UN PEU DE TECHNIQUE MAIS PAS TROP, S’IL VOUS PLAÎT !
Les sons sont constitués d’ondes complexes qui, réunies, donnent à une sonorité son identité. Une même note jouée par deux instruments différents apportera un résultat sonore sans autre similarité que leur hauteur sur une portée. Cela signifie que la différence se trouve ailleurs, comme dans des fréquences autres que la fondamentale et que l’on nomme des partiels. Ainsi, si la fréquence d’un partiel est un multiple de la fréquence de la fondamentale, elle constitue un harmonique ; le premier étant situé au double de sa hauteur. Exemple avec le premier harmonique du "La 440 Hz" qui se situe à 880 Hz.
Bien évidemment, cette explication, tout en étant bien réelle, reste insuffisante. À cela, il faut ajouter d’autres données importantes comme l’attaque, l’amplitude ou la durée et la résonance qui déterminent une partie de la personnalité du son (son enveloppe). Chaque son et par extension chaque instrument disposent de ses propres enveloppes. On retrouve dans ces quelques explications ce qu’un synthétiseur analogique reproduit aisément grâce à des oscillateurs et des contrôleurs d’ondes que sont les filtres.
À ce stade, l’important est de retenir que la création musicale repose sur des sons créés au départ analogiquement : bruits naturels, instruments acoustiques, voix, etc. Le numérique n’intervient qu’ultérieurement, lors de l’enregistrement (l’échantillonnage), dans l’édition du son (la modification des ondes), le traitement (les effets) et dans la sauvegarde. Puis, comme un rappel à l’ordre, l’analogique revient à nos oreilles via les écoutes (enceintes, casque). Dans le langage courant, le “tout numérique” ne devrait donc évoquer que le matériel numérique et rien d’autre.
© pixabay.com - La platine disque, l'une des références en réponse au son analogique.
La difficulté pour un ingénieur du son ou pour un musicien qui cherche à s’enregistrer est de comprendre d’abord tout le processus du son analogique : la nature de son origine (matériaux utilisés, mécanismes employés...), ses particularités sonores et ses défauts inhérents. Dans ce sens, un synthétiseur analogique permet souvent de mieux saisir la nature d'un son : du choix de l’onde à son traitement par des filtres jusqu’à l’indispensable enveloppe ADSR.
Par ailleurs, tous ceux qui ont expérimenté le traitement sonore savent que celui-ci est affecté de mille façons en fonction des endroits où il est entendu, enregistré et reproduit ; et si un traitement acoustique améliore le cadre, il a toujours des limites. En prise de son, il faut toujours être paré à toutes les éventualités qui se présentent car celles-ci sont nombreuses !
Loin d’être parfait, l’analogique n’est finalement qu’un dispositif qui permet de traduire des ondes en impulsions électriques, comme c’est le cas avec le magnétophone à bande. On retrouve ce principe de transformation également avec les vinyles pour lesquels l’énergie est transmise sous formes de vibrations au moment de graver. Les transducteurs sont au cœur du processus d’enregistrement analogique.
Même si tout ceci semble n'avoir que peu de rapport avec le son numérique, les schémas de fonctionnement de l'analogique sont très proches de ceux proposés par l'édition numérique, l’essentiel étant de savoir les gérer correctement : comment les données seront-elles stockées et quels traitements devront-elles subir. Rien n’empêche bien sûr à un équipement numérique de n’être qu’un relais entre le son analogique entrant et celui qui sort sans autre modification, comme le ferait un quelconque magnétophone analogique. Néanmoins, le plus souvent, après être entrée en relation avec le dispositif numérique qui les traite, les données numérisées vont suivre un long cheminement dans lequel les bruits néfastes (comme le souffle) sont traités pour être théoriquement réduits.
QUAND LE NUMÉRIQUE PREND LE RELAIS...
