La technologie bass-reflex est bien connue des amateurs de hi-fi, d’enceintes et de caissons de basses. Mais savez-vous véritablement en quoi elle consiste et ce qu’elle permet ? Voici quelques explications.
Le défi des basses fréquences
La reproduction des basses fréquences a toujours été un casse-tête pour les ingénieurs du son. Leur importante longueur d’onde implique pour les reproduire, d’utiliser des haut-parleurs de grand diamètre, couplés mécaniquement à un important volume d’air. Ainsi, les enceintes acoustiques ont, aux débuts de la hi-fi, adopté des formes peu désirables et des mensurations encore moins compatibles avec l’unité esthétique d’une pièce de vie. Il n’était alors pas rare de croiser dans les salons des enceintes flanquées d’énormes pavillons acoustiques (repliés, dits backhorn), obligatoires pour amplifier mécaniquement les basses fréquences avec les tout premiers amplis à tubes… d’une poignée de Watts.
Le bass reflex made in France
Dans les années 50, l’invention du transistor change la donne. L’accroissement de la puissance des amplificateurs met au clou les pavillons et permet d’envisager d’autres façons de mettre en œuvre les haut-parleurs de grave. En France, Elipson se rappelle au bon souvenir d’Hermann von Helmholtz, qui en 1850 étudiait les résonances de l’air dans les cavités (cheminée, bidon, etc.), énonçant la théorie du résonateur acoustique (résonateur de Helmholtz). La marque française est ainsi la première à installer un résonateur dans ses enceintes hi-fi. Nous connaissons mieux ce résonateur sous le nom d’évent bass-reflex.
Quel est l’intérêt du bass-reflex ?
L’intégration d’un évent résonateur à l’enceinte permet de renforcer le volume de basses fréquences, sur une plage où le rendement du haut-parleur faiblit fortement. On gagne ainsi de précieux décibels, ce qui permet d’augmenter la sensibilité globale de l’enceinte, en n’atténuant pas celle des haut-parleurs de médium/aigu. L’économie de composants électroniques passifs sur chemin du signal évite en outre sa dégradation excessive. De plus, l’évent bass-reflex agit comme un filtre mécanique passe-haut et empêche le haut-parleur de reproduire des fréquences trop basses, avec pour bénéfice une réduction de l’excursion de la membrane, et, incidemment une meilleure tenue en puissance. La pente d’atténuation sous la fréquence de résonance est de 24 dB /octave, ce qui est très important. Enfin, le résonateur permet de réduire le volume de l’enceinte.
Si les enceintes compactes et les fines colonnes composent l’essentiel des gammes des fabricants, c’est grâce à la technologie bass-reflex.
Comment fonctionne le bass-reflex ?
C’est à la fois simple et compliqué. Simple parce qu’il suffit de percer l’enceinte et d’y installer un tube (résonateur). Le son produit par l’onde arrière du haut-parleur excite alors le résonateur, qui en résonnant amplifie une courte plage de basses fréquences. Compliqué parce que le volume de l’enceinte et celui du résonateur sont directement liés et qu’il faut respecter une certaine équation pour que l’évent travaille sur la bonne plage de fréquences. Cette « bonne » plage dépend des caractéristiques mécaniques du ou des haut-parleurs de grave. Pas question d’accorder la charge bass-reflex à 30 Hz avec des haut-parleurs de 10 cm : le rendement du résonateur serait faible et les fréquences de 40 à 100 Hz serait très atténuées. La fréquence d’accord est tout un art et certains fabricants développent même spécifiquement leurs haut-parleurs pour cette technique et un volume de charge bien précis.
Le bass-reflex a t-il des inconvénients ?
Oui. Le bass-reflex est très pratique pour produire du grave avec un volume d’air modéré, mais cela n’est pas sans conséquences. Le terme même de résonateur a d’ailleurs quelque chose de péjoratif : un tube qui résonne peut-il produire de la musique ? Plusieurs problèmes sont ainsi inhérents à ce type de charge.
Tout d’abord l’air qui entre en résonance le fait avec un incompressible retard, de telle manière que le régime transitoire diminue. Autrement dit, le grave « traîne », avec à la clé des incidents de temporalité auxquels l’oreille est souvent sensible.
Autre inconvénient, la résonance engendre une élévation de l’impédance sur la plage de fréquences amplifiées par le résonateur et bien souvent une baisse d’impédance dans le haut grave. L’amplificateur associé à l’enceinte est donc mis à bien plus rude épreuve qu’avec une charge close. Enfin, des rotations de phases s’opèrent à la fréquence de résonance, ce qui perturbe la spatialisation du son. Rien de dramatique dès lors que les basses fréquences sont peu directives, mais cela peut compliquer la mise en œuvre d’un caisson de basses.
Que changent la forme et le nombre de résonateurs bass-reflex ?
