Qu'est-ce qu'un caisson de basses ?

Rôle et bande de fréquences

Chaque enceinte possède une plage de fréquences qu'elle restitue bien. Au-delà et en deçà de cette plage, l'enceinte ne parvient pas à restituer correctement le son. Dans les petits boîtiers, les sons graves font pour ainsi dire partie de la catégorie des fréquences secondaires. C'est précisément là qu'intervient un caisson de basses. Il laisse ensuite aux autres enceintes le soin de restituer tout ce qui se situe au-dessus de sa plage de fréquences. Dans les systèmes audio destinés au salon, un caisson de basses constitue souvent un complément utile.

La partie la plus basse de la gamme de fréquences

Un caisson de basses intervient là où les sons sont perçus davantage comme des grondements que comme des sons proprement dits. Son boîtier est nettement plus grand que celui d'un haut-parleur ordinaire et sa membrane a également un diamètre plus important. La raison en est assez simple : les basses fréquences ont des ondes longues et nécessitent un volume d'air important pour produire un niveau sonore perceptible.

La limite supérieure de cette plage dépend de l'appareil et du réglage. Dans les systèmes multicanaux, le canal d'effets sert de référence. Il est généralement prévu pour une plage comprise entre 20 et 120 hertz. Au-delà de cette plage, ce sont les autres haut-parleurs qui prennent le relais.

Les spécifications Hertz indiquent toutefois uniquement la plage dans laquelle l'appareil fonctionne, et non la régularité avec laquelle il le fait. Un modèle dont les performances théoriques descendent très bas dans les graves peut tout de même produire un son assourdissant dans une petite pièce. À l'inverse, un boîtier compact suffit souvent, car la pièce elle-même amplifie les fréquences graves.

Le niveau requis pour les sons graves

L'oreille n'a pas la même sensibilité sur toute la gamme des fréquences. Les courbes d'intensité sonore égale (selon la norme ISO 226) montrent qu'un son grave nécessite une pression acoustique nettement plus élevée qu'un son moyen pour que les deux soient perçus comme ayant la même intensité. Cette exigence augmente fortement à mesure que l'on s'approche des très basses fréquences.

Il en découle une conséquence pratique. Une enceinte censée reproduire les basses fréquences doit fournir une puissance importante dans cette gamme. Elle n'est toutefois soulagée que si un filtre lui retire effectivement ces fréquences. Les enceintes plus petites peuvent ainsi se limiter à la gamme qu'elles maîtrisent le mieux.

Le canal d'effets dans les systèmes multicanaux

Dans les formats multicanaux tels que le 5.1, la mention située après le point désigne le canal d'effets supplémentaire, appelé en anglais « Low Frequency Effects Channel ». Celui-ci est transmis séparément du reste du son et présente délibérément une bande passante étroite. Pour le cinéma et la radiodiffusion, un surniveau de 10 décibels par rapport aux canaux principaux est prévu lors de la lecture. Bon à savoir : dans certains formats musicaux, cela est géré différemment.

Il convient de distinguer cette notion des appellations telles que « 2.1 » utilisées pour les systèmes d’enceintes. Dans ce cas, cette indication signifie généralement seulement que deux enceintes principales sont accompagnées d’un caisson de basses. Elle ne fait pas référence à un canal d’effets distinct dans le signal source. Le canal d’effets est un chemin de signal dans le mixage sonore, tandis que le caisson de basses est une enceinte présente dans la pièce. Grâce à la gestion des basses, ce dernier reprend également les fréquences graves provenant des canaux audio normaux.

Structure et formes de construction

Vu de l'extérieur, un caisson de basses a généralement un aspect peu spectaculaire ; il ressemble souvent à un simple cube. À l'intérieur, cependant, se cache toute une série de mécanismes qui déterminent les caractéristiques sonores. Parmi ceux-ci figurent le système d'entraînement, l'amplificateur, la direction de diffusion et la conception du boîtier.

De la bobine mobile à l'air en mouvement

À l'intérieur se trouve le haut-parleur de graves, c'est-à-dire le châssis proprement dit, muni d'une bobine mobile placée dans un champ magnétique. Lorsque le courant traverse la bobine, une force s'exerce et la bobine effectue un mouvement de va-et-vient. La membrane y est fixée ; elle déplace l'air et génère ainsi des ondes sonores. Deux éléments maintiennent la membrane en place : la suspension centrale à l'intérieur et la suspension périphérique sur le pourtour.

