Selection et placement du caisson de grave

Pourquoi un caisson de grave ?
La faible sensibilité de l'oreille et la grande longueur d'onde des basses fréquences nécessitent de déplacer un grand volume d'air pour que les graves soient perçus au même niveau sonore qu'un son de fréquence moyenne.
Pour déplacer un grand volume d'air, il existe deux solutions complémentaires :
- un haut-parleur de grand diamètre,
- un haut-parleur doté d'une membrane à fort débattement.

Comment lire la fiche technique d'un caisson de grave ?
Marque
Sans être une caractéristique technique, la marque est souvent synonyme d'une technologie propre, parfois brevetée.

Diamètre du haut-parleur
La puissance acoustique (en dB SPL) dépend de la surface du haut-parleur et du débattement (déplacement maximal de la membrane). Pour avoir des graves très profonds (c'est-à-dire qui descendent très bas en fréquences) avec un niveau sonore élevé, il faut un haut-parleur de grand diamètre et dont la membrane peut bouger beaucoup. Un petit haut-parleur peut descendre bas, voire aussi bas qu'un gros, mais il ne pourra pas produire un niveau sonore aussi élevé en raison de son petit diamètre. Bien sûr, il est judicieux de choisir un caisson avec un haut-parleur plus grand que celui des enceintes principales.
Les diamètres usuels pour les caissons de grave sont de 15 à 30 cm pour un usage domestique, et de 38 à 46 cm pour les systèmes professionnels.

Bande passante
C'est l'élément essentiel puisque c'est pour étendre cette bande passante que l'on ajoute un caisson de grave. Si vos enceintes principales ne descendent pas très bas (100 Hz, par exemple), il faut un caisson qui "monte" bien, c'est-à-dire dans les 150 ou 200 Hz, pour raccorder facilement. C'est généralement le cas des haut-parleurs de petit diamètre.
Si vos enceintes principales descendent déjà bas en fréquence, ce qui est le cas des enceintes hi-fi conçues pour fonctionner sans l'aide d'un caisson, il vous faut un caisson qui descende encore plus bas mais qui n'ait pas besoin de monter aussi haut. Celui qui descend le plus bas n'est pas forcément le meilleur. Pour descendre en dessous de 25 Hz avec un bon niveau sonore, il faut - lois de la physique obligent - un haut-parleur de grand diamètre. De plus, la taille de la pièce a une incidence sur la réponse en extrême-grave. Il est inutile d'installer un caisson qui descende en dessous de 30 Hz dans une pièce de moins de 25 m2, car les extrêmes-graves ne sont plus perceptibles. De toutes façons, à part sur un orgue, la note la plus grave se situe aux alentours de 40 Hz. Sauf, bien sûr, pour les bandes-son explosives des films d'action.

Puissance de l'amplificateur
Plus elle est importante, mieux c'est. Mais la puissance est coûteuse : il faut choisir la puissance du caisson de grave en fonction de la taille de la pièce et des enceintes principales. La puissance nécessaire dépend de la sensibilité du haut-parleur, rarement indiquée. Il faut donc plutôt se fier au niveau sonore maximum (en dB SPL). Celui-ci dépend de la taille de votre pièce et de la distance d'écoute. À un mètre, un niveau de 105 dB est déjà élevé. Plus le haut-parleur est grand, moins l'amplificateur a besoin d'être puissant car, généralement, son rendement est meilleur.

Fréquence de coupure
Le filtre actif intégré doit avoir une fréquence de coupure réglable. On doit pouvoir la régler suffisament bas pour permettre un bon raccord avec les enceintes principales (entre 60 et 80 Hz pour un usage hi-fi).
Si la fréquence de coupure est gérée par l'amplificateur, donc par le canal LFE (Low frequency Effect), il faut régler celle du caisson au maximum (à la fréquence la plus haute) pour éviter que les deux filtrages n'interfèrent.

