Plusieurs caissons de basses valent-ils mieux qu'un seul ?

On dit souvent que plusieurs subwoofers valent mieux qu'un. Dans cet article, Prathmesh Thakkar, ingénieur R&D chez KEF, nous explique ce que sont les modes de la pièce et comment l'ajout d'un second caisson de basse peut améliorer les performances de votre pièce.

Pourquoi ai-je besoin d'un caisson de basse ?

En confiant la production des fréquences les plus graves au caisson de basses, les haut-parleurs principaux peuvent reproduire plus facilement le reste des fréquences. Une fois que les enceintes principales sont paramétrées, les boomers n'ont plus besoin de produire les fréquences les plus basses. La réduction du débattement des haut-parleurs réduit la distorsion et améliore la marge de manœuvre, ce qui permet aux enceintes principales de jouer proprement à des niveaux d'écoute plus élevés. L'amélioration est particulièrement sensible sur les systèmes à deux voies, tels que les LSX II et LS50 Wireless II, qui ne disposent pas d'un boomer dédié aux graves, mais aussi aux medium. 

Pour un guide plus approfondi sur les caissons de basses, voici tout ce qu'il faut savoir.

Comprendre les modes de la pièce

Les modes de salle sont un phénomène physique dans lequel les ondes graves se combinent avec leur propre réflexion pour donner lieu à des pics et des creux importants à certaines fréquences vous pouvez en voir un exemple dans les graphiques ci-dessous.

Graphique montrant une augmentation rapide de la pression acoustique, suivie d'une stabilisation.

L'emplacement de ces modes dans la fréquence est déterminée par la pièce elle-même, en particulier par ses dimensions. Les modes les plus bas se produisent le long de la dimension la plus longue de la pièce. Par exemple, si vous disposez d'une pièce parfaitement rectangulaire de 5 m de long, 4 m de large et 3 m de haut, le mode de pièce le plus bas se produira lsur la longueur de la pièce à 34,3 Hz, ce qui correspond exactement à la plage de fonctionnement de votre caisson. Le mode de la pièce lui-même présente un schéma de zones de haute et de basse pression, comme illustré ci-dessous.

Graphique montrant l'augmentation rapide de la pression acoustique

Si le caisson de basses est placé dans l'une des zones de haute pression, il se couplera très fortement avec le mode de la pièce, ce qui se traduira par un pic important dans la réponse en fréquence de votre caisson de basses. Malheureusement, ce pic sera audible car non seulement il ressortira davantage par rapport au reste des fréquences, mais il diminuera également très lentement et "tournera" dans la pièce, ce qui donnera à votre système un son bruyant et des basses "lâches" ou "lentes".

Comment équilibrer les modes de la pièce

Les modes se produisent également le long des autres murs et sont aussi des combinaisons de ces murs, de sorte qu'à tout moment, plusieurs modes peuvent entrer en jeu simultanément. Nous ne devons pas trop nous inquiéter à ce sujet, car toutes les pièces ont des modes d'ambiance et nous sommes habitués à les entendre dans une certaine mesure.

L'objectif est d'équilibrer les modes de la pièce autant que possible et la clé est le placement. Pour ce faire, vous pouvez essayer l'astuce de réciprocité du caisson de basse. Placez le caisson à votre position d'écoute et mettez de la musique chargée en graves. Déplacez-vous ensuite  à l'endroit où vous souhaitez placer votre caisson de basses et écoutez. Vérifiez si le son vous convient et choisissez la position qui vous sied le mieux. Ensuite, changez simplement de place avec votre caisson et vous devriez avoir un système qui sonne bien !

Ajouter un deuxième caisson de basse pour résoudre les problèmes de modes de la pièce

Nous vivons souvent dans des pièces de vie qui ont plusieurs fonctions. Par exemple, votre salle d'écoute peut également être le salon de votre famille, avec divers meubles et autres objets, ce qui limite vos options pour trouver la meilleure position pour votre caisson de basses. Par exemple, le rendu de votre caisson de basses à la meilleure position possible pourrait ressembler à ceci.

