Technique du son

[Jenepy]

La musique ce n'est pas que composition.
Il y a maintenant un petit paquet de temps, j'avais commencé à distribuer des informations sur mes cours de son. Le topic est désuet, mais l'idée m'est restée. Je ne compte pas parler ici de gamme, de composition, d'accord ou de comment former un groupe. Je compte donner ici des informations plus techniques sur le son en général. Chaque message de ma part sera un explicatif. Le message suivant répondra à vos questions si vous en avez et développera un nouveau sujet. Pour les adresses utiles, je vous renverrais au forum des petites annonces où vous pourrez trouver un ingé son dans votre région ou, si vous êtes ingé son, des groupes qui auront besoin aide à ce niveau.

Chapitre premier, composante du son
Ce premier chapitre sera assez barbare, mais il est nécessaire pour donner la base du son. Nous allons donc aborder le vocabulaire nécessaire à la compréhension de la suite des chapitres (que j'écris au fur et à mesure, dans la limite de mon temps libre). Je passerais outre les notions de mathématique ainsi que les formules. Si elles vous intéressent, dites-le et elles seront dans les réponses !

Le son est une onde complexe qu'on peut décomposer en onde simple. Toute onde à une fréquence qui correspond au nombre de vibrations par seconde. Un son grave vivre lentement et un son aigu vibre plus vite. On exprime cette fréquence en Hertz. L'oreille humaine peut entendre, en théorie, de 20 hertz à 20.000 hertz. C'est à dire entre 20 vibrations par secondes et 20.000 vibrations par secondes ! Avouez que votre oreille vous impressionne ! Cette game de fréquence audible est la bande passante.
On parle ensuite d'amplitude. C'est le volume du son. Une faible amplitude correspond à un faible niveau sonore et une grande amplitude à un fort niveau !
Un son est aussi décomposable en quatre éléments: "l'attack", "le decay", "le sustain" et "le release". Expliquons-les ! L'attack est la naissance du son. On a une très forte amplitude sonore sur un temps très cours. C'est ce qui permet d'identifier l'instrument. Si on supprime l'attack, on ne saura plus différencier un piano d'un violon... Le decay est la chute de niveau juste après l'attack pour arriver au niveau moyen du son. Ce dernier se nomme sustain et c'est le temps le plus long du son en règle général. On a ensuite le release qui est l'extinction du son... Un dessin étant souvent plus clair:




Abordons ensuite un sujet sensible: la phase ! Le son étant une onde, il est possible de l'annuler en envoyant le même son en opposition de phase. Concrètement ça donne quoi ?
Imaginez que le son est une vague. Si vous envoyez une vague en opposition de phase, c'est-à-dire qu'à chaque fois que la première vague est en haut, la seconde est en bas et vice-versa, vous obtiendrez une étendue d'eau calme et plate, car les hauts s'additionneront au bas et on retombe à zéro. Pour le son c'est pareil.
Alors en théorie ça marche à 100%, en pratique, on verra que ça ne marche pas toujours à fond, mais qu'une opposition de phase fait toujours des dégâts au son !

Pour un début sur le vocabulaire, je pense qu'on s'en sort pas trop mal... J'ai pas envie de vous dégouter trop vite !
Au prochain post, on verra: les décibels, la dynamique, le principe de la technologie numérique face à la technologie analogique...
Et encore après, dans le chapitre deux, on parlera de micro ! Accrochez vous et tout ira bien !

Des questions ???

[Klara]

Très bonne diée, je lirais ça à tête reposée ça m'intéresse.

PS : mais quand même moins que ta THÉORIE de la robe.

[Jenepy]

Au prochain post, on verra: les décibels, la dynamique, le principe de la technologie numérique face à la technologie analogique...

Chose promise, chose due ! Et comme il n'y a pas de question, on balance directement le sujet !

Le décibel est un moyen de définir le niveau sonore des sons ou le niveau électrique audio. Il fonctionne suivant une notion logarithmique (et boum ! Cinq syllabes !) c'est-à-dire qu'elle ne fonctionne pas de manière linéaire ce qui permet de l'adapter à notre oreille. En gros, des sons faibles sont perçus proportionnellement plus fort que des sons forts. Notre système auditif nous permet donc d'entendre des sons très faibles sans être trop assourdis par des volumes importants.
Zéro décibel (0dB) correspond au début de la perception sonore humaine. 120dB par contre c'est le seuil de douleur. Pour vous donner une idée, pour en arriver là, il faudrait être à cinq mètres d'une fusée qui décollerait...

