfois des grandes orgues. Et j'écoutais cette musique pendant des jours, toujours la même, tantôt ajustant un potentiomètre, tantôt remplaçant un transistor pour un plus rapide ou moins bruyant, tantôt remplaçant un montage en émetteur commun pour un montage cascode, etc. etc. etc. Le tout en y intercalant de temps en temps des vérifications à l'oscilloscope pour ne pas trop m'éloigner de la perfection théorique. Il va de soi que, pour ce faire, je choisissais un compositeur ou une pièce que j'aimais beaucoup : j'aurais à l'écouter non stop pour des jours (et parfois des semaines) d'affilée!

Bref, que du bonheur! Tout à fait ce qu'il faut à un maniaque (mon genre quoi!). Je vivais la définition du bonheur selon le poète humoriste "Toutou" :

Le bonheur, c'est faire ce qu'on aime à journée longue et être payé pour.

A+

[f6bes]

Si je me souviens bien il y a aussi trois types d'enceintes : les classe A, B et C.

Bjr Sigmar....et les autres.
Ce ne sont pas des "types" d'enceintes, mais des classes de fonctionnement d'ampli.
La classe C n'est pas utilisé en Audio (distorsion énorme).Elle est seulement utilisée en HF (et pas pour tout).

Dans le cas présent il ne sert à rien de vouloir mesurer les watts musicaux.Mais de mesurer l'intensité (qui risque d'etre variable suivant la classe de l'ampli) qui est consommée sur le 220V.
A partir de là l'on pourra connaitre la puissance moyenne consommée EFFECTIVEMENT sur le 220v et ENSUITE faire des comparatifs !
Il y aussi un truc à se méfier: c'est que la CHARGE vue
par le convertisseur n'est pas la meme entre une lampe (charge TOTALEMENT résistive) et un ampli (charge plus ou moins SELFIQUE).
De plus le convertisseur délivre til une "onde" (220v) bien
sinusoidale (parfois c'est plus tot tendance "carrée").
Cordialement

[Jean-Guy]

Bonjour à tous et à toutes

Oui tu as raison f6bes : je me suis laissé prendre aux classes A, B, C... Z? et j'ai oublié qu'on parlait d'enceintes! (Chui le prototype classique du "vieux professeur distrait", voyez vous? ) Ou, plus exactement, d'enceintes amplifiées. Dans l'enceinte amplifiée, il y a une enceinte proprement dite et un ampli. Les types d'enceintes seraient plutôt "folded horn" (cornet replié), "bass-reflex" (terme accepté aujourd'hui en français), "suspension acoustique" etc. Les classes (A, B, C...) s'appliquent à la fonction ampli. Quand on achète une enceinte amplifiée, et vu le niveau de compétence de certains vendeurs, le client peut cependant être victime d'un peu de confusion entre les deux...

Le point que tu apportes permet de distinguer entre l'efficacité de l'amplificateur de l'enceinte et celle du convertisseur. Moi je proposais à notre ami Sigmar un moyen de mesurer l'efficacité globale : de la consommation 12 volts à l'énergie délivrée au haut-parleur. Tu as tout à fait raison que, si c'est l'efficacité du convertisseur qu'on veut connaître, on doit mesurer la puissance à l'entrée et à la sortie de celui-ci. C'est à dire entre la batterie et le convertisseur, puis entre le convertisseur et l'ampli. La notion que tu apportes concernant la sortie d'un convertisseur qui n'est généralement pas sinusoïdale pure peut impliquer des mesures délicates, surtout pour un non-expert. La composante inductive (causée par le transformateur abaisseur de tension) peut introduire des déphasages diminuant le facteur de puissance à l'alimentation de l'ampli. Ceux-ci, en introduisant une composante imaginaire dans le courant d'alimentation, viendront fausser la mesure (généralement basse fréquence dans cette application) de l'ampèremètre, celui-ci pouvant lire un courant inférieur à celui qui correspondrait à la consommation réelle. Surtout si on considère que cette composante alternative comporte un spectre généralement assez étendu, trompant un ampèremètre qui aurait une réponse lente. De plus, les composantes "carrées" qu'on retrouve à la sortie d'un convertisseur, comportant des hautes fréquences, diminuent l'efficacité du transformateur de l'ampli... Pertes d'hystérésis, pertes radiatives (importantes à ces fréquences), ondes réfléchies dans les câbles d'alimentation... on peut s'embarquer dans quelque chose de complexe (sans jeu de mots) si on entre là-dedans. À tout ceci, ajoutons encore le fait que, même alimenté d'une onde sinusoïdale parfaite en voltage, l'ampli consomme son courant par pointes discontinues à cause des diodes de rectification qui suivent le transfo d'alimentation (surtout si le condensateur de filtrage est à grande capacité), abaissant encore le facteur de puissance. Si on veut une mesure précise, les moyens requis sont loin hors de portée de l'automobiliste qui dispose généralement d'un petit multimètre économique... Je crois donc beaucoup plus à sa portée de mesurer l'efficacité globale : les mesures seront beaucoup plus précises et ...après tout, n'est-ce pas ce qu'il veut savoir?

