HIFI - CAISSONS DE GRAVE MULTIPLES POUR LE GMEP

[indien29]

Bonjour,

Ce post technique a pour but d'aider les lecteurs et d'échanger sur les différentes méthodes de placement d'un ou de plusieurs caissons de grave afin d'optimiser le résultat à l'écoute. Il est en cours de rédaction pour son introduction et sera modifié pour faire un récapitulatif des précieux échanges qui s'y trouvent dans le but de trouver l'information vitale en premiere page.
Merci pour vos apports et le partage de vos connaissances !

Idée du post :
Dans la suite des difficultés VITALES de l'adaptation d'un système audio dans une pièce, voici un sujet complémentaire qui concerne aussi la façon de contourner le soucis majeur que l'on rencontre en HiFi dans nos petites pièces domestique, salons etc...

Sur le post du GMEP : http://www.homecinema-fr.com/forum/enceintes-haute-fidelite/le-gmep-la-video-adaptation-piece-enceintes-t30086820.html on a pu détecter la position du ou des modes principaux (les ondes stationnaires) et leurs impacts à l'écoute.

J'indiquais qu'il pouvait y avoir 3 solutions pour tenter d'améliorer un peu la situation :

1- L'égalisation pour "écraser" les pics de résonances
2- Le lissage par activation ou désactivation multiple des modes (multi-caisson)
3- Le traitement acoustique

Les 3 solutions en même temps sont idéales, mais le traitement acoustique sous les 100Hz - 150Hz n'est pas simple compte tenu des longueurs d'onde.

Reste les choix 1 et 2 donc l'excitation ou l'extinction de l'excitation multiple des modes en multi-caissons que nous allons tenter d'aborder.

Ce sujet est tellement important que depuis des décennies, tout à été fait pour contourner ces problèmes de modes fréquentielles.

Des sommités comme Toole et Geddes on fait des tas de tests (et d'autres encore) à ce sujet pour des situations mono auditeur et avec des délais, des tests on été fait par certains, jusque 30 caissons dans la même pièce !

On sait aujourd'hui que les caissons, en dehors du fait qu'ils permettent de couvrir la réponse en fréquence en bas de spectre... permettent de lisser le bas de la réponse en fréquence.

Cela fonctionne bien en domestique dans nos petites pièces (moins de 100m3) mais aussi pour toutes les pièces qui sont pauvres acoustiquement.

A titre personnel, je ne maitrise pas tout pour faire un tutoriel qui tient la route, même pour intégrer un caisson correctement (au 23/5/2018)

Voici en attendant des sources qu'il faudra traduire pour avoir un début de réponse, en attendant que quelqu'un fasse un tutoriel sérieux sur ce sujet, ce que je tenterai de faire si possible plus tard.

En attendant JIM nous fournis des liens très intéressants (déjà publié sur d'autres posts :

https://www.harman.com/sites/default/files/LoudspeakersandRoomsPt3_0.pdf

Il y a là toutes les réponses, les phénomènes expliqués, dès cas concrets de positionnement, le choix du nombre de caissons qui en découle, les rapports de dimension des salles, le traitement acoustique, etc ....
Aucune ligne n'est inutile et remet en cause beaucoup d'idées reçues. La compréhension complète de cette doc demande de très nombreuses heures pour celui qui chercher réellement à comprendre.

Pour le multi caisson, cette doc donne quelques exemples.
https://www.harman.com/sites/default/files/multsubs_0.pdf

[indien29]

Le soucis du ou des caissons, c'est avant tout de les faire jouer avec les enceintes principales, ils doivent etre en phase et c'est bien cela le sujet important, plus encore que le choix du caisson, ou de sa capacité à descendre.

Si ce n'est pas en phase, le caisson joue d'un côté, les enceintes de l'autres.
Ce n'est pas forcément audible, mais à l'écoute, un mauvais calage de phase et c'est toute "l'attaque" qui fout le camp, plus de frappe.

Par exemple, si on choisi un morceau avec de la batterie, la frappe de cette dernière sera molle... C'est même souvent plus incisif sans caissons, meme si on y perd en grave.

