Les atouts du caisson de basses
En acoustique, les sons graves sont les plus difficiles à reproduire, car ils nécessitent énormément d'énergie. Pourtant, ils font partie de l'enveloppe tonale d'à peu près tous les instruments de musique et ne pas les reproduire revient à tronquer leur sonorité. Le piano ou la contrebasse, par exemple, jouent des notes graves jusqu'aux fréquences de 30 et 40 Hz, lesquelles sont rarement reproduites par les enceintes acoustiques — tout du moins avec trop d'atténuation pour être perçues convenablement. Il ne faut pas jeter la pierre aux fabricants d'enceintes, car une enceinte capable de jouer bas et fort aurait des allures de petite armoire, et nous n'en voudrions pas nécessairement dans nos salons.
En home-cinéma, les basses fréquences sont encore plus difficiles à reproduire, car elles sont mixées avec bien plus d'intensité dans les films et séries que dans la musique. D'ailleurs, les pistes audio au format Dolby ou DTS comportent une piste dédiée aux basses fréquences (canal LFE ou .1), prévue pour être jouée par un ou plusieurs caissons de basses. En l'absence de caisson de basses, cette piste est mixée sur les enceintes frontales, mais avec beaucoup d'atténuation. En home-cinéma, un caisson de basses est donc chaudement recommandé.
Comment fonctionne un caisson de basses
Le caisson de basses est équipé d'un haut-parleur développé pour produire seulement des sons graves. Ainsi, sa membrane est plus lourde que celle des haut-parleurs conventionnels, en partie de manière à bouger plus puissamment l'air, mais aussi parce sa bobine de cuivre est nettement plus grosse, pour encaisser de forts courants électriques. La suspension de ce haut-parleur spécifique est également plus imposante, car sa membrane effectue des excursions plus longues. Chaque caisson de basses dispose d'un amplificateur intégré, lui aussi conçu pour traiter les signaux audio de basses fréquences. Cet amplificateur dispose de réglages, que nous développerons plus loin.
Les différents types de charges des caissons de basses
Pour produire les basses fréquences, le haut-parleur a besoin d'être « chargé ». En pratique, il doit s'appuyer sur un volume d'air interne — la charge — qui permet à sa membrane de se mouvoir plus efficacement. Il existe trois principaux types de charges, chacune possédant des avantages et des inconvénients.
La charge close
Dans cette configuration, l'air est emprisonné dans le caisson et joue le rôle d'un parfait piston. L'avantage de la charge close est d'offrir un temps de réponse très bas lorsque le signal électrique parvient au haut-parleur. En charge close, un haut-parleur offre le meilleur régime transitoire possible et produit des basses fréquences d'une grande propreté. L'inconvénient de la charge close est de n'offrir qu'une faible amplification des très basses fréquences, même lorsque le caisson est de grand gabarit. Pour compenser cet aspect, les amplificateurs intégrés égalisent le son en boostant les plus basses fréquences. Incidemment, la membrane du haut-parleur de déplace davantage, ce qui oblige les fabricants à limiter la puissance de ce type de caisson, pour ne pas risquer d'endommager le haut-parleur.
La charge bass-reflex
C'est certainement la plus répandue des charges acoustiques pour caissons de basses. Dans cette configuration, l'air n'est plus emprisonné dans le caisson, mais propulsé hors de celui-ci par le biais d'un tube résonateur. Lorsque le haut-parleur produit les basses fréquences, celles-ci sont amplifiées mécaniquement par le tube résonateur. On dit que la charge bass-reflex est accordée, car le tube résonateur ne fonctionne que sur une étroite plage de fréquences. La fréquence d'accord est déterminée par le fabricant et dépend du volume du tube-évent. Généralement, il s'agit d'une fréquence proche de celle sous laquelle le rendement du haut-parleur décline.
Les avantages du bass-reflex sont nombreux : extension de la réponse en fréquences, amplification mécanique (moindre puissance requise de l'ampli) et excursion réduite de la membrane du haut-parleur, sur la plage de fréquences amplifiées par le tube-évent. Le principal inconvénient de la charge bass-reflex est d'induire un léger retard de diffusion. Par conséquent, le régime transitoire d'un caisson bass-reflex est moins bon qu'un caisson clos.
La charge par haut-parleur passif
Le principe est le même qu'en bass-reflex, à la différence que ce n'est pas un évent qui résonne au gré des sons transmis par le haut-parleur principal, mais un second, voire un troisième haut-parleur passif (non alimenté, sans bobine). Les bénéfices sont multiples. Tout d'abord la surface émissive est décuplée, ce qui améliore la circulation des sons graves dans la pièce d'écoute. En outre, les radiateurs passifs permettent de descendre vraiment très bas en fréquence, même avec un haut-parleur principal actif de diamètre moyen. Mieux encore, ces performances sont obtenues avec des caissons de petit gabarit. Comme en bass-reflex, le haut-parleur principal voit son excursion réduite sur la plage de fréquences produites par le ou les haut-parleurs passifs. Revers de la médaille, le temps de réponse est le moins bon des trois charges.
Les caissons à haut-parleurs passifs sont spectaculaires en home-cinéma.
Quel diamètre de haut-parleur choisir ?