Comme les basses fréquences exigent des amplitudes importantes, ces composants sont plus robustes sur un caisson de basses que sur un tweeter. Les fiches techniques des appareils fournissent à ce sujet des informations telles que l'impédance, la puissance admissible et la bande passante. Ces valeurs décrivent les « limites » de l'appareil.

Versions actives et passives

Un caisson de basses actif intègre déjà un amplificateur et nécessite donc une prise de courant dédiée. Il se branche à l'aide d'un câble de signal, généralement sur une sortie prévue à cet effet sur l'amplificateur ou sur la barre de son. Ce type de conception est la norme et peut être utilisé sans accessoire supplémentaire.

Un caisson de basses passif, en revanche, ne comprend que le haut-parleur et le boîtier. Il nécessite un amplificateur externe capable de fournir une puissance suffisante dans les basses fréquences. On trouve ce type de solutions plutôt dans les installations professionnelles. Elles ne jouent pratiquement aucun rôle lorsqu'il s'agit de les connecter à un téléviseur.

De nombreux appareils désormais ne nécessitent plus de câble de signal. La transmission s'effectue alors via une liaison sans fil dédiée entre la barre de son et le caisson de basses, ou plus rarement via Bluetooth. L'appareil a toutefois besoin d'être alimenté en électricité ; il n'est donc jamais entièrement sans fil. De plus, dans le cas d'ensembles couplés de manière fixe, il n'est généralement pas possible de remplacer le caisson de basses par un autre modèle.

Direction de diffusion et options d'installation

Une autre différence concerne la direction dans laquelle le châssis diffuse le son. Sur un modèle « frontfire », la membrane est orientée vers l'avant, dans la pièce, tandis que sur un modèle « downfire », elle est orientée vers le bas, en direction du sol. Pour une restitution optimale, ce sont toutefois avant tout le positionnement, la distance par rapport aux murs et l'interaction avec la pièce qui sont déterminants.

Le sol revêt donc également une importance pratique. Un caisson « downfire » a besoin d’un espace suffisant entre la membrane et le sol ; c’est pourquoi un tapis à poils longs peut s’avérer défavorable dans ce cas. Il en va de même pour l’ouverture du port d’un caisson bass-reflex, qui ne doit pas non plus être obstruée.

Fermé, bass-reflex et passe-bande

Un boîtier fermé est étanche à l'air. L'air emprisonné agit alors comme un ressort supplémentaire pour la membrane. Cette conception nécessite plus de puissance pour atteindre le même niveau sonore, mais présente une réponse plus plate en dessous de sa plage de fonctionnement.

Un caisson bass-reflex est doté d'une ouverture accordée, appelée « tube » ou « port ». L'air qu'il contient vibre en résonance et amplifie une certaine gamme de fréquences, ce qui permet d'obtenir un niveau sonore plus élevé à puissance égale. En dessous de la fréquence d'accord, le niveau sonore diminue toutefois plus rapidement. Les différents types de caissons se distinguent donc principalement par leur rendement, leur fréquence limite inférieure et leur comportement en dessous de celle-ci.

Installation et réglage dans le salon

Pour un caisson de basses, l'emplacement dans la pièce joue un rôle plus important que pour n'importe quelle autre enceinte. Un même appareil peut produire un son puissant à un endroit et être à peine audible deux mètres plus loin. Cela s'explique par la physique des ondes longues, qui se répercutent sur les murs et le plafond de la pièce d'écoute.

Caractéristiques acoustiques de la pièce et répartition inégale des basses

Les sons graves ont des longueurs d'onde de l'ordre de plusieurs mètres, soit de la taille d'un salon. Des ondes stationnaires, appelées « modes de salle », se forment ainsi entre les murs opposés. À certains endroits, les ondes s'additionnent et les basses deviennent puissantes, tandis qu'à d'autres, elles s'annulent partiellement.

Les basses fréquences fournissent en effet des informations directionnelles nettement moins précises que les fréquences plus élevées. Un caisson de basses à séparation profonde est donc généralement plus difficile à localiser en tant que source sonore distincte. Cela offre une certaine liberté de placement dont il convient de tirer parti. Ce n’est pas tant la direction vers laquelle pointe le caisson de basses qui importe, mais plutôt l’endroit où il est placé.

Trouver le site étape par étape

Le meilleur moyen de trouver l'emplacement idéal est de procéder par essais. Même de légers changements de position peuvent avoir une influence audible sur la régularité de la diffusion des basses dans la pièce.

