Choisir un caisson de basses

caisson de basseLe caisson de basses (ou caisson de grave) est indispensable dans une installation home-cinéma pour donner aux spectateurs la sensation d'être au cœur de l'action. Il s'agit d'une enceinte spécialisée dans la reproduction des basses fréquences (inférieures à 200 Hz) comme celles du canal LFE (Low Frequency Effect - 10 Hz à 120 Hz) présent sur les pistes multicanaux 5.1, 7.1 etc. La très grande majorité des caissons de basses sont actifs, et possèdent donc un amplificateur intégré, même si certains fabricants proposent parfois des modèles passifs nécessitant une amplification externe dédiée. Le diamètre du haut-parleur est déterminant concernant la capacité du caisson de basses à reproduire les plus basses fréquences. Pour les home-cinéphiles à la recherche de sensations extrêmes, les vibreurs home-cinéma constituent une alternative intéressante. Ils peuvent même compléter un caisson de basses pour faire ressentir physiquement les vrombissement des moteurs et l'impact de la foudre !

Pourquoi utiliser un caisson de basses ?

Les haut-parleurs de petite taille (moins de 20 cm de diamètre), dont la membrane se déplace peu, sont adaptés pour reproduire les fréquences aigües ou médium. Mais la reproduction des fréquences graves et infra-graves nécessite un haut-parleur de large diamètre, "chargé" dans un important volume d'air et doté d'une membrane dont la suspension lui permet d'importantes excursions. Pour produire du grave, il faut en effet déplacer un important volume d'air, ce que des enceintes compactes ou des enceintes satellites sont incapables de faire.

Le haut-parleur de 30 cm du caisson de basses Dali Sub E-12 F possède une membrane rigide en aluminium polymérisé et une imposante suspension à rouleau, qui autorise une importante plage d'excursion. Le moteur du haut-parleur est massif et la bobine largement dimensionnée, ce qui lui permet de descendre très bas avec un niveau très satisfaisant, sans distorsion.

Le caisson de basses est donc indispensable en complément d'un pack d'enceintes home-cinéma compactes pour reproduire les plus basses octaves. Il est également un atout précieux en soutien d'une paire d'enceintes colonne ou d'un pack d'enceintes home-cinéma grand spectacle avec enceintes colonne à l'avant, pour explorer avec plus d'autorité et d'ampleur les basses fréquences, en écoute hi-fi comme dans le cadre d'une séance home-cinéma.

Où placer le caisson de basses ?

Certains constructeurs préconisent de placer le caisson de basses entre les deux enceintes avant gauche et droite, d'autre privilégient le placement dans un angle de la pièce. La meilleure solution étant celle qui vous semblera sonner le mieux, vos oreilles seront seules juges. Différents essais peuvent être nécessaires avant de trouver l'emplacement idéal. On considère généralement que l'emplacement du caisson de basses est moins critique que celui des enceintes, même s'il est généralement conseillé de le positionner à l'avant de la zone d'écoute. Par ailleurs, la plupart des amplis home-cinéma intègrent un système de calibration automatique des enceintes qui gère également le caisson de basses et permet d'optimiser le rendu sonore en fonction de l'acoustique de la pièce.

Un caisson de basses en haute fidélité ?

Si la présence d'un caisson de basses est une évidence en home-cinéma, il n'en va pas de même pour la hi-fi. Pourtant, les systèmes 2.1 (2 enceintes + 1 caisson de basses) représentent une solution idéale pour qui souhaite combiner compacité et qualité de restitution musicale. Un caisson de basses permet ainsi d'améliorer de manière significative l'amplitude de la scène sonore et l'impact d'une chaîne hi-fi équipée d'enceintes compactes et même d'enceintes colonne. Les enceintes principales, libérées de l'octave la plus grave peuvent s'exprimer avec plus d'aération. Enfin, ceux pour qui la qualité musicale n'est pas synonyme d'un système envahissant ruinant toute tentative de décoration apprécieront le fait qu'un caisson de basses permet de choisir des enceintes principales plus compactes.

Cette chaîne hi-fi Cabasse Stream iO21 adopte une paire d'enceintes satellites Cabasse iO2 accompagnées par le caisson de basses Cabasse Santorin 21 M2.

Quels critères examiner avant de choisir un caisson de basses ?

Le diamètre du haut-parleur

Généralement, plus le diamètre du haut-parleur est important, plus le caisson de basses est en mesure de reproduire de très basses fréquences. Mais lorsqu'ils sont bien conçus et bien mis en œuvre, certains haut-parleurs de diamètre modeste offrent d'excellents résultats. Les caissons de basses destinés à un usage domestique embarquent généralement un haut-parleur de grave mesurant entre 16 et 30 cm de diamètre. Les caissons de basses conçus pour les systèmes audio professionnels et les systèmes audiophiles ou home-cinéma haut de gamme peuvent embarquer un haut-parleur de 38 à 46 cm de diamètre. Dans tous les cas, il est judicieux de choisir un caisson de basses avec un haut-parleur plus grand que celui des enceintes principales, ou tout au moins équivalent.

La réponse en fréquence

La réponse en fréquence est une caractéristique déterminante dans le choix d'un caisson de basses. Celle-ci est généralement comprise entre 16 Hz et 30 Hz pour la fréquence la plus basse reproduite et 150 Hz pour la fréquence la plus haute.

La courbe de réponse du caisson de basses Yamaha HS8S.

