Du bon son sans faire péter le caisson - Placer correctement les caissons de basse sono

Mais plus on s’in­té­resse à ce sujet, plus la ques­tion peut sembler complexe. Un bon rendu des basses dépend de nombreux facteurs, qui pour certains ne concernent pas les subwoo­fers eux-mêmes, mais plutôt le type d’évé­ne­ment sur lequel nous sommes amenés à travailler. Il est donc essen­tiel d’iden­ti­fier les besoins et contraintes pour bien choi­sir son maté­riel en amont.

Que faut-il véri­fier en amont pour bien se prépa­rer ?

• Quelles sont les exigences en matière de niveau de basses ?
• Comment garan­tir une répar­ti­tion homo­gène des basses sur l’en­semble du public ?
• Quelles sont les options de place­ment possibles et lesquelles sont les plus adap­tées à la salle et au spec­tacle ?
• Y a-t-il des limites de niveau SPL à respec­ter ?
• La diffu­sion des basses doit-elle être direc­tion­nelle pour limi­ter leur présence sur scène ?

Vous cher­chez des solu­tions adap­tées ? Les conseils suivants pour­raient vous être utiles…

Comprendre la diffu­sion omni­di­rec­tion­nelle des basses

D’un point de vue acous­tique, le cais­son de basse est un élément capri­cieux qui fait parfois des choses impré­vi­sibles. C’est pourquoi il est diffi­cile de le maîtri­ser. En compa­rai­son, les moyennes et hautes fréquences sont plus faciles à gérer en matière de propa­ga­tion sonore car elles obéissent aux prin­cipes de l’acous­tique géomé­trique.

Les hautes fréquences se comportent comme des rayons lumi­neux et, en optique, la règle empi­rique est la suivante : l’angle d’in­ci­dence est égal à l’angle de réflexion. Ou, pour faire une analo­gie avec le jardi­nage, si je tourne la buse du tuyau d’ar­ro­sage à fond, je crée un large jet d’eau qui ne va pas bien loin, mais si je rétré­cis l’ou­ver­ture de la buse, le jet devient alors plus concen­tré, et la pres­sion de l’eau augmente et donc sa portée. Il est possible d’ob­te­nir le même résul­tat sur le plan acous­tique en utili­sant des twee­ters à pavillon. Si je dois sono­ri­ser une salle plus longue que large, un pavillon à disper­sion hori­zon­tale de 60° est préfé­rable. À l’in­verse, si la salle est large mais peu profonde, un pavillon à 90° sera plus adapté. L’objec­tif est toujours de couvrir l’en­semble de la zone à sono­ri­ser et de proje­ter le plus de son direct possible vers le public et le moins possible sur les murs, le plafond et la scène.

Il en va de même pour l’uti­li­sa­tion de cais­sons de basse, à la diffé­rence que les basses fréquences ne suivent pas les lois de l’acous­tique géomé­trique. Les basses se propagent géné­ra­le­ment de manière omni­di­rec­tion­nelle (dans toutes les direc­tions) et ont égale­ment la spéci­fi­cité de pouvoir contour­ner les obstacles, rendant le prin­cipe « angle d’in­ci­dence = angle de réflexion » inopé­rant. Mais cela n’est pas toujours problé­ma­tique, tout dépend des exigences sonores de l’évé­ne­ment.

Les erreurs courantes à éviter lors du place­ment des subwoo­fers

En raison de la longueur d’onde impor­tante des basses fréquences, les cais­sons de basse fonc­tionnent mieux lorsqu’ils sont placés à une certaine distance des surfaces rigides de la salle, comme les murs. Dans le cas contraire, ces surfaces réflé­chis­santes inter­agi­ront inévi­ta­ble­ment avec les cais­sons de graves pour produire des inter­fé­rences qui altè­re­ront la qualité sonore. Trois options de place­ment sont donc géné­ra­le­ment à éviter.

Sous la scène

Bien que ce place­ment permette de gagner de l’es­pace et de proté­ger le maté­riel des intem­pé­ries, les basses étant omni­di­rec­tion­nelles, elles émettent du son vers les côtés, le haut et l’ar­rière. Cela signi­fie que la struc­ture de la scène créera inévi­ta­ble­ment des réflexions indé­si­rables, et pourra égale­ment agir comme un réso­na­teur, créant un son « boomy » qui dégra­dera le signal et augmen­tera le diapho­nie des basses sur scène.