Vous l'aurez certainement remarqué, les caissons de basses emploient des haut-parleurs de différents diamètres, le plus souvent de 16, 20, 25, 30 ou 38 cm. Plus le haut-parleur est grand et plus le caisson produit un son profond et puissant.
Pour des enceintes compactes
Si vous envisagez d'associer un caisson de basses à une paire d'enceintes compactes, équipées de haut-parleurs principaux de 8 à 13 cm de diamètre, un caisson de basses avec un haut-parleur de 16 cm ou 20 cm est adapté. Si les enceintes embarquent un haut-parleur de 16 cm, un caisson avec haut-parleur de 20 ou 25 cm est conseillé. Ceci dit, rien ne vous empêche d'opter pour un caisson plus grand, qui offrira un grave encore plus ample et ferme.
Pour des enceintes colonnes
De la même manière, une paire d'enceintes colonne avec haut-parleurs principaux de 10 à 13 cm sera valablement soutenue par un caisson de basses avec un haut-parleur de 16 à 20 cm. Pour des colonnes avec haut-parleurs de 16 cm, un caisson de basses avec haut-parleur de 25 à 30 cm est conseillé. Pour de plus grandes colonnes et dans une grande pièce de vie, un voire deux caissons avec haut-parleur de 30 cm sont à envisager.
Pour une installation home-cinéma
En multipliant les enceintes, on augmente inévitablement le volume de basses fréquences que doit produire le caisson. Si votre installation est composée d'enceintes principales compactes, nous conseillons d'envisager un caisson de basses avec haut-parleur de 20 cm au minimum et plus volontiers de 25 cm. Avec des enceintes principales au format colonne, un caisson avec haut-parleur de 25 cm est un minimum. Si votre pièce d'écoute mesure plus de 30 m2, passez au 30 cm, et au-delà, au 38 cm, surtout si vous écoutez fort. Enfin, dans une salle de home-cinéma dédiée, où les sensations fortes seront recherchées, deux caissons ne seront pas de trop.
Attention à la puissance de l'amplificateur
La plupart des caissons de basses intègrent des amplificateurs convenablement dimensionnés. Toutefois, si vous envisagez d'écouter très fort, choisissez un caisson de basses avec une puissance d'amplification d'au moins 200 W. Un amplificateur de puissance trop modeste s'essoufflera et comprimera la marge dynamique, voire saturera et diffusera des sons parasites.
Comment brancher un caisson de basses
Les caissons de basses disposent tous d'une ou plusieurs entrées ligne, afin de les raccorder à la sortie RCA pré-out d'un amplificateur hi-fi ou d'un ampli home-cinéma. Ainsi, le son reçu par le caisson est modulé par le volume que vous définissez sur l'ampli principal. Si votre amplificateur ne dispose pas de sortie pré-out — fréquent sur les modèles hi-fi — vous n'aurez d'autre choix que de choisir un caisson de basses disposant d'entrées haut-niveau, soit de borniers d'enceintes. Dans ce cas, il suffira de brancher le caisson à l'amplificateur principal, aux mêmes borniers que les enceintes.
Bien placer un caisson de basses
Les caissons de basses sont très peu directifs, ainsi leur placement ne devrait pas permettre de les localiser et de gêner la restitution. Par conséquent, nous vous invitons à chercher l'emplacement depuis lequel le caisson produira le plus fort volume sonore. Généralement, le meilleur rendement est obtenu en plaçant le caisson de basses dans un angle de la pièce, si possible devant le point d'écoute.
Comment régler un caisson de basses
Trois réglages sont importants pour un caisson de basses. Le volume tout d'abord, doit être ajusté directement sur l'amplificateur du caisson, afin que le son produit s'intègre bien à celui des enceintes principales. Un conseil, écoutez une musique généreuse en sons graves pendant l'ajustement du volume, jusqu'à obtenir un résultat plaisant et harmonieux au point d'écoute.
De la même manière, il vous faudra choisir la fréquence de raccordement entre caisson et enceintes, là encore directement sur l'amplificateur du caisson. Vous trouverez un potentiomètre pour empêcher le caisson de jouer au-dessus d'une fréquence cible (généralement comprise entre 50 et 100 Hz). Ainsi, le caisson n'empiétera pas sur la plage fréquentielle des enceintes. Faites tout simplement ce choix à l'oreille.
Enfin, la phase électrique du signal entrant dans le caisson peut être inversée ou ajustée, là encore au niveau de l'amplificateur du caisson, par le biais d'un interrupteur ou d'un potentiomètre. Ainsi, vous pourrez faire « reculer » virtuellement les basses fréquences, ou, au contraire, les rendre plus proéminentes afin de les intégrer selon vos goûts.
Les caissons de basses passifs
Ce sont des caissons destinés aux installations sur mesure en salle de home-cinéma, ou bien pour l'encastrement dans le cadre d'une rénovation d'habitat. Ces caissons sont dépourvus d'amplificateur intégré et doivent être associés à un amplificateur de puissance.
Un dernier mot pour vous encourager à ne pas négliger la qualité du ou des câbles RCA de liaison entre le caisson de basses et l'amplificateur hi-fi ou home-cinéma. Choisissez bien votre câble subwoofer, c'est à ce prix que vous profiterez totalement de votre caisson de basses.