La forme du résonateur n’influence que très peu son fonctionnement. Qu’il soit circulaire ou laminaire (rectangulaire), l’évent résonne à volume identique toujours à la même fréquence. Toutefois, la surface de l’évent va conditionner la vitesse d’écoulement de l’air : plus elle est importante et plus faible sera la vitesse. Au contraire, un évent de faible surface implique une vitesse plus importante, ce qui à fort volume peut engendrer des bruits d’écoulement. Le choix d’intégrer deux, trois ou quatre résonateurs relève d’une démarche de ralentissement du débit d’air, afin donc d’éviter les bruits d’écoulement. Cependant, certains fabricants ont mené des recherches afin d’optimiser la structure de la surface du résonateur, afin de réguler les ondes sonores pendant leur transit. C’est le cas de Monitor Audio ou Bowers & Wilkins.
L’importance du positionnement du résonateur
Le placement du résonateur a une influence sur son couplage acoustique avec la pièce d’écoute. Situé à l’arrière de l’enceinte, il peut bénéficier de la proximité d’un mur arrière ou de ses angles pour maximiser son rendement. Les anglo-saxons parlent de room gain pour qualifier cette amplification mécanique, qui peut parfois doubler le volume de basses fréquences produit par l’évent. Situé à l’avant de l’enceinte, il permet son installation – pour un modèle compact – dans une bibliothèque. Mais ce positionnement permet aussi une diffusion directe vers le point d’écoute, pour éviter d’ajouter encore du retard dans la circulation des basses fréquences. Enfin, l’évent bass-reflex est parfois positionné sous l’enceinte, ce qui favorise une diffusion harmonieuse du son. Certains modèles Focal (Focal Aria 900 par exemple) disposent d’évents frontaux et verticaux.
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Concernant les bruit d’écoulement d’event.
J’ai bien peur que ce joli évent aux formes de balles de golf soit purement marketing….
Le bruit d’écoulement que l’on peut entendre vient de l’effet « vortex » que crée les events de forme circulaire.
Et cette problématique est très fortement atténuée à l’aide event de type laminaire.
Sauf que cela coute plus chère, et comme dans le monde de la hifi, le marketing fonctionne bien, pourquoi s’en priver…. 🙂
L’évent laminaire en bois est effectivement plus onéreux à mettre en oeuvre qu’un circulaire en plastique. Nous sommes bien d’accord.
Les petits trous sur les balles de golf servent à ce que la balle puisse aller plus vite et plus loin ; autrement dit à diminuer les frottements de l’air. D’où la diminution du bruit…..
De là à l’entendre ….
C’est certain, ce qui frappe à l’écoute des enceintes Monitor Audio ou B&W par exemple, ce n’est effectivement pas le comportement de l’évent bass-reflex à alvéoles.
[…] Comprendre la technologie bass-reflex […]
Bonjour, je vous remercie grandement car je suis étudiant et cet article m’a énormément aidé à comprendre la technologie bass-reflex, dans le but de réaliser un TIPE sur ce sujet.
Merci beaucoup de m’avoir fait comprendre ce qu’est le bass reflex. Votre article est juste assez détaillé mais pas trop de façon à ce qu’on ne s’y perd pas. Excellent!
Salutations de Montréal, Québec, Canada.
Bonjour, je m’intéresse à la fabrication d’enceinte et j’aimerai savoir si l’évent doit forcement entrer dans le caisson ou peut en sortir. En effet j’ai lus que le volume occupé par l’évent doit être retiré du volume de l’enceinte pour les calculs. Faire sortir l’évent me permettrait de gagner de la place pour le volume interne de l’enceinte.(la place qu’il prendra à l’extérieur ne sera pas perdue puisque l’évent passera par un compartiment déjà prévu pour les composants).
Par ailleurs l’article est vraiment enrichissant.
L’entrée de l’évent doit être située dans le volume d’air interne de l’enceinte, pour le reste son positionnement est libre. Mais attention, vous semblez chercher à gagner du volume à l’intérieur et si votre enceinte est petite, un accord BR va impliquer un évent relativement long. Moindre est le volume et plus l’évent est long. Il n’est pas rare que des enceintes aux dimensions modestes aient des évents internes coudés.
A quois bon faire des H.P dans les aigues, pour leur ajouter du basse reflex ?
A mon sens, un bon H.P a une bonne restitution dans les basse et les aigues !
si non c’est du rien !
Les Medium sont trés facile à fabriquer !
ou sont les ingénieurs des basses ?
[…] coup de peinture à l’intérieur en protégeant la grille et un petit raccourcissement du bass reflex (j’adapterais si […]
[…] les enceintes à trois voies ont un haut-parleur supplémentaire pour les médiums. Les enceintes bass-reflex sont équipées d’un évent pour améliorer les basses […]