Tu as raison d'affirmer que la classe de l'ampli affecte l'efficacité énergétique de l'ampli. En effet, un ampli qualité "audiophile" (comme le Classé qui est en pure classe A non push-pull) peut consommer jusqu'à quatre fois plus qu'un ampli classe D de même puissance de sortie! Et ce, à pleine puissance. À basse puissance de sortie (faible volume) où le ratio grimpe rapidement, il peut atteindre du 20:1 ou du 30:1. (En classe A pure, la puissance consommée par l'étage de sortie ne varie pas proportionnellement à la puissance délivrée : dans plusieurs designs, elle demeure élevée même en l'absence de tout signal.)

J'ai proposé une mesure de puissance à l'entrée du convertisseur et à la sortie de l'ampli (vers le haut-parleur) parce que notre ami avait stipulé la puissance de l'enceinte, donc supposément celle délivrée au haut-parleur. Quand un fabriquant vend une enceinte "de 80 watts RMS" mentionnée par Sigmar, il fait allusion à la puissance délivrée au haut-parleur, et non à la consommation de l'ampli.

Quant à mesurer la puissance d'une onde musicale pour faire un estimé de l'efficacité, c'est bien évident qu'on oublie ça!

A+

[melchisedec]

Je précise bien à tout le monde que l'ampèremètre est entre la batterie et le convertisseur, c'est à dire qu'elle mesure normalement du courant continu donc pas de problèmes de signaux ou d'harmoniques complexes enfin les 144 watts que je mentionne sont indiqués en toute lettre sur l'entrée d'alimentation 220V de l'enceinte amplifiée, et j'ai poussé le volume à donf Si j'avais eu quand même au moins 10A j'aurais accepté la marge d'erreur vis à vis par exemple du niveau d'entrée plus ou moins optimisé de la source à amplifier (un synthé yamaha) mais on en est loin !

[sitalgo]

Euh, Pio2001, je suis d'accord qu'en musique pop la dynamique (le ratio entre les passages faibles et forts) est beaucoup moindre qu'en musique classique. Cependant je ne souscris pas (et de loin!) à ton énoncé de 20 dB en classique! Certaines oeuvres, comme certains concerti ou d'autres alternant entre des passages très faibles et des instruments puissants, comme la symphonie pour orgue de Saint-Saens, l'ouverture 1812 de Tchaikovsky, certaines musique tziganes et certaines pièces de folklore, peuvent couvrir jusqu'à 80 dB! C'est rare, mais 60 ou 70 db ne sont pas si rares.

Du temps des vinyls la dynamique était de 45dB pour la variété, pour le jazz et classique ça dépendait. DGG était censé faire du 55dB (en limitant le nombre de pressage par matrice).

L'enregistrement magnétique est variable par définition, le S/B (donc la dynamique enregistrable) augmente en principe de 3dB en doublant la vitesse ou la largeur de bande.

Pour les CD la dynamique n'a pas augmenté dans la même mesure que les possibilités. En variété on doit être à 55dB, les éditeurs doivent penser, à juste titre, que l'auditeur de base n'aime pas les passages où l'on entend rien. Ce qui n'empêche pas d'y trouver des sons très bas à l'occasion (Pink Floyd, Ange) en fait le gros du signal musical tient entre 0dB et -55dB.
En jazz ou classique soignés un chiffre de 60 à 70 me paraît normal.

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Il y a aussi la classe AB => en classe A jusqu'à env 1w (en augmentant la polarisation), en classe B au-delà. Un watt avec une enceinte à bas rendement ça fait déjà 87dB.

