Le Grave et les gammes d'enceintes Hi-Fi

1. L'importance du Grave et sa difficulté d'obtention

Il n'existe pas de consensus absolu sur les limites de fréquences des différents registres Grave - Médium - Aigu, mais pour simplifier fortement, on peut donner les bandes de fréquences indicatives suivantes :

• 20 Hz à 160 Hz : Grave (souvent on parle de Sub ou Extrême Grave pour 20 Hz à 50 Hz)
• 160 Hz à 3000 Hz : Medium (Bas Medium jusqu'au Haut Médium)
• 3000 Hz à 10000 voire 20000 Hz : Aigu (jusqu'à l'extrême aigu)

En pratique, à l'écoute, le grave (ou basses fréquences) est un élément absolument essentiel de la musique :

• Il fait partie intégrante de la gamme de fréquence de certaines instruments (Contrebasse, Tuba, Piano, Orgue, Guitare Basse...)
• Il est une composante fondamentale des attaques de grosses percussions
• Il donne à la musique de la présence, du corps, de la chaleur... Et tout simplement de la fidélité de restitution...

En particulier, dans la musique Rock, il est largement présent (Guitare Basse, percussions...), et même de temps en temps volontairement fortement mis en avant.
Mettons-nous dans le cas où les artistes ont souhaité utiliser les très basses fréquences. Si vous écoutez alors deux systèmes Hi-Fi, un qui répond dans le grave à partir de 25 Hz, et un autre qui ne répond qu'à partir de 60 Hz, il y aura un monde d'écart entre les deux... C'est une expérience que je vous recommande fortement de faire, par exemple sur les pistes suivantes :

• "Unfinished Sympathy", de Massive Attack. Pics de grave à 35 Hz dès le début du morceau. C'est immédiat et très très parlant. Ces pics doivent être très marqués et durer une bonne seconde.
• "Góðan daginn" de Sigur Ros (36 Hz à 26 sec)... Ou même "E-Bow"...
• "Sill Life", de Van Der Graaf Generator. (L'ambiance d'orgue doit vous retourner dès le début, dont 35 Hz à 38 Hz tenu dès les premières secondes)
• "Il Pleut" d'Emilie Simon. (38 Hz tenu à 7 sec et 15 sec, puis 32 Hz tenu à 29 sec)
• Et il arrive qu'un morceau où on n'imagine pas qu'il y ait du grave en ait malgré tout. Citons par exemple "Why Should I Cry For You" de Sting, "Fast Car" de Tracy Chapman, "House Of Cards" de Radiohead, etc.

Le grave est donc important... Mais... C'est aussi la composante du spectre la plus compliquée à reproduire fidèlement.
Là encore, je vais simplifier, mais pour obtenir un bon grave qui descend très bas (25 Hz), il faut un haut-parleur de dimension importante. Il n'y a qu'à regarder un caisson de basse pour s'en convaincre : le haut-parleur aura vite un diamètre de 30 cm, et le caisson une largeur un peu inférieure à 40 cm.
On rencontre donc vite un problème de taille : loger un appareil de 40 cm de large (et de hauteur indéterminée s'il s'agit d'une enceinte intégrant le reste des haut-parleurs) chez soi dans son salon, c'est très compliqué. Déjà il faut avoir la place, et ensuite ça sera vite moche...

Du coup, les fabricants d'enceintes utilisent des techniques pour augmenter la réponse dans les basses fréquences (nombre de haut-parleurs, Bass-Reflex, quart d'onde, radiateur passif...) et pour garder des tailles d'enceintes raisonnables.
Il n'en reste pas moins qu'une enceinte (passive) de taille raisonnable (< 20 cm de large) aura toujours beaucoup de mal entre 20 Hz et 40 Hz...

Enfin, dernier élément important : pour un niveau de pression donné, l'oreille humaine "entend moins bien le grave que le medium". Cf courbes isosoniques sur Wikipedia.
Pour bien entendre les parties graves d'un morceau, il faut donc en général pousser le volume d'écoute. A l'inverse, à très bas volume d'écoute, la partie grave sera quasi absente.

2. Les gammes d'enceintes

Regardons désormais la manière dont sont construites les gammes d'enceintes chez un fabricant. Je vais prendre l'exemple de B&W (Bowers & Wilkins), en synthétisant les caractéristiques qu'ils annoncent, mais toutes les marques suivent la même logique.