Devant un mur

Avec un tel place­ment les basses fréquences sont renvoyées et se mélangent avec le son direct, créant une réponse en fréquence inégale et des inter­fé­rences. Si les subwoo­fers ne peuvent pas être placés autre­ment, vous pouvez essayer de les orien­ter vers la scène à une courte distance. Cela semble étrange, mais peut s’avé­rer béné­fique en termes de son et de perfor­mances.

L’ins­tal­la­tion conven­tion­nelle du subwoo­fer.

Ce posi­tion­ne­ment peut donner de meilleurs résul­tats si le cais­son doit être placé direc­te­ment devant un mur ou une scène.

Dans les coins

Placer les cais­sons dans les coins d’une pièce peut sembler idéal car l’es­pace est souvent libre et les cais­sons de basse n’en­travent pas la circu­la­tion dans la salle. D’un point de vue acous­tique, il s’agit cepen­dant du pire endroit possible pour une resti­tu­tion sonore de qualité. Il y a une forte accu­mu­la­tion de pres­sion dans les coins de la pièce, ce qui entraîne une augmen­ta­tion du niveau sonore global dans les basses fréquences, avec un gain de 3 à 6 dB simple­ment dû aux réflexions acous­tiques. On serait tenté de penser que c’est une bonne chose mais, le rendu étant souvent déséqui­li­bré et impré­cis, ce place­ment est à éviter.

Les confi­gu­ra­tions suivantes sont beau­coup plus avan­ta­geuses.

Les instal­la­tions dans les coins doivent être évitées à tout prix.

Les meilleures stra­té­gies de place­ment des cais­sons de basse

Pas de cais­son de basses

Il peut sembler un peu étrange de suggé­rer une confi­gu­ra­tion sans subwoo­fer dans un article sur les cais­sons de basses, mais il est tout à fait perti­nent de se poser la ques­tion suivante : « Mon type d’évé­ne­ment néces­site-t-il réel­le­ment un cais­son de basse ? ». Discours, confé­rence, concert acous­tique voix et guitare clas­sique… de tels événe­ments néces­sitent rare­ment l’uti­li­sa­tion d’un cais­son de basse. Dans ce cas, des enceintes 12 pouces de bonne qualité suffisent ample­ment. Avec un subwoo­fer, il faudrait nettoyer la plupart des signaux à l’aide d‘un filtre coupe-bas, ce qui s’avè­re­rait fina­le­ment contre-produc­tif.

Tous les événe­ments ne néces­sitent pas l’uti­li­sa­tion d’un cais­son de basse.

La confi­gu­ra­tion 2.1

Deux enceintes (tops) et un cais­son de basses, ce trio est parti­cu­liè­re­ment appré­cié lorsque les possi­bi­li­tés de trans­port sont limi­tées et que les exigences en matière de basses fréquences restent modé­rées. En ce qui concerne leur instal­la­tion, la méthode la plus courante consiste à placer les enceintes sur des pieds à gauche et à droite de la scène et le cais­son de basse au milieu, entre les enceintes. Il est souvent recom­mandé de retar­der légè­re­ment les tops par rapport au subwoo­fer à l’aide d’une ligne de retard (un délai), ce proces­sus est appelé « aligne­ment tempo­rel ».

La confi­gu­ra­tion 2:1 clas­sique offre géné­ra­le­ment un son correct

La confi­gu­ra­tion de type satel­lite

C’est proba­ble­ment la confi­gu­ra­tion la plus courante pour une instal­la­tion compacte. Elle offre de nombreux avan­tages, même si elle s’avère peu effi­cace lorsqu’il s’agit d’as­su­rer une répar­ti­tion homo­gène des basses. Une sono­ri­sa­tion de type satel­lite stéréo se compose d’un subwoo­fer avec une tige d’es­pa­ce­ment servant de support à l’en­ceinte supé­rieure. En les posi­tion­nant sur les côtés gauche et droit de la scène, pas besoin de pieds d’en­ceintes encom­brants. L’es­pace requis est minime, le top et le cais­son de basse sont proches l’un de l’autre et ne néces­sitent géné­ra­le­ment pas d’ali­gne­ment tempo­rel supplé­men­taire. De plus, les longueurs de câble sont limi­tées, cela signi­fie une instal­la­tion plus rapide et un rendu visuel plus soigné, que deman­der de plus ?