Avec le numérique, tout n’est pas toujours parfait ! D’ailleurs, cette course à la perfection ne plaît pas à tout le monde. Côté oreille, le retour du disque vinyle trouve sa raison d’être sans en rougir, car il n’existe pas d’environnement idéal. La maîtrise du son n’a rien à voir avec un matériel, même performant ; cela permet seulement d’atteindre certains objectifs techniques en rapport avec une exigence toute personnelle. Toutefois, il reste évident que nos oreilles se sont habitués à un son d'une grande amplitude, à une quasi-absence de bruit de fond. L'amoureux du beau son ne peut remettre son jugement qu’en écoutant le résultat via les enceintes qui elles, faut-il le rappeler, n’ont rien de numérique !
Le matériel, qu’il soit analogique ou numérique, n’est pas là pour comprendre la musique. Alors que l’analogique dépose ses électrons libres sur un ruban, le langage de l’ordinateur se résume dans une démonstration binaire composée de 0 et de 1 : avec le 0 j’ouvre la tension, avec le 1 je ferme la tension. Pas de quoi affoler nos méninges, mais certainement celles de l'ordinateur qui calcule des centaines de fois par seconde une onde sonore pour la construire !
© Angie Schwendemann (wikipedia) - L'Akai S900, l'un des premiers modèles d'échantillonneur grand public apparu en 1986.
Cette rapidité est due à la puissance de calcul du processeur. Son “adjoint” demeure l’échantillonneur. Plus l'analyse est détaillée, plus fidèle est la reproduction de l’onde sonore. C’est simple, non ? La fréquence d’échantillonnage est donc une donnée essentielle. La notion à retenir est la suivante : la fréquence d’échantillonnage doit être le double (au minimum) de la plus haute fréquence de la source à enregistrer.
Théoriquement, et si l’on s’en réfère à une oreille moyenne, la fréquence audible n’excède jamais des fréquences qui se situent de part et d’autre entre 20 et 20 000 Hz, ce qui explique que la fidélité d’un son échantillonné doit se situer aux environs de 40 000 Hz ; comme c’est le cas avec les CD du commerce dont la fréquence s’élève à 44,1 kHz pour ne jamais ignorer la moindre partie du spectre audible.
La technologie employée est désignée sous le nom de PCM (Pulse Code Modulation), un format que peut-être vous connaissez déjà si vous utilisez un synthé digital. Sachez aussi, que la qualité du PCM peut être accrue si l’on mélange plusieurs flux d’information sonore. Dans ce cas, on parlera de multiplexage à division temporelle (TDM).
L’autre donnée capitale à un sampler est sa résolution en bit qui peut aller jusqu’à 32. Cette notion assez abstraite détermine en réalité une façon d’analyser une onde en groupe de bits. Cela implique une capacité de stockage d’information supérieure. La longueur de ces codes en 0 et 1 s'appelle “longueur de mots”. Fondamentalement, le procédé de calcul est à rapprocher avec celui de la photo numérique : plus la “longueur de mots” est élevée, plus il y a de la précision dans les détails, c’est pourquoi dans le domaine de l’audio (comme de la vidéo), l’ordinateur doit être rapide. Une “longueur de mots” en 16 bits sera toujours inférieure en termes de qualité à une autre qui propose 24 bits.
Enfin, si de votre côté vous vous posez la question de savoir pourquoi utiliser du 24 bits quand un CD est en 16 bits, sachez qu'en numérique, il vaut toujours mieux faire confiance à du 48 kHz, voire à du 96 kHz et à des “longueur de mots” supérieurs plutôt que d'envisager un "codage" à une résolution plus basse, sauf bien sûr si l'on n'a vraiment pas le choix, car l'audio numérique est très gourmand en calcul.
Piano Web (02/2022)
À CONSULTER
SON ANALOGIQUE, SON NUMÉRIQUE, QUELLE DIFFÉRENCE ?
LE CONCEPT DE L'ÉCHANTILLONNAGE
