Nous le savons tous, l’utilisation d’un caisson de grave au sein d’une installation Hi-Fi ou Home-Cinéma présente de nombreux avantages. Pour mieux exploiter son caisson de grave et tordre le cou aux idées reçues, Tom Nousaine publiait en 1995 dans Stereo Review un article intitulé « Subwoofer Secrets ». Voici les conclusions de cet article (1995), agrémentées de précisions plus modernes (2017) qui nous sont distillées par Thomas Norton de Sound&Vision (l’article en anglais ici).

Un caisson dans une petite pièce, c’est possible ?

En 1995, certains étaient encore persuadés qu’un son ne pouvait être effectivement reproduit que si sa longueur d’ondes n’étaient pas plus grande que la dimension la plus importante de la pièce d’écoute. Comme Tom Nousaine le soulignait, cette idée a été réduite en poussière par les casques audio et les équipements de Car Audio.
En fait, en dessous d’une certaine fréquence, la pièce peut renforcer le niveau de grave : on appelle ce phénomène « room gain ». Plus la pièce est petite, plus le « room gain » augmente. A l’inverse, plus la pièce est grande, plus le « room gain » est faible. C’est pourquoi il est très difficile d’obtenir un grave très puissant avec de petits caisson de basses installés dans des grandes salles d’écoute. Lorsque la pièce est de taille importante, il faut donc compter sur les capacités du subwoofer, et non sur le renforcement du grave induit par le volume de celle-ci.

Quel intérêt d’avoir deux caissons de basses stéréo ?

Au milieu des années 90, Tom avait déjà établi qu’il n’était pas nécessaire d’utiliser deux caissons en stéréo, du moins pour les fréquences situées en dessous du filtre passe-bas (qui est en général situé autour de 80Hz). Il ne s’agit pas ici d’une bonne intuition : Tom avait obtenu ces conclusions après plusieurs expériences. Parmi les auditeurs présents lors des tests, aucun n’était capable de distinguer une configuration mono sub d’une configuration stereo sub en dessous de 80Hz.
Aujourd’hui, certains audiophiles clament toujours les bienfaits des deux caissons de grave en stéréo, alors même que sur la plupart des enregistrements, les basses profondes sont en mono. Et quand bien même on voudrait utiliser deux caissons en stéréo, il faudrait parvenir à les placer correctement ! Au risque de dégrader l’équilibre des fréquences et la scène sonore de vos enceintes…
En 2017, on se rend compte que Tom Nousaine n’aborde pas le problème des distorsions générées par les caissons de grave (qui sont plus importantes que sur des enceintes travaillant sur des fréquences plus élevées). Cela, plus particulièrement lorsqu’ils sont poussés très forts, comme c’est le cas dans de nombreuses installations Home-Cinéma. Si la distorsion est trop importante, alors un caisson peut générer des fréquences qui dépassent celles fixées par son filtre passe-bas (la première harmonique d’un signal 80Hz se situe à 160Hz, une fréquence qui est facilement localisable). Cependant, même avec une distorsion de 10%, l’effet devrait être quasi imperceptible dans des pièces de tailles normales équipées d’un subwoofer de qualité.

Quelle est la fréquence de coupure optimale ?

Comme évoqué plus haut, les expériences de Tom Nousaine ont confirmé que la fréquence de coupure du filtre passe-bas à 80Hz permettait d’éliminer les problèmes de localisation du subwoofer (du moins quand la totalité du système est en fonctionnement car quand le subwoofer fonctionne seul, on parvient à localiser d’où viennent ces basses fréquences).
Pour 2017, Thomas Norton ajoute que la nécessité de régler le filtre passe-bas à 110Hz s’est tout de même présentée une fois dans sa carrière : un tel réglage a permis de minimiser un pique dans la réponse en fréquence des enceintes situé entre 80 et 120Hz, qui était causé par l’acoustique de la pièce. En laissant le caisson s’exprimer sur ces fréquences plus élevées, il est parvenu à rééquilibré la courbe. Une belle démonstration d’optimisation ! Découvrir cela en 1995 sans les outils de mesure actuellement disponibles aurait été quasi impossible : il aurait fallu faire un nombre d’essai inhumain.

Où et comment doit-on placer son caisson ?

Sur cette question, les multiples expériences de notre bon vieux Tom l’ont mené à une conclusion définitive : le caisson de grave doit être positionné dans un coin, tant qu’il n’y a aucune ouverture à proximité. Quel est le meilleur coin ? Cela dépend de votre pièce !
C’est là que les opinions modernes diffèrent le plus : le placement dans un coin a un effet énergisant sur les « room modes » (les room modes sont les résonances qui existent dans une pièce lorsqu’elle est excitée par une source acoustique comme vos enceintes ou votre caisson). Si ces modes sont bien répartis, alors le placement dans un coin est une bonne option. En revanche, si ces modes sont regroupés autour de certaines fréquences, alors le placement dans un angle contribuera à l’obtention d’un grave pataud voire exagéré.
Dans son article de 1995, Tom n’était pas en faveur de l’utilisation de plusieurs caissons de basses. Quoi qu’il en soit, pour les plus obstinés, il recommandait un placement dans un seul et même angle afin de maximiser le volume. C’est là que son avis diffère le plus par rapport à nos pensées modernes : de nombreuses recherches menées par Harman ont prouvé qu’utiliser plusieurs caissons de façon adaptée, à différents endroits d’une même pièce, permettait d’adoucir avantageusement le grave (surtout lorsque les positions d’écoute sont multiples). Pour la plupart des utilisateurs, le principal obstacle à la mise en place de plusieurs caissons réside non seulement dans le coût que cela représente, mais aussi dans l’emprise spatiale que cela induit !
Note du rédacteur Thomas Norton sur la calibration acoustique : Aujourd’hui, l’optimisation d’un système en fonction de l’acoustique de la pièce est accessible sur la plupart des amplis Home-Cinéma. Ce qui n’était pas du tout le cas en 1995 ! L’utilisation de cette « calibration automatique » ne devrait être utilisée que si le caisson a déjà été placé de façon optimale dans l’espace d’écoute. Il est important de ne pas utiliser plus de correction électronique que nécessaire !

Nous tenions à rappeler que cet article traitant des caissons de basses est une retranscription partielle en français de l’article publié par Sound&Vision dans la rubrique A/V Veteran le 21 Mars 2017, et reprenant une publication de Tom Nousaine parue en Janvier 1995 dans Stereo Review. L’article original est consultable en anglais sous le titre All About The Bass : Subwoofers Secrets.