Le caisson de basse ou caisson de grave
Un caisson de basse est composé d’un caisson et d’un subwoofer dont la fonction est de reproduire le sous-grave à clairement différentier de l’infra-grave (moins de 20Hz) et du grave. Ces sons sont compris dans des fréquences allant de 20 à 80Hz pouvant aller jusqu’à 150Hz.
Fréquence de sous grave, photo de yimmy149
La qualité de la restitution des basses d’un caisson de basse dépend de plusieurs paramètres.
- Le caisson, les différents types de matériaux qui le composent, sa forme, sa taille et sa structure définie par des types de caissons différents avec ou sans ampli, filtre.
- Le subwoofer est l’enceinte qui délivre les sous-grave propres aux caissons de basses. Les plus courant ont une taille allant de 16 cm à 46 cm, il existe de plus grandes tailles rarement utilisées.
Il est reconnu que plus l’air du subwoofer est déplacé par les débattements, plus la résonance est grande.
Une enceinte est généralement construite avec une bobine. Les subwoofers sont souvent équipés d’une double bobine. Il y a donc à brancher 2 sorties (+) et 2 sorties (-).
La caisse du caisson de basse
Le caisson de basse a souvent un encombrement important. Il est la caisse de résonance du véhicule. Il existe plusieurs types de caisson aux formes et tailles variables pour une diffusion de sous grave en fonction des contraintes de l’espace du véhicule.Il existe plusieurs formes de caissons :
- Le caisson clos.
Le caisson clos a la particularité d’être complètement étanche et ne permet aucun échange d’air entre l’intérieur et l’extérieur du caisson. C’est un caisson généralement de petite taille mais qui présente une qualité de restitution souvent inférieure au système bass reflex ou passe bande. L’intérieur peut-être recouvert d’un absorbant. Le fait d’être dans une enclave hermétique permet pourtant de garder une tenue en puissance plus élevée car l’air intérieur fonctionne comme un amortisseur pour la membrane. Cependant, ce système ne permet pas de profiter de l’onde arrière de l’enceinte car elle est complètement absorbée dans l’enceinte. Ce système ne permet pas de descendre très bas dans les fréquences et le rendement est plus faible.
Voici une variante du caisson clos :
- Le caisson Bass Reflex (appelé aussi « enceinte à évent »)
Le caisson Bass Reflex se présente comme un caisson clos à la différence qu’il est ouvert en un point appelé « évent » et qu’il est souvent plus encombrant. L’event permet de profiter de l’onde arrière créée par la membrane. Il présente de grands avantages car il délivre un bon niveau sonore, une bonne descente dans les bas du grave, meilleure qu’un caisson clos. Le système Bass Reflex est plus compliqué à mettre en oeuvre qu’un système clos. En effet, il nescéssite des calculs de la taille du caisson, de l’évent, de l’emplacement de l’évent en fonction du haut-parleur choisi. Tous ces calculs permettent de construire un caisson accordé. C’est principalement la profondeur et le diamètre de l’évent qui sont difficiles à calculer par rapport aux caractéristiques du haut parleur et du volume du caisson.
L’évent permet d’utiliser le principe du résonateur Helmholtz. Normalement, l’onde avant et l’onde arrière de l’enceinte s’annulent. L’évent permet de faire résonner l’enceinte quand la fréquence sonore de l’air pulsé au travers de l’évent rentre en résonance avec la pression compresssible de l’air au sein de l’enceinte.
Voici quelques variantes de caissons bass reflex :
- Le caisson passe bande
Le caisson bande passante est un caisson hybride entre un caisson clos et un caisson Bass Reflex.
Un ou plusieurs évent permettent de délivrer le son produit à l’avant du haut parleur. Sa particularité est de pouvoir fonctionner avec des enceintes de tailles réduite. Ceci est un atout non négligeable pour l’auto.
