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Le site de Dominique, un amateur passionné

 

2-1-12-2 : Les caissons de grave 30 cm

Mise à jour : 30 juillet 2023, Antimode 11.

 

Préambule :

Les caissons de graves sont surtout utilisés dans les systèmes home cinéma.
Mais ils peuvent aussi venir en complément d'un système HI-FI classique.
Pour un caisson de grave de qualité tel qu'il est défini au chapitre Home-cinéma, il n'y a pas de différence, pour moi, entre les deux applications.

Si vous cherchez un caisson "Quatre-Vingts" : 20 L, 20 Hz, 20 cm, 20 €, ce n'est pas sur ce site que vous le trouverez...

Le titre de se chapitre est : Les caissons de grave 30 cm.
Je n'ai pas voulu faire une réalisation autour d'un haut-parleur donné dans un volume précis.
Je préfère parler d'une famille de caisson, où chacun pourra choisir son haut-parleur de 30 cm et son volume entre 48 et 100 L.

Une réalisation DIY doit être sans compromis :
J'ai choisi de la médite de 30 mm d'épaisseur pour cette description.
C'est lourd, cher, mais efficace contre les vibrations pour les grands volumes.

Ce chapitre a été réalisé avant que je perfectionne mes feuilles de calcul, que je passe aux outils de calculs en ligne.
Aujourd'hui, avec deux images de la simulation, et la lecture des chapitres plans de l'enceinte calculée avec EXCEL, vous avez toutes les données pour réaliser votre caisson, sans que je fasse un plan spécifique.

 

Aujourd'hui, à l'été 2023, il existe des plans calculés avec la base de données, largement plus précis que ce que je propose ici.
Ce chapitre restera, mais son intérêt est plus limité.

 

Haut-parleur :

image154.jpg Pour les besoins de ce chapitre, il me fallait la représentation d'un haut-parleur.
Je n'ai pas voulu choisir une référence plutôt qu'un autre.
Aussi je me suis dessiné un haut-parleur de 33 cm, saladier moulé, muni d'une ferrite de 190x25 mm, des plaques de champs de 10 mm d'épaisseur, une bobine de 66 mm de diamètre, bref un bien beau haut-parleur...

Tous les 30 cm pour caisson du marché rentrent dans ce gabarit...
image155.jpg

 

Le caisson :

Sur toutes les images, j'ai représenté la version 67 L du caisson.
image151.jpg Caisson avec 3 côtés enlevés.
Module amplifiltre dans son propre coffret d'isolation en bois.
image152.jpg Haut-parleur et évent sont tournés vers le sol.
Il y a 4 pieds en tube PVC de 10 cm, hauteur 8 cm environ.
Les pieds sont pris dans le même tube PVC que l'évent.
image153.jpg La plaque noire rectangulaire est le module amplifiltre.
Il y a deux évents dans cette version.
image164.jpg La version "2 évents" posée au sol, haut-parleur et évent vers l'auditeur.
Il faut juste ne pas mettre les pieds...

 

La face avant et arrière :

J'appelle face avant le panneau qui tient le HP et le ou les évents.
C'est un abus de langage pour les caissons sur pieds, mais ce n'est pas gênant.
De même la face arrière est la face supérieure pour un caisson sur pieds.

La face avant comprend deux plaques :
- L'une de 30 mm d'épaisseur sur laquelle est vissé le HP.
- L'autre, la contre face avant, est d'une épaisseur à mesurer sur le haut-parleur pour assurer l'encastrement total, voire un peu plus.
Sans les pieds, le haut-parleur ne doit en aucun cas toucher le sol...
La face arrière ne comprend qu'une planche de 30 mm d'épaisseur.

