Fabriquer votre propre cajon

Les matériaux du caisson d'un cajon

C'est le contreplaqué qui est le plus souvent utilisé pour des cajons, offrant un bon compromis entre prix, poids et sonorité. Les parois contribuent au son en vibrant elles mêmes, donc les choix de matière et d'épaisseur ne sont pas sans effet.

Ici aussi c'est le 100% bouleau baltique qui est le mieux adapté aux cajons, car c'est léger, résistant et permet de facilement faire une finition soignée (les chants des panneaux peuvent être usinés et poncés impeccables). La qualité d'un contreplaqué se désigne par un code en lettres (AA, AB, BB, BC), selon la quantité et le type des défauts présents sur les deux faces. (Voir dans notre page Matériaux pour cajons.)

En épaisseur, certains fabricants n'hésitent pas à descendre jusqu'à 8mm, sans doute par souci d'économie ou de poids de transport. 10 à 12mm permet de réaliser des assemblages solides plus facilement, donc ceci est un meilleur choix pour un cajon 'fait maison'. De plus, on peut faire un bon arrondi sur les arêtes quand il y a un peu plus de matière.

On peut citer aussi les contreplaqués de bonne qualité en 100% okoumé. Un peu plus lourd que le bouleau, mais acceptable. Par contre c'est plus difficile à vernir ou à peindre car les fibres du bois se redressent, même après plusieurs couches.

Ce qu'il faut éviter est le contreplaqué basse gamme qu'on trouve dans les magasins de bricolage, typiquement en cèdre 'pencil' avec des couches intérieures en peuplier. Il y a souvent des vides dans les couches intérieures, des défauts de collage, et il est très difficile de le couper ou l'usiner proprement.

Il est aussi possible d'utiliser du "médium" (en 12 ou 15mm). C'est une matière facile à travailler et peu chère. Par contre, la sonorité à tendance à être moins résonnante - le son est un peu plus mat et feutré - mais c'est aussi une question de goût...

L'utilisation de bois massif, en essences nobles, est plutôt un exercice d'esthétique où on cherche à faire un beau objet ou de montrer ses talents d'ébéniste. On utilise souvent des planches de 18-22mm d'épaisseur, donc le cajon devient assez lourd. Il y a des puristes qui vantent les mérites acoustiques de telle ou telle essence de bois massif, mais c'est un peu comme chercher le parfum infime de feuilles mortes ou de cannelle dans un bon vin - pour la majorité ça sent le vin... En tout cas, plus les parois du cajon sont lourdes et épaisses, moins il y aura de résonance dans les parois.

Assemblage s'un cajon

En évitant de mettre des vis ou clous apparents, qui gâcheront l'apparence du cajon, il est possible de simplement coller les panneaux du caisson. Par contre, il est difficile d'obtenir un bon alignement des coins quand tout bouge dans tous les sens... Le plus simple est de fixer d'abord des tasseaux de butée sur les panneaux de haut et de bas, pour chaque angle, pour pouvoir bien positionner les côtés lors du collage. Si vous être un bricoleur équipé, vous pouvait créer une feuillure (entaille à mi-bois) à chaque angle, ou une rainure et languette, ou utiliser des tourillons.

La surface de jeu du cajon ou "tapa"

Le choix de la matière pour la surface de jeux (tapa) peut changer totalement la sonorité du cajon. La matière doit être résistante et avoir une bonne élasticité. Le plus souvent on trouve du contreplaqué, parfois avec une couche d'essence de bois noble pour la surface, plus rarement un panneau en bois massif, et il existe même en composite de fibre de carbone.

L'épaisseur du tapa est normalement entre 2,5mm et 4mm. Un tapa épais aura une fréquence de vibration naturelle plus haute et sera un peu plus 'résonnant'. Un tapa mince sera plus sensible et produira aisément des sons avec des frappes plus délicates.