- Le caisson actif (ou enceinte amplifiée)
Le caisson actif est un caisson qui comporte un système d’amplification audio. L’ampli est habituellement situé à l’extérieur du caisson, sa fonction est d’amplifier la fréquence électrique transmise au subwoofer. Ces caissons permettent donc de recevoir directement un signal émanant d’un baladeur MP3, lecteur CD… En contrepartie, un caisson actif doit toujours avoir une alimentation.
Comment choisir un caisson de basse
La première chose à considérer est l’installation au complet dans le véhicule. A savoir si l’on veut un son de qualité ou un son en gros volume uniquement ou les deux. Une fois que ce choix a été fait et qu’une source (poste) a été choisie, il est possible d’envisager le type de matériel et son implantation dans le véhicule. Il ne faut pas oublier que la fonction d’un caisson de grave est de décharger les enceintes principales de la reproduction des graves.Il faut choisir entre un caisson actif ou caisson passif, la puissance du caisson, et le diamètre du subwoofer. Vous pouvez choisir de faire votre installation entièrement vous-même avec un caisson de basse construit par vos soins ou de construire votre installation à partir d’éléments achetés séparément. Il existe de nombreux plans de caissons de basse sur internet. La solution la plus simple est d’acheter un caisson actif à fixer simplement sous des sièges.
La forme globale du caisson n’a pas vraiment d’importance. Il est souvent mis en avant qu’une mauvaise forme de caisson peut générer des ondes statiques. Or pour générer ce type d’onde grave (entre 20Hz et 100Hz) dans un caisson, il faudrait que celui-ci mesure une taille bien supérieure à celle d’une voiture. Il n’y a donc aucun risque de générer des ondes statiques par une mauvaise forme de caisson.
Construire son caisson de basse
La construction d’un caisson de basse se fait souvent en bois, contreplaqué ou la solution la plus préconisée et utilisée est le MDF (Medium Density Fiberboard). La construction doit être solide car le caisson est soumis à de fortes contraintes de pression et de vibrations des basses. Les parois doivent être d’au moins 16 ou 19mm, un caisson de grande taille et puissant peut avoir une épaisseur allant jusqu’à 22mm. La meilleure solution est d’utiliser du MDF traité Hydrofuge, ce qui le rend très résistant à l’humidité. Ceci a pour effet de conserver la qualité optimum du caisson après plusieurs années. L’assemblage se fait par vissé collé. Des renforts intérieurs sont toujours les bienvenus. A l’exception des trous prévus pour, l’ensemble du caisson doit être hermétiquement clos. La colle à bois pour l’assemblage reste le moyen le plus efficace pour fabriquer un caisson hermétique. Il est aussi possible d’utiliser du silicone pour joints afin de rendre hermétique le caisson.L’étanchéité doit aussi se poursuivre sur le bornier du caisson. Le bornier permet de brancher les câbles d’alimentation venant de l’ampli. Installé sur la paroie du caisson, il permet de relier le sub tout en gardant l’étanchéité du système.
Choisir un subwoofer
Le subwoofer se choisit en fonction du type de caisson. Il est important de savoir que les subwoofers sont différents en fonction du caisson de destination. Il existe avant tout des subwoofers spécifiques aux caissons clos et aux caissons ouverts. Les autres caractéristiques sont généralement précisées dans la fiche produit ou renseignées par le vendeur.Calculs d’un caisson clos
Afin de faire le calculs, il faut avant tout avoir choisi un subwoofer adapté à l’utilisation en caisson clos. C’est à partir de ses caractéristiques que l’on peut déterminer les dimensions du caisson.Le subwoofer est caractérisé par :
- La fréquence de résonance notée FC en hz
- Le coefficient de surtension total noté QTS
- Le volume d’air équivalent à l’élasticité de la suspension noté VAS
- Le coefficient de surtension de l’enceinte à la fréquence de résonance noté QTC
- La fréquence de résonance (FC)
Autre annotation :
- Le volume de l’enceinte noté VB en m3
calcul de la fréquence de coupure à -3db
Calcul de la fréquence de résonance
Calcul du volume de l'enceinte amortie
Calcul pour une enceinte non-amortie
Calculs d’un caisson bass reflex
Afin de faire le calculs, il faut avant tout avoir choisir un subwoofer adapté à l’utilisation en caisson bass reflex. C’est à partir de ses caractéristiques que l’on peut déterminer les dimensions du caisson.Un câble de qualité (OFC = câble composé de cuivre sans oxygène) et de section suffisante (minimum 2,5 mm2) est recommandé, particulièrement si la distance séparant l’amplificateur du subwoofer est grande. Nous vous conseillons l’utilisation des câbles Focal FC 300 et FC 500.