Confi­gu­ra­tion popu­laire, mais qui ne permet pas une diffu­sion uniforme des basses.

Et bien, si on écoute atten­ti­ve­ment la répar­ti­tion du son des subwoo­fers dans la pièce, on constate qu’elle est loin d’être équi­li­brée. Le diag­nos­tic : les basses s’ac­cu­mulent au centre et il y a des annu­la­tions massives à gauche et à droite de l’axe central. Le son est donc trop lourd pour le public situé au milieu et beau­coup plus faible pour le public sur les côtés.

Le posi­tion­ne­ment gauche/droite des subwoo­fers génère des annu­la­tions de fréquence.

2 + 3 = basses

Existe-t-il une solu­tion simple pour remé­dier à ce problème ? Oui, il suffit de combi­ner les confi­gu­ra­tions 2 et 3. Cela signi­fie que les enceintes restent sur des pieds, à gauche et à droite tandis que les deux subwoo­fers sont regrou­pés au centre de la scène, en confi­gu­ra­tion « mono clus­ter ». En retar­dant les tops, les basses deviennent nette­ment plus équi­li­brées. Cette méthode néces­site un peu plus d’es­pace et de câblage, mais en vaut large­ment la peine, car elle offre un son plus équi­li­bré, avec une diffu­sion homo­gène des basses dans toute la salle.

Ces confi­gu­ra­tions sont fréquem­ment utili­sées et adap­tées à de nombreuses situa­tions. Mais ne serait-il pas formi­dable de pouvoir contrô­ler la direc­ti­vité des basses aussi préci­sé­ment que celle des enceintes supé­rieures ? La bonne nouvelle, c’est que c’est tout à fait possible. La mauvaise, c’est que ce n’est pas si simple.

Un mono clus­ter diffuse beau­coup plus unifor­mé­ment.

Les mono clus­ters génèrent peu d’in­ter­fé­rences

Confi­gu­ra­tion cardioïde : maîtri­ser la direc­ti­vité des basses

Jusqu’à présent, notre atten­tion s’est portée sur la diffu­sion des basses en direc­tion du public, mais qu’en est-il de leur impact sur scène ?

Comme nous le savons déjà, les subwoo­fers émettent de manière omni­di­rec­tion­nelle jusqu’à envi­ron 200 Hz. Concrè­te­ment, cela signi­fie que leur rayon­ne­ment peut être comparé aux diagrammes polaires des micro­phones. Un subwoo­fer diffuse les basses dans toutes les direc­tions à 360 degrés, à l’image d’un micro­phone omni­di­rec­tion­nel qui capte les sons avec la même inten­sité, quelle que soit leur prove­nance.

Un micro­phone cardioïde, en revanche, capte beau­coup moins les sons venant de l’ar­rière que ceux prove­nant de l’avant. Par exemple, un micro­phone vocal placé direc­te­ment devant un retour de scène doit avoir une direc­ti­vité cardioïde (comme le Shure SM58) afin d’évi­ter qu’il capte une trop grande quan­tité de son venant de scène et que cela provoque des effets de Larsen.

Il en va de même pour les cais­sons de basse. Il y a de nombreuses raisons (diapho­nie, plainte des rive­rains…) pour que l’on préfère qu’ils projettent leur éner­gie prin­ci­pa­le­ment vers le public et le moins possible vers la scène. Dans ce cas, pourquoi ne pas créer un effet direc­tion­nel simi­laire à celui d’un micro­phone cardioïde ? Et bien, une telle confi­gu­ra­tion est tout à fait envi­sa­geable.

Cepen­dant, elle requiert au moins 3 (voire 4) subwoo­fers iden­tiques et la possi­bi­lité de les régler indé­pen­dam­ment les uns des autres. Soit les cais­sons sont actifs et disposent d’un DSP program­mable, soit ils sont contrô­lés par un proces­seur de diffu­sion, chaque subwoo­fer étant alors connecté à une sortie du proces­seur distincte et à son propre canal d’am­pli­fi­ca­tion.

Comment fonc­tionne un CSA (cardioid subwoo­fer array) ?