Le soucis du grave c'est d'essayer de garder du SPL avec une fréquence basse et de conserver la frappe (le kick).
C'est difficile car les résonances de pièce et leurs décroissances posent de nombreux problèmes, pour cette raison, l'acoustique de la pièce est primordiale afin de limiter les résonances et de s'offrir des décroissances plus rapides pour éviter les effets de trainages qui coupent la frappe.

1 ou 2 caissons ?

Le plus simple, c'est le choix de 2 caissons. Il suffit de les placer de la façon la plus proche possible de chacune des enceintes, face avant du caisson sur la face avant de l'enceinte.
Restera à jouer sur l'inverseur de phase (0 ou 180°) pour trouver la position ou le grave est le plus important au point d'écoute.
La position du bouton de phase doit être la même sur les 2 caissons...

Le choix d'un caisson seul est possible si on peut appliquer un délai de retard sur le caisson ou les enceintes, car si on est plus calé sur la face avant, les sons ne sortent pas au même moment des enceintes que du caisson.
En cas de solution asymétrique, le caisson devra être coupé sous les 80Hz, fréquence limite de omnidirectionnalité des sons)

Si ce réglage est offert, toutes les solutions sont possibles, avec un seul caisson, ou l'on veut dans la pièce, on le place pour exciter une zone creuse de pression par exemple ou mieux encore, on le rapproche de la zone d'écoute pour diminuer la distance critique (plus de champ direct du caisson, moins de réflexion, donc plus de frappe).
La solution du caisson dans la table basse du salon est une belle option en mono caisson.

Le calage se fait à la mesure, avec un micro et par exemple REW, à titre perso, je cale à la RTA, à la fréquence de raccord, je cherche le délai qui offre le plus de niveau au raccord. D'autres méthodes sont possibles, JL Ohl par exemple réffléchi même à d'autres alternatives, voir son intervention sur cette page : http://www.homecinema-fr.com/forum/general-haute-fidelite/sys-igor-kirkwood-studiobriare-yamahans-1000x-powered-by-ohl-t30082891-495.html


Pour récapituler :
- Si pas de réglage de délais, idéalement 2 caissons, plus petit éventuellement qu'un caisson unique, calés sur les face avant des enceintes.
Si un seul caisson, une grande règle ou un metre laser permet de tracer virtuellement la ligne de phase entre les 2 enceintes, la face avant du caisson doit être placé sur cet axe.


Caissons clos ou Bass Reflex (BR) ?

Un caisson avec un Dg élevé (Delai de groupe) n'est pas "timable" avec les enceintes principales, son délai varie avec la fréquence, il sera en phase après réglage à une certaine fréquence et ne le sera plus à une autre, c'est pour cette raison que lors de la conception d'enceintes, on fait attention au Dg...
Le Dg, c'est la mort de la frappe.
Le Dg monte dès lors que l'on effectue une correction numérique https://www.youtube.com/watch?v=IxpQf5QjFQM pour augmenter le grave et/ou que l'on quitte l'alignement naturel du HP avec sa charge en fonction de ses T&S.

Le problème des caissons de grave, c'est que l'on veut tout, du SPL, de l'infra, de l'attaque, le tout dans le volume d'un dé à coudre... Ca ne marche pas...
Il existe des HP dédiés au grave, pour qu'un HP fasse du grave, plusieurs solutions :
1- diminuer l'énergie magnétique (le Bl) (aimant moins puissant), mais plus on diminue le Bl... plus le SPL baisse et plus QTS monte
2- assouplir la suspension. .avec les risques de casses y afférents, le HP talonne vite
3- alourdir l'équipage mobile ( ce qui fera évidemment baisser le rendement )

C'est le chien qui se mort la queue et si en plus on dit que le volume de charge doit etre faible et la caisse close... hummm

En charge close, baisser le Bl est la solution, on amorti moins le HP, il résonne plus, sa membrane est plus lourde, sa mécanique plus raide, il suffit d'appuyer sur le HP pour voir qu'il est raide... C'est un HP à Qts élevé... Ces HP sont dans tout les petits caissons, des Watts et peu de rendement.
Le problème de ces HP, c'est que leurs rendement est faible, on y mets donc des Watts, on grossi la bobine, il se déplace plus et son Xmax monte, on allonge la bobine, son mms (sa masse) monte et son rendement descend encore... il y a une limite à tout.