Calcul de la surface de l’évent rond.
- La surface de l’évent est caractérisée par S
- Le diamètre intérieur de l’évent est caractérisé par D
Calcul de l’évent.
- Le rayon de l’évent en m est noté A
- La longueur de l’évent en m est noté L
- La vitesse du son = 343.4 m/s à 20° C est notée B
- La fréquence d’accord en Hz est notée FB
- La surface de l’évent en m2 est notée S
- Le volume de l’enceinte en m3 est noté VB
- Le coefficient de correction d’extrémité pour S est noté K
- Le coefficient de correction d’extrémité pour A est noté K1
autre calcul possible :
Installer un caisson de basse
Un caisson de basse peut s’installer sur plusieurs emplacements. Pour une voiture deux volumes il est possible d’installer un ou deux haut parleur de 25 cm à 38 cm sur la plage arrière accompagné d’un caisson de basse dans le coffre.Pour une voiture 3 volumes ou un monospace, il est préférable d’intégrer les hauts parleur de 16 cm à 20 cm dans les emplacements d’origine.
Il est impératif de respecter les polarités des subwoofers : la cosse repérée par un point rouge correspond au positif et celle repérée par un point noir au négatif.
Il y a donc à brancher 2 sorties (+) et 2 sorties (-). Ce qu’il faut connaître est l’impédance des bobines, souvent de 2X 2 ohms ou 2X 8 ohms. Suivant le branchement du circuit, il faut soit brancher le subwoofer en série soit en parallèle. Le branchement de 2 bobines en parallèle nécessite de diviser l’impédance par 2 alors que 2 bobines branchées en série nécessite de multiplier l’impédance par 2.
Exemple : Un branchement en parallèle de deux bobines de 4 ohms devra recevoir une impédance de 8 ohms. Un branchement en série de deux bobines de 4 ohms devra recevoir une impédance de 4 ohms.
Suivant le nombre de sub dans le véhicule et leur impédance, il est possible de combiné un branchement général en mixant un circuit en parallèle et un circuit en série.
Attention, ces règles doivent être impérativement prises en compte.
Le bornier
Le bornier est la prise du caisson. La difficulté de pose d’un bornier est de garder l’étanchéité intacte du caisson. À l’intérieur du caisson, le bornier doit être relié au subwoofer à l’aide d’un câble soudé et au mieux entouré d’une gaine thermorétractable afin de protéger les soudures.Trucs d’experts Yakarouler sur les caissons de basse
- Dans le choix d’un caisson de basse, mieux vaut primer la qualité des basses que la simple puissance. Des basses profondes sont plus appréciables à l’écoute qu’une simple boîte à boum-boum sans vie.- N’oubliez pas la solidité d’un caisson ! Un caisson subit de très fortes contraintes de pressions d’air et de vibrations constantes. Il faut donc faire très attention lors de la fabrication à être le plus méticuleux possible sur les procédés d’assemblage. L’assemblage final doit être impérativement hermétique. Utilisez le bon matériaux, en bonne épaisseur comme indiqué ci-dessus dans l’article. Utilisez des vis adaptées à cet assemblage, au moins tous les 10cm. Renforcez l’assemblage par l’utilisation d’une colle adaptée, comme la colle vinylique. Renforcez les assemblages par des tasseaux collés et vissés dans le caisson. Ainsi par toutes ces précautions, vous éviterez que le caisson ne se mette à se décoller et altérer le son par sifflements ou distorsions de manière intempestive.