La fréquence basse indique donc jusqu’où le caisson de basses peu descendre dans le grave, voire l'infra-grave, celui qui "prend aux tripes" et fait ressentir physiquement les explosions et les coups de feu dans les films. C'est souvent sur cette caractéristique qu'on a tendance à s'arrêter, mais la fréquence de coupure haute est elle-aussi importante à prendre en compte, puisqu'il faut s'assurer qu'elle recouvre bien la plus basse fréquence reproduite par les enceintes associées, notamment s'il s'agit d'enceintes satellites. Dans ce cas, il faut choisir un caisson de basses capable de reproduire avec précision les fréquences jusqu'à 150 Hz, pour assurer un raccordement homogène.

Attention ! Il faut s'assurer que la pression acoustique soit bien linéaire sur la plage de fréquences reproduite par le caisson de basses, avec un écart maximal de +3 dB à - 3 dB d'atténuation. Car plus l'atténuation est forte (-12 dB, par exemple), moins le son est audible...

La construction du coffret

Les caissons de basses sont soumis à des contraintes physiques particulières qui nécessitent une conception spécifique. Le coffret du caisson de basses doit être extrêmement rigide. Il est donc bien souvent réalisé dans un matériau épais et bénéficie de renforts internes qui en augmentent la masse. Le haut-parleur est un modèle spécifique, conçu pour que le très grand débattement de la membrane ne provoque pas de distorsion audible. Cela suppose une suspension très bien conçue et une membrane très rigide.

Le coffret du caisson de basses Emotiva BasX S10 est réalisé en HDF (panneaux de fibres à haute densité), un matériau rigide et robuste qui présente par ailleurs d'intéressantes propriétés d'amortissement des vibrations.

L'amplification intégrée

Dans leur très grande majorité, les caissons de basses sont équipés de leur propre amplificateur intégré. Il existe bien des modèles passifs mais ils nécessitent un filtrage et une amplification séparée. Ils sont souvent réservés à l'intégration (caissons de basses encastrables), à un usage professionnel ou à des configurations très haut de gamme.

Le caisson de basses Emotiva Airmotiv S12 est équipé d'un amplificateur de classe AB de qualité Audiophile avec transformateur toroïdal. Il délivre 500 Watts de puissance RMS.

Généralement, plus la puissance de l'amplification intégrée au caisson de basses est importante, mieux c'est. Mais comme les amplis de forte puissance sont plus onéreux, il est judicieux d'adapter la puissance du caisson de basses à celle du reste du système, en fonction de son usage. Si un caisson de basses d'une puissance continue de 100 Watts peut être suffisant en hi-fi, il sera bien souvent trop juste pour une utilisation home-cinéma, hormis dans une pièce de taille modeste ou pour une écoute à faible volume sonore général. En configuration home-cinéma, on considère qu'un caisson de basses d'une puissance nominale de 150 Watts constitue un minimum pour commencer à profiter véritablement du canal LFE des films et séries TV.

La pression acoustique

Si on parle de pression acoustique (SPL en anglais, pour Sound Pressure Level), exprimée en décibel (dB), c'est parce qu'un caisson de basses produit des ondes sonores lentes et amples, les plus basses fréquences étant généralement plutôt ressenties par le corps de l'auditeur que véritablement entendues. Dans un système hi-fi stéréo utilisant deux enceintes, on considère qu'un caisson de basses en mesure de produire 110 dB (ou plus) sur sa bande passante utile est généralement suffisant. Mais en configuration home-cinéma, en complément de 5 ou 7 enceintes, le caisson de basses doit pouvoir produire idéalement 120 dB de pression acoustique.

Équipé d'un haut-parleur de 38 cm de diamètre à membrane Cerametallic et d'un amplificateur capable de délivrer 400 W RMS (jusqu'à 800 Watts en crête), le caisson de basses Klipsch R-115 SW est en mesure de produire un niveau sonore de 122 dB !

Pourquoi ? Parce que les fréquences graves sont moins bien perçues par l'oreille que les fréquences médium et aigües. Ainsi, avec un pack de 5 enceintes produisant chacune un niveau sonore de 90 dB à 1 mètre pour 1 Watt injecté par l'amplificateur home-cinéma, soit 106 dB chacune environ pour 40 Watts injectés, les cinq enceintes cumulées produiront un niveau sonore d'environ 118 dB. Il est donc primordial de s'équiper d'un caisson de basses puissant, sous peine d'obtenir un niveau de grave faiblement audible. Bien évidemment, si vous écoutez à niveau confidentiel, un caisson de basses modeste (SPL de 105/110 dB) fera l'affaire.

La connectique

Tous les caissons de basses possèdent a minima une entrée niveau Ligne appelée aussi "bas niveau" (RCA stéréo) et/ou une entrée LFE (RCA mono), à laquelle s'ajoute parfois une entrée niveau enceinte appelée aussi "haut niveau" (borniers enceintes), qui peut s'accompagner d'une sortie enceintes.

L'entrée ligne du caisson de basses se raccorde à la sortie "SUB/LFE" de l'ampli. C'est le mode de branchement le plus courant d'un caisson de basses en home-cinéma (amplis home-cinéma, barres de son...), adopté également par certains amplis haute-fidélité. Même si certains caissons de basses sont équipés d'une entrée stéréo, les canaux sont mélangés par le module d'amplification intégré. Il n'est donc pas nécessaire de relier ces deux entrées à la sortie "SUB" d'un amplificateur : une seule suffit.

L'entrée haut niveau (enceintes) permet de prélever le signal directement sur le bornier des enceintes principales de l'amplificateur, et se révèle indispensable avec un amplificateur hi-fi qui ne dispose pas d'une sortie pré-amplifiée pour le caisson. Elle est par ailleurs fortement recommandée en hi-fi par certains fabricants de caissons de basses comme Rel Acoustics, qui considèrent que c'est la meilleure garantie d'obtenir un son parfaitement homogène sur toute la plage de fréquences, puisque les enceintes comme le caisson de basses sont alimentés strictement par le même signal.

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