Il est assez simple de se rendre compte des réalités et stratégies suivantes :

• La reproduction des Aigus et Mediums est la plus simple. Les haut-parleurs aigus et mediums sont repris d'une enceinte à l'autre. Enfin, pas tout à fait... J'exagère un peu... Mais vous voyez l'idée...
• Rq1 : sur le Medium - Aigu, vous pourrez à priori déceler des écarts sur deux enceintes différentes, mais si les enceintes sont bien faites, c'est très subtil... Et surtout : comment savoir quelle enceinte est la plus proche de la réalité ? Si l'enregistrement est un concert d'instrument acoustique que vous connaissez bien, vous devez pouvoir le faire... Mais si vous écoutez un disque studio de Rock avec toute la chaine de conversion du son et d'enregistrement, ça me parait discutable, vous choisirez ce qui "sonne le mieux à votre avis"...
• Rq2 : Sur le grave, par contre, la différence à l'écoute entre deux enceintes vous sautera souvent aux oreilles !
• Un grave qui descend très bas se fait en parallèle d'une taille d'enceinte qui augmente très fortement. Sur la B&W 801, on est à 45 cm de large... Vous pourriez en loger deux dans votre salon, vous ? (Enfin, sauf si l'objet devient de l'art pour vous, ou s'il matérialise avant tout votre passion)
• Pour obtenir ce grave, l'augmentation de prix est stratosphérique... Et parfaitement ridicule, vu l'envolée des tarifs...

3. La solution : le caisson de basse + réglages... Ou une enceinte semi-active

Alors... Que faire pour avoir un bon niveau de grave et un prix raisonnable ? Et bien :

• Choisir une paire d'enceintes dont les mesures sont les meilleures possibles, être conscient que 35 Hz - 40 Hz sera probablement la limite basse, ce qui est déjà très bien... Et si vous voulez absolument atteindre 20 Hz :
• S'appréter à devoir compléter les enceintes avec un caisson de basse... (dont le branchement est possible après l'achat des enceintes).
• Le caisson de basse nécessite par contre des réglages, eux mêmes nécessitant des mesures chez vous...

Et d'où vient la performance du caisson de basse ? De sa taille, mais aussi de son amplification interne qui lui permet d'augmenter le débattement du haut-parleur.
Notons aussi que le grave n'est pas "directif" : il se propage partout dans la pièce. Un seul caisson est donc nécessaire (pas deux).

Certains crierons au scandale sur le fait d'ajouter un caisson de basse sur une paire d'enceinte Hi-Fi... Mais bon, faites confiance à vos oreilles, le scandale s'envolera bien vite...
A mon avis, lors de l'achat, prenez directement un caisson performant : vous l'achetez pour atteindre 20 Hz, alors mettez le prix... Je fais souvent référence au SVS SB-2000 Pro à 1200 euros... C'est peut-être cher, mais vous avez là un caisson testé et validé à 20 Hz, un réglage via smartphone + Bluetooth, et une super compacité (36 cm de large, 37 cm de hauteur) pour les performances obtenues...

Voici un exemple d'association de panneaux acoustiques avec un caisson de basse dans une pièce. Le résultat (après réglages) parle de lui même !

• En bleu : panneaux acoustique seuls (Quad ESL-989) (qui ont le comportement d'enceintes classiques dont les graves descendent jusqu'à 60 Hz à 45 Hz maxi)
• En orange : ces panneaux acoustiques, bien combinés à un caisson de basses. On récupère toute la bande d'extrême graves

Côté réglages, voici quelques conseils :

• Il faudra éviter le côté "Boomy" : il se produit lorsqu'il y a trop de basses. Il faudra mesurer le système chez vous et réduire la valeur de gain (= amplification) en conséquence.
• Il faudra régler la fréquence haute maxi du caisson (60 Hz par exemple), pour ne pas avoir trop de recouvrement avec les enceintes, qui elles débutent à 55 Hz (par exemple). Vous pourrez faire ce réglage soit via le caisson, soit via l'amplificateur s'il a une sortie Subwoofer
• Rq : il y a également un réglage de phase, plus complexe, et plus subtil à l'oreille... Je ne l'aborde pas ici.

A vrai dire, en poussant le raisonnement, on peut même acheter une paire d'enceintes sans trop se soucier de sa réponse basse fréquence, et directement la compléter par un caisson de basse. Je connais des personnes l'ayant fait et étant très satisfaites !
J'avoue personnellement avoir psychologiquement un peu de mal avec cette approche : pour un prix donné, j'irai plus naturellement vers la meilleure enceinte possible, y compris dans les graves... J'ai l'impression que limiter la plage de fréquence du caisson (20 Hz à 40 Hz par exemple), limitera aussi les potentiels problèmes (son, réglages)... Mais à part ce ressenti, je n'ai "scientifiquement" pas de vrai contre argument...

Enfin... Il existe quand même bien une solution pour se passer d'un caisson de basse et profiter d'une extension des graves à 25 Hz, il s'agit d'enceintes "semi actives" (actives pour le grave, passives pour les medium / aigus). Notamment la Goldenear Triton One.R. C'est très cher (7500 euros la paire), mais :

• Esthétiquement ça peut vraiment faire l'affaire. C'est un peu haut (137 cm), mais d'une largeur assez fine (20 cm).
• Elle évite l'utilisation d'un caisson de basse (et le fait de devoir le loger quelque part)
• Il n'y a pas de réglage à faire (Vous pourrez quand même ajuster le volume de grave autour d'une valeur standard). Tout est géré et intégré dans l'enceinte.
• Le son est superbe.