Graphique affichant la pression sonore pour un subwoofer dans une configuration de pièce classique.

Il est possible de voir comment le mode à 34,3 Hz "sonne" en regardant le tracé du graphe. Une seconde plus tard, le mode de la pièce sonne toujours.

Graphe  sismique affichant la fréquence d'un caisson de basse.

Les modes d'ambiance ont une propriété intéressante : les zones de pression ont une polarité. Si vous regardez la forme du mode de la pièce à 34,3 Hz dans le sens de la longueur, vous pouvez voir que la pression est négative pour la première moitié, positive pour la seconde moitié et nulle au milieu. Naturellement, si vous placez un unique caisson de basses au point médian de la longueur, vous supprimerez le mode de la pièce. Mais il se situera au centre de votre pièce et ce n'est peut-être pas une solution pratique.

Au lieu de cela, vous pouvez utiliser un second caisson de basses et le positionner de manière à annuler l'excitation du premier caisson de basses. Pour ce faire, vous pouvez refléter symétriquement la position du premier caisson le long de la ligne centrale. N'oubliez pas de réduire le gain de chacun des caissons de basses de 6 dB pour maintenir le niveau de sortie d'origine.

Voici une représentation visuelle du comportement du mode de la pièce à 34,3 Hz avec un (à gauche) et deux (à droite) caissons de basses.

Un Subwoofer
Deux Subwoofers

La présence du second caisson de basses supprime non seulement le premier mode à 34,3 Hz, mais aussi celui à 68,6 Hz, 92,3 Hz, et ainsi de suite, et tout cela est dû à l'emplacement et à la symétrie. Bien sûr, si vous aviez plus de caissons, par exemple quatre subs, vous pourriez supprimer encore plus de modes en étendant ce schéma simple. En fin de compte, la suppression des modes problématiques de la pièce est la clé de l'amélioration des performances de vos caissons et, par extension, de l'ensemble de votre système.

Comment placer les caissons de graves dans une pièce non rectangulaire ?

Il y a une petite mise en garde que nous n'avons pas mentionnée jusqu'à présent, à savoir que la plupart des pièces ne sont pas parfaitement rectangulaires. Des éléments tels que les portes, les fenêtres, les cheminées, les alcôves, etc. peuvent modifier la fréquence à laquelle les modes de la pièce se produisent et affecter leurs formes dans la pièce. Ainsi, le simple fait de placer deux caissons de manière symétrique dans une pièce non rectangulaire ne donnera pas les mêmes résultats que ceux mis en évidence ci-dessus, mais il existe une solution ! Le principe de réciprocité des caissons de grave frappe encore une fois.

Une fois que vous avez positionné votre premier caisson de basses et identifié le mode de la pièce qui pose problème, jouez un son pur de fréquence en question et parcourez à nouveau la pièce à hauteur de caisson. Cette fois, vous essayez de trouver la position dans la moitié opposée de la pièce où cette note est la plus forte. Il s'agit de la zone de haute pression. Placez simplement votre deuxième caisson de basses à cet endroit et retournez à votre siège d'écoute. N'oubliez pas de mettre à jour le préréglage en indiquant à l'application KEF Connect que vous avez maintenant deux caissons de basses. Vous devriez remarquer que la note est beaucoup plus faible qu'auparavant (avec un seul sub). Cela prouve que le mécanisme fonctionne ! Si la note est plus forte, ne paniquez pas. Cela signifie que vos subs rayonnent avec la même polarité et qu'ils s'additionnent au lieu de s'annuler. Il suffit d'aller à l'arrière de l'un de vos subs et d'inverser la phase à 180 degrés. Vous constaterez peut-être qu'une fois les phases correctement réglées, le fait d'ajuster la position du caisson de basse peut contribuer à améliorer encore les résultats. Vous pouvez maintenant profiter d'un système bien installé dans une pièce bien gérée. Écoutez votre musique préférée avec vos deux caissons de basses. Ensuite, éteignez l'un d'eux et essayez d'entendre la différence. Remettez ensuite le second caisson de basses en marche et constatez la différence.

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