Les contreplaqués en "bouleau baltique" ont des bonnes propriétés mécaniques, dues au fait qu'ils sont disponibles avec 4 à 6 couches de bois, selon l'épaisseur, au lieu des 3 couches dans un contreplaqué mince standard. Ils sont très bien adaptés à cette application. On les appellent souvent des contreplaqués "aviation" car ils sont utilisés pour la construction des maquettes d'avion. (Voir dans notre page Matériaux pour cajons.)

On peut utiliser un contreplaqué bouleau standard en 3 couches pour 3 mm d'épaisseur, ce qui est facilement trouvable. On trouve ceci dans beaucoup de kits de cajon sur le marché. Cependant, le son sera mieux avec un contreplaqué "aviation ", qui aura 6 couches pour 3mm. Pour cela il faut chercher dans les fournitures pour maquettes.

L'utilisation de plaquage en bois noble peut sembler être simplement un choix esthétique, mais il y a des fabricants qui produisent leur propre contreplaqué incorporant du bois noble et les sons s'avèrent différents. Le plaquage peut aussi offrir plus de résistance à l'usure à long terme. Par contre un simple panneau de bois massif (comme utilisé pour le plaquage des meubles) est à écarter comme solution, car l'élasticité se sera pas pareille dans les deux directions et il y un fort risque de fissure dans le sens des fibres du bois.

Les traitements de la surface du tapa
On peut traiter le tapa du cajon avec une finition huilée ou cirée. Inévitablement ceci va patiner avec le temps, avec la graisse des doigts etc. - peut être pour donner un effet sympa de "vécu", mais peut être juste un peu sale...
2 ou 3 couches d'un vernis acrylique donne une surface résistante et propre. Ceci va rendre le tapa un petit peu plus rigide, mais dans une mesure acceptable. Par contre, 2 grosses couches de vitrificateur de style "comptoir de bistrot" risque d'altérer la sonorité, donc à éviter.
A noter que vernir les deux côtés du tapa le rend moins sensible aux variations de température et d'humidité, ce qui est un atout important.
Pour ajouter de la couleur, il vaut mieux teinter le bois avant de vernir, au lieu de le peindre (modification du son...). On peut aussi faire un logo ou dessin avec des marqueurs, des encres, ou même un pochoir et bombe de peinture, avant de vernir.

Un tapa collé ou vissé ?
On peut coller le tapa sur le caisson ou le visser. Les deux méthodes ont leur mérites.
Si le tapa du cajon est vissé, on peut le retirer pour le changer facilement si c'est endommagé. Il faut vraiment y aller pour casser un tapa, donc ce problème ne se pose pas souvent. (A noter que le meilleur moyen d'éviter la cassure est de ne pas prêter le cajon à des potes qui ne savent pas jouer, lors d'une soirée bien arrosée...)
Si on veut garder la possibilité de faire des modifications plus tard ou expérimenter un peu avec la conception, il est utile de visser le tapa. Cependant, on peut aussi visser le panneau de derrière si le format du cajon le permet.
Si c'est collé, la sonorité du cajon est légèrement mieux, avec un peu plus de résonance.
A noter que la partie haute du tapa (environ un tiers à un quart) est normalement vissée, laissant un jeu de 1 à 2mm entre le tapa et le bord haut du caisson pour pouvoir créer un son de 'claque' quand on tape sur le rebord. On peut régler ce son en serrant ou desserrant les vis.

Le trou du son, évent, ou ouie du cajon

La conception de l'évent du cajon est fondamentale pour produire une bonne sonorité du cajon. Ce n'est pas juste "un trou pour laisser le son sortir". On voit beaucoup de fausses informations sur le net, du style - on peut faire des formes fantaisies, peu importe la taille ou la position...

Pour faire simple :
On peut faire comme beaucoup de fabricants de cajon (qui peut-être ne comprennent pas trop comment ça marche...) et prendre les dimensions qu'on trouve souvent : Pour un cajon de taille standard (48-50cm x 30cm x 30cm) un seul trou rond, d'environ 110 à 120mm de diamètre, dans un panneau entre 6 et 10mm d'épaisseur, positionné central ou un peu plus bas que le centre. Au centre cela donnera une résonance plus "pointue". La fréquence de résonance va varier un peu, selon le cas exact, mais c'est une base de travail qui mettra le cajon dans les normes.