Petit caisson clos + boost electrique, même avec un Qts élevé, c'est un Dg qui flambe et une mise en phase qui ne marchera pas avec les enceintes principales, c'est physique.
Un caisson clos est un caisson de gros volume.
Plus le Qts du HP est faible, plus le volume monte et c'est vite plus de 100 litres pour un 10" mais on gagne en rendement, le Xmax diminue.
C'est ce qui est fait en SUB pro par exemple, avec des caisses type manifold, rendement et frappe, mais distance de recul obligatoire, c'est fait pour de l'extérieur.

Petit caisson en Br, (Bass Reflex), c'est + 8 à +10 dB de rendement gratuit à volume de caisse et T&S égale, c'est un Xmax plus modéré, c'est le seul moyen pour avoir un petit caisson correct qui fonctionne si il y a un peu de demande SPL.

[jeoffrey59]

Génial ce fil !

merci l'indien, je vais prendre le temps de le lire avec beaucoup d’intérêt, j'y suis en plein dedans, j'adapte progréssivement mon système pour allez dans cette direction.

[indien29]

C'est clair Jeoffrey, le résultat final, c'est matériel + pièce, mais faut de l'expérience pour s'en apercevoir.
Pour tes frontales tu seras en 2 voies ?

[Yoann44]

Floyd Toole traite notamment ce sujet dans son bouquin. Il a été démontré qu'au delà de 4, cela ne sert plus à rien d'ajouter des caissons.

Sur le positionnement, cela dépend évidemment de la pièce. Sur des "simples", plusieurs dispositions sont possibles et efficaces. De nombreuses publications sont disponibles sur le web

Edit : un exemple --> la première trouvée par hasard https://hometheaterhifi.com/technical/technical-reviews/an-interview-with-todd-welti-and-kevin-voecks/

[LeBienHeureux]

Pourquoi est-ce que les sub de Sono sont 10, 20, voire 30 fois moins chers que les caissons HiFi ? C'est de la pure daube ou bien l'erreur est ailleurs ?

[indien29]

Floyd Toole traite notamment ce sujet dans son bouquin. Il a été démontré qu'au delà de 4, cela ne sert plus à rien d'ajouter des caissons.

Merci Yohann, en parlant avec tout le monde, on essayera de tirer une conclusion, il y a en effet tellement d'écrit sur le sujet, dont ceux de Floyd Toole, que ça peut etre bien de faire le point et de voir quelle est la méthode qui fait consensus, j'espere que l'on aura pas mal d'échanges avec les quelques experts du forum que j'ai conviés.

[indien29]

Pourquoi est-ce que les sub de Sono sont 10, 20, voire 30 fois moins chers que les caissons HiFi ? C'est de la pure daube ou bien l'erreur est ailleurs ?

Je ne pense pas qu'il y est autant de différence si on compare les caissons actifs contre caissons actifs (ou passif Vs passif)

En pro en général, il n'y a pas de prix loufoque, mais il y a aussi des marques chinoises nulles, comme en HiFi d'ailleurs, il peu aussi y avoir du bon matériel chinois... Faut comme toujours regarder les caractéristiques du matériel, la bande passante, la puissance admissible et le type d'amplification si ampli il y a...

Les grandes marques généralistes dans les 2 mondes sont comme souvent de bons indicateurs je pense.

A titre perso, Thomann n'est jamais mal placé en section Studio ou Sono pour les gros caissons.

Il faut aussi veiller à ce que le HP peut sortir en bas de spectre en terme d'infra.

On oublie souvent les caissons pour automobile, vendue à prix bas, surtout d'occasion, on y trouve du JBL ou du Focal de Qualité à des prix très bas, il suffit ensuite de trouver un solide ampli type pro très puissant pour les alimenter.

Ppur moi, 10" (26cm) ou 12" (30cm) c'est les bonnes tailles, avec de grosses bobines.