1. Placez temporairement le caisson de basses à votre place d'écoute.
2. Lancez en boucle une scène de film ou un morceau de musique avec des basses régulières.
3. Écoutez tour à tour les emplacements possibles dans la pièce, en tendant l'oreille près du sol, à peu près à la hauteur de l'emplacement prévu.
4. Choisissez l'emplacement où les basses sont homogènes et où les notes individuelles ne ressortent pas trop ni ne s'estompent.
5. Placez le caisson de basses à cet endroit et vérifiez à nouveau le résultat depuis votre position d'écoute habituelle.

Les coins peuvent augmenter considérablement le niveau des basses, mais ils amplifient également fortement les modes de la pièce. Il vaut donc mieux essayer plusieurs emplacements plutôt que de placer immédiatement l'appareil dans le coin le plus proche. En revanche, de légers décalages de quelques centimètres n'ont que peu d'effet lorsque les longueurs d'onde sont de plusieurs mètres.

Fréquence de coupure, phase et niveau

À l'arrière des appareils actifs, on trouve généralement trois boutons de réglage. Ceux-ci déterminent ensemble dans quelle mesure le caisson de basses s'intègre au reste du son.

• La fréquence de coupure, également appelée fréquence limite, détermine la fréquence maximale à laquelle le caisson de basses fonctionne. Elle doit correspondre au point où la réponse des enceintes principales commence à s'atténuer dans les graves. C'est le filtre intégré à l'appareil qui détermine la pente de cette transition.
• Le régulateur de phase décale le signal dans le temps. S'il est mal réglé, le caisson de basses et les enceintes principales s'atténuent mutuellement dans la zone de transition.
• Le réglage du niveau détermine le volume par rapport au reste. En mettre trop est l'erreur la plus courante lors de la configuration.

À titre de référence, on peut prendre une basse qui se remarque lorsqu'elle manque, mais qui n'est pas perceptible en tant que source sonore à part entière. Si le caisson de basses est clairement localisable, il convient de tenir compte non seulement du niveau sonore, mais aussi de la fréquence de coupure. De nombreux amplificateurs intègrent en outre une fonction de calibrage automatique qui fournit un point de départ parfois très utile.

Subwoofer et intelligibilité de la parole

Beaucoup de gens achètent un caisson de basses parce qu'ils trouvent le son de leur télévision insatisfaisant. En termes de puissance et d'ampleur, cela fonctionne effectivement. Mais ceux qui souhaitent avant tout optimiser les dialogues et les voix seront déçus. Dans ce cas, un caisson de basses n'est d'aucune aide.

Intelligibilité de la parole et fréquences

Pour une parole intelligible, ce sont surtout les fréquences moyennes et hautes qui sont importantes. C’est dans cette gamme que se situent bon nombre des sons qui nous permettent de distinguer les mots. Un caisson de basses, en revanche, fonctionne dans la gamme des basses fréquences et ne contribue donc que très peu à rendre les dialogues plus clairs.

Trop de graves dans le son

Si le caisson de basses est réglé trop fort, les basses peuvent couvrir d'autres éléments du mixage sonore. Cela se remarque particulièrement dans les films comportant beaucoup de musique, d'effets sonores et de sons graves. Augmenter simplement le volume ne résout généralement pas le problème, car le son des dialogues et celui des basses augmentent tous les deux.

L'emplacement joue également un rôle. Si la pièce amplifie certaines fréquences basses, les basses peuvent rapidement devenir grinçantes et résonner plus longtemps. Dans ce cas, il est conseillé de réajuster l'emplacement et surtout le niveau sonore du caisson de basses.

Réglages recommandés pour des dialogues plus clairs

Si vous souhaitez avant tout mieux comprendre les dialogues, commencez par vérifier les réglages audio de votre téléviseur. Selon l'appareil, vous pouvez augmenter les médiums ou activer un mode « dialogue ». Les pistes audio optimisées pour les dialogues peuvent également vous aider, car la musique et les bruits de fond y sont déjà mieux isolés des dialogues.

Si le son reste malgré tout peu clair, la distance par rapport au téléviseur peut également jouer un rôle. Plus le son se propage dans la pièce, plus les réflexions viennent s'y mêler. Une solution audio placée plus près du siège intervient donc à un tout autre niveau qu'un caisson de basses supplémentaire.