Astuce : Si on choisit 125mm de diamètre pour lévent du cajon, on sera dans la fourchette haute pour la note de résonance, mais on peut facilement ajouter un bout de tube d'évacuation en PVC de 125mm (chiné dans une entreprise de bâtiment) pour descendre le ton. Ceci est toujours installé vers l'intérieur et à ras côté extérieur. Il faut essayer plusieurs longueurs, disons de 1 à 4 cm de débordement vers l'intérieur, pour trouver le son qui vous convient.

Un cajon fonctionne comme un "résonateur Helmholtz", quelque peu imparfait. La fréquence de résonance et l'amplification du caisson est en fonction de l'équation de résonance de Helmholtz.

On peut déterminer la fréquence de résonance théorique à partir de l'équation, mais un cajon est assez éloigné d'un résonateur parfait, ayant une forme rectangulaire au lieu de sphérique et un évent relativement grand par rapport au volume d'air dans le caisson.

En plus du volume réel de l'air dans le caisson, il y a trois facteurs que devait être investigués par recherche pour pouvoir appliquer l'équation Helmholtz à un cajon :
1. La valeur de la constante "K" qui compense la forme non-théorique du caisson (établie par mesure de la fréquence réelle).
2. La valeur effective à appliquer pour la longueur de chemin des ondes sonores à travers l'évent (donc tenant compte de l'épaisseur de panneau et éventuellement un tube ajouté).
3. Quelle est la meilleure relation à avoir entre la résonance du caisson et la fréquence de vibration naturelle du tapa.

La position de l'évent n'est pas sans effet. Déplaçant l'évent de l'axe central va diminuer le facteur "Q" de la résonance (l'amplification), étalant la résonance sur une bande de fréquences plus large. Ceci peut être utile ou pas selon le cas...

Le "timbre" de caisse claire du cajon

La majorité de cajons incorpore un "timbre" (snare en anglais). Ceci est un assemblage de brins de fil métallique torsadé, emprunté des caisses claires de batterie. Ceci permet de créer le son qui ressemble à une caisse claire sur la partie haute du cajon. Il existe un autre système avec des cordes métalliques tendues - voir ci-dessous.

Il y a plusieurs méthodes de montage pour le timbre, voici les plus courantes :

1. Le timbre est coupé en deux parties qui sont montées côte à côte à la verticale pour appuyer contre la face arrière du tapa, sur sa partie haute.
Parfois ce montage est sur un axe qui peut être tourné, puis bloqué, selon la pression qu'on souhaite. Plus le timbre appuie, plus l'effet augmente. Le timbre peut être aussi dégagé complètement, pour jouer sans.
Dans les cajons et des kits peu chers, il y souvent juste une moitié de timbre, en position fixe, mais ce n'est pas forcément un inconvénient, si l'installation a été bien étudiée.

2. Le timbre en entier est monté sur un cadre en bois qui est bloqué contre la face arrière du tapa, à l'horizontal. Ce cadre est souvent amovible et on peut le sortir par l'évent si on veut jouer sans timbre.

3. Sur certains cajons, appelés "traditionnel" ou "flamenco" le son de caisse claire est créé par des cordes métalliques installées de haut en bas de l'arrière du tapa. Le son de caisse claire est, donc, présent sur toute la surface de jeu. Ceci correspond à l'instrument traditionnel de l'Amérique du sud. Ceci est aussi une question de goût de chacun, si on veut le son traditionnel ou une bonne séparation entre caisse claire et grosse caisse.

On trouve des timbres avec de brins plus ou moins rigides. Des brins souples donnent un son plus doux et moins prononcé. Les brins durs donnent un son plus métallique et clinquant.

Astuce : Essayez de faire votre assemblage d'une façon à avoir le tapa installé et le timbre fixé et accessible avant d'installer définitivement le fond. Mettez le fond en place avec du scotch pour faire des essais. Vous pouvez ainsi faire des modifications sur le montage du timbre pour ajuster le son avant de fixer le fond.

Voir des timbres pour cajon dans notre page Matériaux.