[f6bes]

.... enfin les 144 watts que je mentionne sont indiqués en toute lettre sur l'entrée d'alimentation 220V de l'enceinte amplifiée

Bjr melchi.....
Avez vous VERIFIER (bien que cela soit indiqué en toute lettre) qu'EFFECTIVEMENT cette puissance est bien réelle !!
Mesure de de l'INTENSITE alternative consommée en 220 v.
Restera qu'à appliquer (grossiérement) P=U (220 v voire 230v)x I
Vous saurez au moins à quoi vous en tenir sur cette fameuse consommation.
Cordialement

[Pio2001]

Ces chiffres me paraissent invraisemblables.

Dans un appartement calme, où tout le monde se tait pour écouter de la musique, le fond sonore est à peu près de 40 dB. J'ai en main un sonomètre, et le plancher qui craque sous mes pas est donné à 55 dB, tenu à un mètre du sol.

Cela signifie que pour pouvoir entendre le contenu d'un disque de 70 dB de dynamique, il faut régler l'ampli pour un niveau sonore maximal de 110 dB ! Le passage le plus doux sera alors à peine audible, à condition que personne ne marche sur le plancher.
Si en revanche on règle le passage le plus bas au niveau d'un plancher qui craque, le passage le plus fort sera à 125 dB, ce qui peut provoquer une surdité temporaire en quelques secondes, et permanente après quelques expositions quotidiennes.

Normalement, pour un enregistrement de qualité, les spécialistes recommandent 20 dB de headroom entre le signal et les crêtes pour du classique, 14 dB pour de la variété, mais en pratique, les disques de variétés sont enregistrés à fond de la première à la dernière seconde, de sorte que la dynamique tourne plutôt autour de 5 à 10 dB !

http://www.digido.com/modules.php?na...=article&sid=9

Il ne faut pas confondre la dynamique d'un enregistrement avec la dynamique du support. On peut très bien enregistrer un morceau de rock avec 5 dB de dynamique sur un CD. Support dont la dynamique dépasse 100 dB avec dither dans les fréquences musicales.

[sitalgo]

Manifestement nous ne parlons pas de la même dynamique, pour Jean-Guy et moi il s'agit de l'écart qu'il peut y avoir entre la transitoire la plus forte et l'extinction d'une note, presque le silence. Cela concerne le classique et certains disques de jazz et variété, sachant qu'il y a des différences au sein d'un même label.

Comme tu le dis, il y a un problème de niveau sonore tout à fait normal mais sur certains disques, surtout dans un local genre pièce d'habitation. Maintenant, quand il y a 70db sur le disque (je pense que ça doit plafonner à 65db mais je ne suis pas dans le studio pour vérifier) ça ne veut pas dire qu'il y aura la même dynamique au bout de la chaîne. Chaque maillon en bouffe un peu mais surtout les enceintes, à la puissance nominale on peut perdre 3 à 6db voire plus (et sans le coffret qui en rajoute).

" Normalement, pour un enregistrement de qualité, les spécialistes recommandent 20 dB de headroom entre le signal et les crêtes pour du classique, 14 dB pour de la variété"

Là tu ne parles pas de la même chose, ce n'est pas la dynamique totale, c'est l'écart entre quelques tansitoires et le jeu normal, pas le pianissimo. Si on ne respecte pas ce minimum, on commence à rentrer dans les bidouilles de compression qui peuvent aller jusqu'à modifier fortement le son d'un instrument, intentionnellement bien sûr. On entend quelques morceaux (genre rap avec filles dénudées et voitures allemandes) dont les bidouilles de compression sont flagrantes. Comme les radios en demandent pour être plus bruyant que le concurrent, pourquoi se gêner. Mais ce n'est pas le cas de quelques uns de nos artistes de variété, notamment ceux qui ont le souci d'un son "acoustique" et qui utilisent la compression comme il se doit sans se préoccuper d'un rapport quelconque (encore que sur la batterie...).

[invitea575b60c]

Es-tu sur que le signal d'entréee sur ton enceinte es suffisant ? si tu branche ton enceinte sur une platine CD de salon par exemple il peu etre possible que celle si ne sorte pas un signal suffisant pour ton enceinte amplifiée .

Si je me souvien bien les normes d'entrée des matériel de sono son différentes des normes de chaine hifi car la distance entre l'enceinte et la table de mixage est prévue pour être plus grande dans le cas des sono(qq metres) que une platine CD et l'ampli audio (souvant moins d'un mêtre).

[Jean-Guy]

Bonjour à tous et toutes

Bonjour Pio 2001. Tu dis

J'ai en main un sonomètre, et le plancher qui craque sous mes pas est donné à 55 dB, tenu à un mètre du sol.
Cela signifie que pour pouvoir entendre le contenu d'un disque de 70 dB de dynamique, il faut régler l'ampli pour un niveau sonore maximal de 110 dB !