Sinon, en DIY, rien de plus simple que de se faire 3 ou 4 caissons, là, en rapport qualité / prix, Dayton est devant en ce moment, c'est distribué par audiophonic, le choix du la série Ultimax en 10" ou en 12" : https://www.audiophonics.fr/fr/hifi-dayton-audio/dayton-audio-um12-22-ultimax-dvc-subwoofer-22-ohm-o30cm-p-12583.html

Pour finir, le RQP des XTZ à l'air sympa aussi : https://www.xtzsound.eu/product/sub-17-series Ils ont des 8, 10 et 12"... A voir donc, masi compte tenu du reste de la gamme, je ne vois pas mieux placé sur le marché actuellement.

En voyez vous d'autres ?

[Yoann44]

Floyd Toole traite notamment ce sujet dans son bouquin. Il a été démontré qu'au delà de 4, cela ne sert plus à rien d'ajouter des caissons.

Merci Yohann, en parlant avec tout le monde, on essayera de tirer une conclusion, il y a en effet tellement d'écrit sur le sujet, dont ceux de Floyd Toole, que ça peut etre bien de faire le point et de voir quelle est la méthode qui fait consensus, j'espere que l'on aura pas mal d'échanges avec les quelques experts du forum que j'ai conviés.

Il faut que je prenne un peu de temps pour résumer les docs que j'ai glané de-ci de-là

La solution développée sur la base des travaux de Todd, Olive et Toole (notamment) : https://www.jblsynthesis.com/syn-arcos.html

[indien29]

Je regarderai, mais il faut que ce soit bien adapté à nos petites pièces.

Oui, ce serait sympa si tu avais le temps de faire un petit résumé, parceque ces docs sont toujours en anglais, c'est jamais condensé...et les conclusions finales toujours difficiles à trouver

Déjà sur les 2 liens posté, rien d'accessible rapidement en mono auditeur

[mguw]

l'indien a tellement raison, c'est en promenant mon unique caisson dans la pièce que j'ai eu la meilleure amélioration. Mon Ampli avec Dirac gère les retards, donc pas de souci de ce coté la. Les mesures faite par Dirac sont d'ailleurs éloquentes et confirme ce que dis l'indien.

voici ma piece avec les 3 position de caisson que j'ai essayé



le caisson était initialement à coté de l'enceinte gauche en 1 (donc avec un coin opposé arrière droit, et comme les ondes stationnaires se creent le mieux de coin à coin) et le résultat des mesures étaient pourries avec un gros GMEP



je l'ai alors mis a coté de l'enceinte droite en 2, donc sans coin vis a vis et le résultat était meilleur, mais avec toujours ce gros trou a 80 Hz


et finalement le mieux était au milieu du mur de droite en 3 avec donc toute la profondeur de la pièce ouverte en face


donc juste en promenant le caisson j'ai baissé l'amplitude de GMEP de 10dB

on imagine bien qu'en rajoutant des caisson on doit pouvoir trouver des positions qui bouchent les trous d'une autre position

[indien29]

Merci pour ton CR !

[Yoann44]

Oui, ce serait sympa si tu avais le temps de faire un petit résumé, parceque ces docs sont toujours en anglais, c'est jamais condensé...et les conclusions finales toujours difficiles à trouver

Oui car souvent cela débouche sur une solution commerciale (normal quelque part car les financeurs des études aiment bien pouvoir exploiter les résultats). C'est qui est également dans les recherches d'Olive & autres, c'est de ne jamais avoir les références des produits testés (ou très rarement).

Déjà sur les 2 liens posté, rien d'accessible rapidement en mono auditeur

Pourquoi du mono auditeur ? L'intérêt du caisson multiple est notamment d'élargir la zone dans laquelle le grave est qualitatif.

[wakup2]

Attention quand même avec le multicaisson, la on part de mesures qui donnent des résultats en champs établi, seulement on va faire un gros compromis sur la réponse impulsionnelle, on perd en impact c'est une solution éventuelle dans nos petites pièces peu adaptées acoustiquement, mais ce n'est pas forcément la solution idéale !

[indien29]

Pourquoi du mono auditeur ? L'intérêt du caisson multiple est notamment d'élargir la zone dans laquelle le grave est qualitatif.

Pour une question de délais et de réponse impulsionnelle (voir la question de Wakup plus bas.

J'expliquai aussi plus haut les solutions pour arroser correctement sur un spot plus vaste.