Quatre para­mètres prin­ci­paux influencent le rayon­ne­ment des subwoo­fers : leur posi­tion­ne­ment et la distance qui les sépare, leur niveau de sortie, la pola­rité et l’ali­gne­ment tempo­rel qu’on leur applique. Si ces quatre para­mètres sont mani­pu­lés de manière adéquate, il est possible de créer un réseau de cais­sons de basse cardioïde direc­tion­nel. En pratique, cela signi­fie que le niveau des subwoo­fers est concen­tré vers la zone du public et qu’il est consi­dé­ra­ble­ment réduit vers la scène. Ce concept de subwoo­fer cardioïde a été théo­risé par Harry F. Olsen dans son article inti­tulé « Gradient Loud­spea­kers », publié en 1973.

En pratique…

Il existe plusieurs façons d’ob­te­nir un effet cardioïde, et les options de posi­tion­ne­ment varient en fonc­tion du nombre de subwoo­fers dispo­nibles. La confi­gu­ra­tion mini­male est la suivante :

• Vous aurez besoin d’au moins 3 subwoo­fers (c’est encore plus effi­cace à partir de 4) placés côte à côte ou l’un sur l’autre.
• L’un des subwoo­fers doit être orienté vers la scène, les autres vers le public.
• Le subwoo­fer orienté vers la scène doit être aligné tempo­rel­le­ment par rapport à ceux orien­tés vers le public (appliquez un retard corres­pon­dant à la distance entre les deux haut-parleurs)
• et sa pola­rité doit être inver­sée ! Les cais­sons actifs disposent souvent d’un bouton « 180°, phase, pola­rity » prévu à cet effet. Vous pouvez égale­ment inver­ser la pola­rité dans la sortie corres­pon­dante du proces­seur.
• Enfin, en fonc­tion du nombre de subs orien­tés vers le public il sera parfois néces­saire de réduire de quelques dB le niveau de sortie du subwoo­fer orienté vers la scène.

Quand c’est bien confi­guré, cela crée une annu­la­tion vers la scène et un ajout de basses vers le public. Génial, non ? En pratique, une instal­la­tion CSA peut résoudre bien des problèmes. En parti­cu­lier lorsque les musi­ciens se plaignent d’avoir trop de basses sur scène ou que le public trop proche se sent gêné par un excès de basses. Toute­fois, l’ef­fet cardioïde présente égale­ment de légers incon­vé­nients, car il n’est pas uniforme sur toute la gamme de fréquences et des arte­facts de phase et impul­sion peuvent appa­raître.

Réglage clas­sique d’un cais­son de basse cardioïde.

Subwoo­fers cardioïdes : avan­tages et mise en place

Il n’est pas stric­te­ment néces­saire de possé­der plusieurs subwoo­fers pour effec­tuer une confi­gu­ra­tion cardioïde car certains fabri­cants proposent désor­mais des subwoo­fers à disper­sion cardioïde, comme le QSC KS212C par exemple.

Ces modèles ont une carac­té­ris­tique indis­pen­sable : ils disposent d’au moins deux haut-parleurs agis­sant de manière simi­laire à deux subwoo­fers sépa­rés dans une confi­gu­ra­tion cardioïde. L’avan­tage : l’uti­li­sa­teur n’a pas à se soucier de l’ins­tal­la­tion.

Ces subwoo­fers sont géné­ra­le­ment beau­coup plus silen­cieux à l’ar­rière. Mais il arrive que l’on veuille aussi sentir les basses sur scène. Dans un concert de hip-hop, la diapho­nie des basses est moins préoc­cu­pante que dans un concert clas­sique, où des instru­ments comme la contre­basse ou le violon­celle sont captés par des micro­phones. Il est donc judi­cieux de possé­der des subwoo­fers qui peuvent être utili­sés dans les deux scéna­rios sans trop d’ef­forts. La façon la plus simple d’y parve­nir est d’uti­li­ser des subwoo­fers actifs qui offrent des préré­glages dans le DSP de l’uti­li­sa­teur, comme le QSC KS118, par exemple. Vous posi­tion­nez les subwoo­fers confor­mé­ment au manuel et char­gez les préré­glages cardioïdes appro­priés si vous souhai­tez « moins de basses » sur scène, ou bien vous utili­sez les cais­sons dans leur mode de fonc­tion­ne­ment normal, selon les besoins de l’évé­ne­ment.