Ces faces avant et arrière font 57 x 54 cm.
C'est grand, mais il fallait pouvoir faire rentrer un haut-parleur jusqu'à 33 cm de diamètre, et 1 ou 2 évents jusqu'à 10 cm de diamètre.
Quel que soit le volume de l'enceinte, ces dimensions ne changeront pas.
La face arrière n'a aucun perçage.

image156.jpg Face avant, épaisseur 30 mm, avec un évent
image157.jpg Face avant, épaisseur 30 mm, avec deux évents.
Le diamètre du trou du haut-parleur est à mesurer sur le haut-parleur.
Les trous de fixation du haut-parleur sont à contre-percer avec le haut-parleur.
Le diamètre des évents sera donné avec la configuration du caisson.
Il y a 12 trous pour l'assemblage des autres panneaux.
image165.jpg Plan de la contre face avant, avec un seul évent.
Évent et trou haut-parleur sont percés avec la face avant.
Les 4 trous pour les pieds servent au centrage et collage des tubes.

 

Les volumes du caisson :

Le volume interne du caisson est très simple à calculer : longueur x largeur x hauteur.
Dans notre cas :
- La longueur est 54 - 6 = 48 cm.
- La largeur est 50 - 6 = 44 cm.
- La section est de 48 x 44 = 2112 cm2.
- Nous cherchons la hauteur pour la réalisation.

L'aimant d'un haut-parleur de 30 cm de qualité n'est pas négligeable : 19 cm de diamètre sur 5 cm de haut cela fait : 192 * Pi / 4 * 5 = 1418 cm3 = 1.42 L.
Vous aurez à faire ce calcul avec les côtes de votre haut-parleur.
Prenez la hauteur de l'aimant jusqu'au spider.

image158.jpg

Dans des réalisations avec un haut-parleur de grand diamètre comme celui-ci, il ne faut pas négliger le trou du haut-parleur qui est en partie bouché par le cône du haut-parleur.

Sur un diamètre de centrage de 28.5 cm, le volume du trou est de :
28.52 x Pi / 4 x 3 = 1914 cm3 = 1.91 L.
Si on considère que la membrane prend 50% de ce volume, il faut ajouter 0.96 L au volume de l'enceinte.

La problématique du volume du haut-parleur et du trou de montage a été traitée dans le chapitre "Volume occupé par l'évent et le haut-parleur".

Pour le calcul du volume de l'enceinte, les évents doivent être comptés comme des cylindres pleins.
Imaginez deux évents de 10 cm extérieurs, de longueur 20 cm.
Sur les 20 cm, 3 cm sont encastrés dans la face avant, et 2.2 cm dans la contre face avant, il reste une longueur morte de 20 - 3 - 2.2 = 14.8 cm.
Le volume occupé par les évents est de 102 x Pi / 4 x 14.8 x 2 = 2325 cm3 = 2.33 L.
Vous aurez à faire ce calcul pour votre diamètre, longueur et nombre d'évents, un seul évent sur l'image.
J'ai retenu 2 diamètres d'évents : 8 et 10 cm extérieurs, 7.4 et 9.4 cm intérieurs.
On trouve facilement ce tube en longueur 2 m dans les grandes surfaces du bricolage, ou chez votre plombier.
C'est la raison pour laquelle les pieds sont pris dans le même tube.

L'ampli filtre fait un volume qui n'est pas négligeable.
Sur une réalisation DIY, il est, pour moi, hors de question de le mettre dans le même compartiment que le haut-parleur.
Mais la perfection doit rester raisonnable, et deux planches de 19 mm suffiront pour l'isolation, la surface n'est pas grande.
Dans mon exemple, la section est de 8.9 x 22.2 = 198 cm2.
Comme les planches d'isolation font toute la hauteur de l'enceinte, la section de la face avant peut-être réduite de cette section : 2112 - 198 = 1914 cm2.

Pour une hauteur de 35 cm, le volume de l'enceinte est de :
1914 x 35 = 66990 cm3 = 66.99 L.
Il faut retrancher les volumes morts aimant, évent, et ajouter le trou du haut-parleur, le volume réel est de :
66.99 - 1.42 - 2.33 + 0.96 = 64.2 L.
Le calcul le plus simple qui ne prend en compte que l'ampli filtre ne fait que de 4.3 % d'écart, écart qui se réduira encore pour les volumes plus grands, ou s'il n'y a qu'un seul évent.
Pour la suite, et en parfaite connaissance de cause, nous ne retiendrons que le volume de l'ampli filtre, et en négligeant le reste.

