Pourquoi une caisse de résonance ?

Une caisse de résonance (aussi appelé caisson) est le boîtier dans lequel loge le haut-parleur. Si l’on considère un sub-woofer utilisé en free-air ou en charge infinie (sans caisson, dans un caisson perméable..), en corrélat avec ce qui sera démontré dans la partie d, on aura des ondes sonores se dirigeant dans tous les sens, et, étant donné que les ondes « arrières et avants » (venants soit de l’arrière ou de l’avant de la membrane) ont un déphasage d’une demie période, un phénomène acoustique appelé court-circuit acoustique se produit. Ce phénomène se traduit en fait par l’addition de deux ondes déphasés d’une demie période, ce qui donnera comme résultante une nulle (son atténué quasiment atténué dans son entièreté). Pour empêcher ce phénomène de se produire on utilise un caisson qui va « traiter » l’onde arrière. Dès lors plusieurs technologies s’offrent à nous dont les deux plus utilisées sont le « caisson clos » et le « caisson Bass Reflex ».

Un caisson clos est en fait un boîtier le plus hermétique possible dans lequel vient se loger le sub-woofer. La caractéristique principale de ce caisson est de créer des ondes stationnaires c’est à dire des ondes qui au contact de la paroi du caisson vont la faire entrer en résonance (à la même fréquence que l’onde stationnaire) et donc lui permettre de transmettre à l’extérieur l’onde acoustique. Ce procédé requiert une application certaine quant à la réalisation de l’étanchéité et aussi une charge conséquente (~100L pour un sub-woofer de 38cm).

Le caisson bass reflex n’est plus ni moins qu’un caisson clos mais dans lequel on a usiné ou inséré un évent (tube positionné et dimensionné par les caractéristiques de l’enceinte).  Cette conception particulière du caisson permet à l'onde sonore arrière du sub-woofer de se propager dans l’évent pour renforcer le niveau des graves. En effet il combine la création d’ondes stationnaires ainsi que le retardement par réflexion de l’onde sur la paroi (avant de sortir par l’évent) ce qui a pour effet d’améliorer la restitution globale ainsi que de réduire le volume du caisson (~70L pour un 38cm). De plus ce caisson permet l’utilisation de haut-parleurs de qualités inférieures pour un rendement identique.

A chacun son caisson

Etant donné le fait qu’un sub-woofer en fonctionnement va mettre en mouvement une très grande masse d’air a l’intérieur du caisson, la cohabitation sub-woofer – médium pourrait causer à ce dernier des dommages irréversibles. Les ondes sonores (ondes à trois dimensions) ont tendance a se propager dans toutes les directions possibles donc, ceux engendrés à l’intérieur du caisson par le sub-woofer se heurteront à tout l’intérieur du caisson à même les membranes. Le médium est composé d’un spider (suspension de membrane) de faible capacité (en fonctionnement normal un médium n’offre pas un grand débattement à sa membrane donc il y a peu de risques de rupture de cette dernière). Ce qui équivaut à dire qu’une masse d’air trop importante se heurtant à la membrane du médium pourrait détériorer définitivement le médium. Même en utilisation  à bas niveau sonore, l’association d’autres types de haut-parleur avec un sub-woofer n’a comme seul effet que de détériorer le déplacement de leur membranes et donc de dégrader le son en sortie.

Par contre il n’y a aucune contre indication quant à l’association médium – tweeter, étant donné qu’ils ne génèrent que peu de flux d’air et donc n’auront qu’une influence négligeable sur le comportement de l’autre.