Autres tech­niques avan­cées pour un place­ment opti­mal

Bien entendu, il existe de nombreuses autres confi­gu­ra­tions possibles pour l’agen­ce­ment et l’ins­tal­la­tion des cais­sons de basses (Tooth Gap, End Fire, ICAD, Tight Line, Physi­cal Sub ARC, Delayed Sub ARC ou encore Hybrid V-Array pour n’en citer que quelques-unes). La majo­rité de ces réseaux peuvent être confi­gu­rés en omni­di­rec­tion­nel, cardioïde ou même hyper­car­dioïde. Cela néces­site toute­fois beau­coup d’ex­pé­rience et les outils adéquats.

Ces réseaux peuvent être confi­gu­rés en amont à l’aide de logi­ciels de simu­la­tion tels que Ease Focus, Mapp 3D, Sound­Vi­sion ou Array­Calc. Dans la pratique, ces simu­la­tions doivent être vali­dées et ajus­tées à l’aide d’un logi­ciel de mesure appro­prié (par exemple Smaart, SATLive, Open Sound Meter) et du maté­riel de mesure adapté. En effet, l’in­fluence de l’acous­tique de la pièce sur le compor­te­ment des réseaux est diffi­cile à simu­ler de manière précise et néces­site des ajus­te­ments sur le terrain. Cela vous semble compliqué ? Effec­ti­ve­ment, c’est un domaine qui relève de l’ex­per­tise d’un spécia­liste chargé de la concep­tion du système en fonc­tion des besoins spéci­fiques des grands concerts et festi­vals, de sa super­vi­sion durant l’ins­tal­la­tion et de sa cali­bra­tion sur site.

C’est la base d’une sono­ri­sa­tion opti­male et d’un son de qualité. Mais comme nous l’avons vu, même avec un nombre limité de cais­sons de basse, il est possible d’ob­te­nir des amélio­ra­tions signi­fi­ca­tives lors d’évé­ne­ments plus modestes.

Bonne chance dans le place­ment de vos subwoo­fers !

FAQ

1. Pourquoi le place­ment des cais­sons de basse est-il si impor­tant ?

Le posi­tion­ne­ment des subwoo­fers influence direc­te­ment la qualité du rendu sonore. Une mauvaise dispo­si­tion peut entraî­ner des annu­la­tions de phase, des zones avec trop ou trop peu de basses et une diffu­sion déséqui­li­brée.

2. Faut-il toujours placer les cais­sons de basse au sol ?

Pas forcé­ment. Si la plupart des subwoo­fers sont conçus pour être posés au sol, certaines confi­gu­ra­tions suspen­dues ou suréle­vées peuvent être adap­tées pour mieux répar­tir l’éner­gie sonore.

3. Pourquoi éviter de placer les subwoo­fers dans les coins ?

Les coins ampli­fient certaines fréquences et provoquent un excès de pres­sion acous­tique, rendant le son impré­cis et déséqui­li­bré.

4. Quelle est la meilleure confi­gu­ra­tion pour un petit événe­ment ?

Une confi­gu­ra­tion 2.1 (deux enceintes et un subwoo­fer central) est souvent suffi­sante pour un petit espace, tout en assu­rant une diffu­sion correcte des basses.

5. Comment éviter que les basses ne perturbent les musi­ciens sur scène ?

L’uti­li­sa­tion d’un Cardioid Subwoo­fer Array (CSA) permet de concen­trer l’éner­gie vers le public et de limi­ter la projec­tion vers la scène.

6. Est-il néces­saire d’uti­li­ser plusieurs subwoo­fers pour obte­nir un bon son ?

Non, un seul subwoo­fer bien placé peut suffire. Cepen­dant, pour un rendu plus homo­gène et puis­sant, l’uti­li­sa­tion de plusieurs subwoo­fers confi­gu­rés correc­te­ment est recom­man­dée.

7. Comment régler la phase et le délai des subwoo­fers ?

Il est conseillé d’uti­li­ser un proces­seur de diffu­sion ou un DSP pour ajus­ter la phase et appliquer un délai aux subwoo­fers afin d’évi­ter les inter­fé­rences de phase.

8. Quels logi­ciels utili­ser pour simu­ler le place­ment des subwoo­fers ?

Des outils comme Ease Focus, Sound Vision ou MAPP 3D permettent de simu­ler la diffu­sion sonore et d’op­ti­mi­ser le place­ment des cais­sons de basse.