La dynamique est l'écart entre le niveau maximum et le niveau minimum appelé bruit de fond. Sur un micro, la dynamique est l'écart entre le son le plus fort qu'il peut enregistrer avant saturation et le niveau le plus faible qu'il peut capter. Il est bon de signaler ici qu'un micro ne peut pas tout enregistrer.

La technologie analogique traite le son dans son entièreté. Le plus connu dans cette technologie est le disque vinyle. Sur ce genre de disque, on retrouve l'entièreté de l'onde sonore. L'aiguille du diamant de lecture va donc suivre cette onde et via un ampli, on va pouvoir écouter le son enregistré.
Un CD (compact disque) par contre va utiliser la technologie numérique. On va donc découper le son en très fine tranche et calculer niveau moyen dans cette tranche. Pour respecter l'oreille humaine, on va prendre 44 100 tranches sur une seconde. Ainsi, un son de 20.000 hertz (limite supérieure de l'oreille humaine) sera repris un petit peu plus de deux fois et donc retransmis correctement. Mais dans le son de qualité, on va monter jusqu'à 196 000 tranches par seconde ! On travaille ensuite sur 16 ou 24 bit c'est-à-dire 16 ou 24 niveaux. Si vous prenez un de vos morceaux en MP3 et que vous regardez ses caractéristiques, vous verrez dans quels formats il est enregistré. En général, c'est 44.1KHz c'est-à-dire 44100 tranches par seconde...
Le problème de ce découpage est que ça ne rend pas les harmoniques. Les harmoniques sont les fréquences multiples d'une fréquence de base. Il y a donc des harmoniques que nous n'entendons pas, car de trop hautes fréquences, mais que nous ressentons. À cause de découpage, ses fréquences sont perdues.
On aura donc un son considéré comme plus froid pour du numérique et plus chaud (car plus complet, riche en harmoniques) pour un son analogique.

Nous avons fini ici avec le vocabulaire. Au prochain chapitre, on aborde les micros !

[Klara]

La dynamique est l'écart entre le niveau maximum et le niveau minimum appelé bruit de fond. Sur un micro, la dynamique est l'écart entre le son le plus fort qu'il peut enregistrer avant saturation et le niveau le plus faible qu'il peut capter. Il est bon de signaler ici qu'un micro ne peut pas tout enregistrer.

J'ai tout compris pour les deux chapitres sauf la dynamique. Concrètement, qu'est-ce que tu appelles un niveau ? C'est une notion abstraite ? Pourrais-tu donner des exemples ? Pour la dynamique du micro c'est compris !

[Jenepy]

Quand je dis niveau, il faut voir deux niveau extrême. Par exemple, la dynamique de l'oreille humaine est de 120dB car le niveau le plus faible que notre oreille peut percevoir est 0dB et le plus élevé est 120dB (et encore, à ce niveau là, on sature et ça fait mal !). Un CD par contre, a une dynamique moindre car à cause de la digitalisation, on n'est plus qu'à 80dB de dynamique. Un disque vinyle par contre a 100dB de dynamique.
On parlera aussi de dynamique en musique. Si nous prenons un orchestre symphonique complet, on aura un niveau très faible quand le picolo jouera seul et un niveau très élevé (presque 120dB) quand tout l'orchestre jouera en même temps. La différence entre ces deux niveaux est la dynamique du groupe.
C'est plus clair comme ça ???

[Klara]

C'est très clair Cap'tain !

[Jenepy]

Chapitre 2, les microphones !

Ce premier maillon de la chaîne de prise de son est évidemment un élément clé. À tel point qu'il est préférable dans une certaine mesure, pour la qualité du résultat final d'utiliser un micro de haute qualité avec du matériel d'un niveau très moyen que le contraire. Autrement dit, la qualité de l'électronique où transite le signal est moins prépondérante que la qualité du micro. C'est assez simple à comprendre, le micro transforme les vibrations de l'air en signal électrique, si cette transduction est mal faite, peu importe la qualité du reste de la chaîne de traitement, le signal restera dans le meilleur des cas fidèles à celui issu du micro, donc mauvais ! D'autre part, même avec des traitements puissants et de hautes qualités, il n'est pas possible de restituer ce qui n'est pas là au départ. Par exemple, si un micro ne reproduit pas les hautes fréquences, aucune électronique ne pourra les restituer.