Réglage de phase
Indispensable, le réglage de phase permet d'inverser la phase du caisson. La plupart des caissons permettent une simple inversion (0°/ 180°) ; certains offrent un réglage continu du déphasage. Ce dernier est plus délicat à régler. La simple inversion et un bon placement sont le plus souvent suffisants.

Contrôle de volume
Permet d'ajuster le niveau sonore du caisson. C'est très utile quand on utilise une sortie sans réglage de niveau, ce qui est fréquent en hi-fi où le signal est prélevé sur une sortie "enceinte", faute de disposer d'une sortie "sub" sur l'amplificateur.

Blindage magnétique
Indispensable dès lors que le caisson doit être placé près d'un téléviseur.

Entrée niveau ligne
Cette entrée sur prise RCA doit être raccordée à la sortie "sub" d'un ampli home-cinéma. C'est le mode de branchement le plus courant d'un caisson en home-cinéma. Les entrées ligne L et R (gauche et droite) sont mélangées en interne ; il n'est donc pas nécessaire de relier les deux à une sortie "sub", une seule suffit.

Entrée niveau enceinte
Cette entrée permet de prélever le signal (sans le perturber) sur celui des enceintes principales. C'est la solution la plus simple pour un emploi hi-fi quand l'amplificateur ne dispose pas d'une sortie spéciale pour le caisson.

Télécommande
Disponible sur certains modèles, elle permet de régler le caisson à distance.

Extinction automatique
Permet une mise en veille automatique du caisson pour réduire sa consommation d'énergie. Il se rallume automatiquement quand il détecte un signal.

Consommation
Elle ne peut pas être inférieure à la puissance annoncée. Ainsi, si un caisson de 200 W affiche une consommation maxi de 60 W, c'est que le constructeur triche sur les chiffres.
La consommation en mode veille est intéressante car beaucoup de caissons disposent d'un mode veille automatique et sont laissés allumés en permanence.

Le coffret
Très important, le coffret doit être parfaitement rigide pour que le haut-parleur soit la seule surface d'émission sonore. En vibrant, le coffret ajouterait de la distorsion. Il doit être étanche, l'ouverture de l'évent mise à part. La rigidité est obtenue au moyen de parois ajourées et de renforts d'angle.

Dimensions
Les caissons sont de plus en plus petits. Cela implique des haut-parleurs à très grand débattement. Pour fonctionner correctement, un haut-parleur de grave a besoin de volume. Plus il est grand, plus il a besoin de volume. Si le haut-parleur ne dispose pas d'un volume suffisant, il descendra moins bas en fréquences. Ainsi, il vaut mieux un petit haut-parleur dans un grand volume qu'un grand haut-parleur dans un volume trop petit pour lui.


Etant donné que nous n’avons pas tous la même salle d’écoute, il serait illusoire de donner une méthode de placement ou des réglages qui marchent à tous les coups. D'autre part, ce sont les réglages à l’écoute qui permettront de finaliser la procédure.

Cependant, en procédant pas à pas, il est relativement simple de trouver les réglages qui vous conviendront. Nous prendrons bien évidement l'exemple d’un caisson actif, donc constitué de son haut-parleur, du coffret, de son filtre et de son amplificateur. Pour les caissons passifs, donc simplement constitués du haut-parleur et du coffret, essayez de procéder aux mêmes types de réglages sur votre système d’amplification en fonction de ce qu’il propose.

Avant toutes choses, sauf si le caisson en est déjà équipé, découplez le caisson du sol à l’aide de pieds en caoutchouc ; la netteté des graves en sera améliorée

Ne pas négliger la qualité du câble de modulation qui alimente le caisson car les basses fréquences sont très sensibles aux parasites extérieurs.