Sitalgo répond d'ailleurs avec justesse

Manifestement nous ne parlons pas de la même dynamique, pour Jean-Guy et moi il s'agit de l'écart qu'il peut y avoir entre la transitoire la plus forte et l'extinction d'une note, presque le silence.

Il y a une différence énorme entre, disons, un silence et un coup de canon dans l'Ouverture 1812 ou les grandes orgues, orchestre (cuivres en tête) et chorales en fortissimo dans la Missa Salisburgensis. Bien sûr, si tu veux entendre toute la portée dynamique, tu ne choisiras pas des enceintes dans un appart, les fenêtres ouvertes, surtout si tu demeures sur une rue passante! Mais il existe des casques... Et certains sont fermés, et assez bien insonorisés.

Et là, travaillant avec casque lors de la mise au point d'amplis et préamplis, je puis t'assurer que même un petit "hiss" d'un ampli de qualité est très audible!

A+

[sitalgo]

Bonsoir,

Et là, travaillant avec casque lors de la mise au point d'amplis et préamplis,

Pour qui travaillais-tu ?

[Jean-Guy]

Bonjour à tous et toutes

Bonjour sitalgo. Pour répondre à ta question, j'étais alors conseiller en électronique industrielle, ce qui fait que je travaillais à mon propre compte. Dans plusieurs cas, une entente de confidentialité me liait contractuellement au client : dans ces cas, je ne peux divulguer les noms. Je m'en excuse. Cependant, je puis mentionner Belisle Acoustique, Le Laboratoire A.I.D., et Nantel Électronique. Des trois, seule Belisle est une compagnie offrant directement du matériel acoustique : les deux autres étaient des consultants oeuvrant, pour ces contrats, pour des compagnies offrant du matériel haut de gamme. Les travaux que j'ai faits pour Belisle ont marqué le début sa série Transparence.

J'ai aussi conçu et/ou modifié de l'équippement audio pour CFMB (une radio de Montréal) et Radio-Canada.

Quant aux autres utilisateurs finals de ces travaux, je ne puis les nommer ici sans aller à l'encontre de l'éthique professionnelle. Je puis mentionner cependant que deux sont des compagnies bien connues du grand public et que trois sont des fabriquants d'équippement audio haut de gamme.

J'ai aussi contribué, toujours à titre de consultant, à la conception d'équippement de mesure et de calibration pour Tektronix. De fait, cette expérience fut extrêment instructive et enrichissante, l'équippement de calibration ayant des exigeances généralement supérieures à l'équippement audio autant en bande passante que concertant les bruits de fond et les distorsions.

Désolé de ne pouvoir être plus explicite...

A+

[Pio2001]

Si je me souvien bien les normes d'entrée des matériel de sono son différentes des normes de chaine hifi car la distance entre l'enceinte et la table de mixage est prévue pour être plus grande dans le cas des sono(qq metres) que une platine CD et l'ampli audio (souvant moins d'un mêtre).

Les prises sont incompatibles de toutes façons (XLR en sono en CINCH en hifi).

[Fraternal]

Bonjour à tous.

C'est normal d'avoir une consommation trop faible d'un baffle alimenté par batterie. Il y a en cela deux raisons:
1- Le haut-parleur ne s'alimente pas en courant continu, mais en courant alternatif. C'est pour cela qu'on peut brancher entre l'ampli et lui un transformateur d'impédencen, puisque le transfo ne marche qu'en alternatif. Le courant continu fait de lui une simple résistance, et le met en danger de détérioration immédiate.
2- Le champ électrique créé par le haut-parleur pendant son fonctionnement diminue sa consommation électrique tout en augmentant son rendement. Le volume sonore n'est pas seulement lié à l'électricité parvenant aux bornes du haut-parleur, mais est fortement amplifié par le champ électrique qui met en mouvement les membranes.
On ne peut donc par évaluer la consommation électrique du haut-parleur en y injectant du courant continu ou quelque chose différent du son.

[JPL]

Merci mais la discussion date de 10 ans !

[Fraternal]

J'ai bien vu que la discussion date de 10 ans, et que peu de gens avaient réagi. Je suis tombé dessus parce que je cherchais des infos relatives à la puissance des haut-parleurs. Plusieurs font peut-être comme moi. Ce qui était une préoccupation hier peut le rester aujourd'hui pour certains.