Technologie du microphone:
Un micro est un transformateur. Il transforme les ondes sonores en signal électrique proportionnel aux ondes de départ. Comme vous vous en doutez, ce n'est pas si simple à produire et donc un bon micro coûte cher.

(Si le sujet vous intéresse, je peux vous décrire les différents types de capteur à savoir: les capteurs à pression et les capteurs à gradient de pression. Ce sont deux techniques qui permettent de capter l'onde sonore.)

Nous avons des micros dit "dynamiques" (à ne pas confondre à la dynamique d'un CD ou d'une voix...) c'est-à-dire des micros qui n'ont pas besoin d'alimentation électrique. Ces micros fonctionnent comme des haut-parleurs, mais à l'envers. Explication pour le micro: Un bobinage mobile solidaire d'une membrane est placé dans un champ magnétique produit par un aimant. Le mouvement de ce bobinage provoqué par les vibrations de l'air via la membrane induit un courant aux bornes du bobinage proportionnel aux vibrations de l'air. Il suffit de récupérer ce courant et de l'amplifier. Une enceinte fonctionne de la même manière, mais à l'envers. Vous pouvez donc employer un haut-parleur pour en faire un micro. Ainsi, j'ai déjà enregistré une grosse caisse avec un HP et le résultat donnait très bien !

Nous avons ensuite les micros électrostatiques (à condensateur). En voici la définition exacte:

Cette technologie est basée sur les variations de capacité d'un condensateur en fonction de la variation de distance entre ces deux électrodes.

Pour faire simple, ça marche à la perfection !
Pour compliquer: nous avons deux membranes qui se font face et qui sont électrifiées. Quand l'une des membranes vibre à cause des sons qui arrivent dessus, ça crée une différence de capacité électrique qui est proportionnelle au son.
Vous devez savoir que ces micros sont beaucoup plus fragiles que leur copain les dynamiques. Mais ils sont aussi beaucoup plus précis, car la membrane vibre très facilement ! Ils sont aussi plus chers. Plus les membranes sont grandes, plus le micro est précis. C'est souvent le genre de micro que l'on verra dans les studios, mais rarement sur scène... Tout le monde sait qu'un musicien sur scène est une brute qui ne fait pas attention au matériel

Nous continuons notre route des micros avec le micro à électret qui fonctionne comme le micro électrostatique à une différence prêts. L'électret n'a pas besoin d'alimentation électrique, il est polarisé dès le début. Cela limite donc sa durée de vie... Si vous trouvez un vieux micro à électret, il y a de fortes chances pour qu'il ne fonctionne plus très bien (en général, après 15 ans c'est mort). C'est le genre de micro que l'on retrouve dans nos téléphones ! Ils sont donc nettement moins chers à fabriquer que les électrostatiques, mais en ont la même sensibilité.

Pour finir, nous avons les micros à ruban, mais ne maitrisant pas cette technologie, je vous renverrais vers [url=http://fr.wikipedia.org/wiki/Microphone_à_ruban]Wikipédia[/url].

Dans le prochain chapitre, on parlera de la directivité des micros, de leur courbe de réponse en fréquence, de leur sensibilité, de pression maximum admissible...

N'oubliez pas que si vous avez des questions, j'y réponds avec grand plaisir et qu'une question n'est jamais idiote !

[Klara]

J'ai pas compris les micros dynamiques et leur mode de fonctionnement. Pourrais-tu nous montrer des schémas ? Ou faire des comparaisons ?

[Jenepy]

Et un petit dessin pour Klara !



Donc, comme la membrane et la bobine ne font qu'un, quand l'une bouge, l'autre la suit. Et comme elle est placée dans un aimant, le mouvement de la bobine crée du courant qui est proportionnel au vibration que la membrane reçoit !

Je suis pas sûr que répondre à une heure du mat' garantisse une réponse claire...

[Klara]

J'ai compris ! Merci ! ^_^