Volume de l'enceinte en fonction de la hauteur : 1914 x hauteur / 1000 en L.

Hauteur en cm. Volume en L.
25.0 47.85
27.5 52.64
30.0 57.42
32.5 66.21
35.0 67.00
37.5 71.78
40.0 76.56
42.5 81.35
45.0 86.13
47.5 90.91
50.0 95.70
52.5 100.49

Découpe des panneaux pour un caisson :
- 2 de 54 x 50 cm, en 30 mm d'épaisseur.
- 2 de 54 x "Hauteur" cm, en 30 mm d'épaisseur.
- 2 de 44 x "Hauteur"  cm, en 30 mm d'épaisseur.
- 1 de 54 x 50 cm, dans l'épaisseur du haut-parleur.
- 1 de "Largeur ampli filtre" x "Hauteur" cm, en 19 mm d'épaisseur.
- 1 de "Profondeur ampli filtre + 1.9" x "Hauteur" cm, en 19 mm d'épaisseur.

 

Le paramétrage de votre haut-parleur :

De nombreux haut-parleurs conviennent dans ce caisson, je ne les indiquerai pas ici...
Je vous invite à utiliser le calcul d'une enceinte bass-reflex.
Vous choisissez votre HP, vérifiez la courbe de réponse, faites le calcul d'évent.
Vous ressortez de la base avec :

  • Une référence de HP.
  • Un volume pour le caisson.
  • Un diamètre et une longueur d'évent.
  • La taille des planches en fonction des proportions retenues.

Si vous me contactez par courriel, c'est la réponse que je vous ferai, après avoir vérifié la cohérence de la longueur de l'évent avec le volume du caisson :
Il doit rester au minimum un diamètre d'évent entre le haut de l'évent et le haut de l'enceinte.
Le calcul en base de données s'améliore, les images ci-dessous ne sont pas parfaitement à jour, même si l'esprit reste le même.

image161.jpg
 
image471.jpg
 
image859.jpg
 
image860.jpg

 

Les calculs avec la base de données sont simples, et vous donnent un résultat avec un code de couleur, si c'est vert, c'est OK.
Le calcul d'évent et le débit de vos planches sont réalisés, en respectant les proportions choisies, proportions qui ne sont pas celles de ce chapitre.
La courbe de réponse, d'impédance et de déplacement de la membrane, sont affichées.

Et pour un 38 cm ?
Le chapitre n'est pas écrit.
Mais en faisant un copier-coller de celui-ci, les choses peuvent aller vite.
En première approche, le haut-parleur fait 40 cm au lieu de 33, l'évent 12.5 cm au lieu de 10, soit 10 cm de plus en longueur, et 7 cm de plus en largeur.
De toute façon l'outil de calcul traite le caisson dans sa totalité, il n'y a plus besoin d'un chapitre spécifique.

Et pour un 24 cm ?
Il y a beaucoup de haut-parleurs de 24 cm de bas médium, et moins de graves.
Et puis un bon grave, c'est une grande surface d'émission sur une faible course.
Ce sera sans moi...

Bonne réalisation.

 

Un habillage qui fait envie :

C'est un caisson tel que présenté ici, mais habillé sous forme d'une table basse pour passer inaperçu dans votre pièce d'écoute.
J'ai réalisé des essais de HP dirigé vers le sol, et la hauteur optimale entre la planche qui tient le HP et le sol était entre 8 et 8.5 cm dans mon cas.
J'avais aussi l'évent dirigé vers le sol.

C'est une réalisation de Christian.

image942.jpg
 
image943.jpg

 

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Il y a un savoir-vivre élémentaire qui consiste à demander l'autorisation avant de reprendre tout ou partie de ce qui est écrit dans ce chapitre.
Je vous donnerai l'accord, demandez-le simplement pour être en règle. Sont exclues les demandes extravagantes, les demandes de copie de ma base de données haut-parleurs.


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