Procédure générale :
1- Commençez par régler la fréquence de coupure haute
2- Réglez ensuite l’emplacement dans le local d’écoute
3- Puis le réglage de la phase
4- Et pour finir, le réglage de niveau

1-Fréquence de coupure haute
Deux solutions : si le caisson est relié à la sortie LFE (Low Frequency Effect), canal destiné aux basses fréquences de votre décodeur/ampli audio DTS, Dolby… il est important de régler la fréquence de coupure du caisson au plus haut niveau proposé par le filtre car c’est le décodeur qui se charge du filtrage. Il n’est donc pas nécessaire de re-filtrer de façon à de ne pas perdre d’informations.
Si votre décodeur/ampli ne possède pas de sorties basses fréquences, c’est la sortie ligne classique ou un prélèvement sur les enceintes stéréo qui sont utilisés. Il est alors impératif d’utiliser le filtre intégré au caisson.
Il faut se référer à la bande passante de vos enceintes principales et reporter la fréquence basse de vos enceintes sur le filtre du caisson, majorée d’une dizaine de hertz afin de créer une petite plage de recouvrement et ainsi harmoniser la transition entre les deux. Un ajustement à l'oreille sera nécessaire afin d'éviter une «bosse» dans cette zone.

2-Emplacement
Pour commencer, malgré notre incapacité à localiser les basses fréquences, il ne faut pas placer le caisson derrière la position d’écoute. Sur les transitoires, vous auriez une sensation de glissement des graves de l’avant vers l’arrière. De plus, l’image stéréophonique s’en trouverait affectée.
Le meilleur emplacement du caisson se situe le plus loin possible de la position d’écoute, face à l’auditeur. D'un point de vue pratique, le plus simple est de le placer entre les deux enceintes frontales, la face du haut-parleur actif tournée vers l’auditeur, en prenant soin de le décoller des parois d’au moins 10 cm, car celles-ci jouent le rôle de pavillon naturel et peuvent provoquer des résonances.
Si votre caisson ne dispose pas de réglage de phase, la seule solution est de procéder par étapes, en déplaçant légèrement le caisson dans une limite d'environ 20-30 cm. Cela permet d’avoir à la position d’écoute une basse ferme, claire, sans traînage et d'un niveau sonore maximum sans toucher au volume. Bien sûr, la basse ne doit pas glisser à gauche ou à droite sur les transitoires. Si c’est le cas, c’est que le réglage de phase n’est pas correct. Pour vous aider, utilisez un morceau de musique connu avec de la contrebasse ou de la guitare basse. Au réglage optimum, vous devriez pouvoir très clairement discerner deux notes très proches du même instrument.

3-Réglage de la phase
Les fréquences graves ayant une assez grande longueur d'onde, l'émission par le caisson et par les enceintes principales peut provoquer des interférences qui apparaissent dans la pièce comme des "trous" où la fréquence disparaît. C'est dû à l'annulation de la pression émise par une enceinte et par le caisson. Pour éviter que cela soit gênant — on ne peut pas complètement le supprimer — il faut déjà que le caisson soit placé près des enceintes principales. Depuis la zone d'écoute, le niveau de grave du caisson doit être bien perçu sur plusieurs fréquences (ou notes). Si ce n'est pas le cas, il faut essayer de déplacer le caisson d'une dizaine de centimètres.
Si cela ne suffit pas, jouer sur l'inverseur de phase. Ces réglages sont plus faciles à réaliser à deux. L'auditeur évaluera le résultat avant/après afin de valider le réglage.

4-Réglage du niveau
La tendance actuelle (surtout avec l’avènement des musiques électroniques) est à une écoute totalement déséquilibrée, avec beaucoup trop de basses. Que dire de plus si ce n'est qu’un caisson bien réglé est un caisson que l’on n’entend pas. Par exemple, sur un film, vous devez ressentir les effets de caisson sur les explosions et autres crashs, en aucun cas lorsque votre héros préféré parle !


N.B. Le calibrage par microphone
Disponible sur les modèles haut de gamme, il permet un réglage simple et optimal. En plaçant à l'endroit de l'auditeur un microphone relié au caisson, celui-ci émet toutes les fréquences de la bande passante qu'il est capable de reproduire. Le micro capte le niveau et, à l'aide d'un égaliseur automatique, lisse la courbe de réponse en fréquence afin de ne pas avoir de bosses ni de trous, donc un niveau sonore constant sur toutes les fréquences.