1.1 – Le son
1.2 – La Fréquence
1.3 – L’amplitude
1.4 – Le Timbre
1.5 – La longueur d’onde
1.6 – La phase
1.7 – La bande passante et la courbe de réponse
1.8 – La célérité
1.9 – Effet d’antériorité ou de Haas
1.10 – Effet Doppler
1.11 – Effet de masquage
1.12 – Effet de Larsen
1.13 – Acoustique musicale
1 – Le son
1.1 – Le son
Le son est une vibration de l’air provoquée par une vibration d’un objet (peau, corde …).
La vibration de l’objet provoque un changement de pression d’air autour de celui-ci.
Les particules d’air ne «voyagent» pas (cf flotteur dans une mare d’eau), elles transportent «l’énergie».
Le son sera converti en signal électrique via un micro puis restitué à l’aide d’un haut-parleur.
Le son peut être défini par les 3 paramètres suivant :
– FREQUENCE
– AMPLITUDE
– TIMBRE
Dans les techniques de prise de son, de mixage, synthèse sonore (synthétiseurs), ces paramètres sont fondamentaux.
Toute la «chaîne» du son, c’est à dire les différentes machines que traverse le son utilisent ces paramètres.
D’autres paramètres sont intéressants :
– La longueur d’onde
– La période
– La célérité
– La phase
– La bande passante
– La courbe de réponse
Pour tout cela on dispose d’outils de mesure :
– Le VU mètre et PEAK mètre
– Sonomètre ou dB mètre
– L’analyseur de spectre
– Pink Noise (bruit rose) et autres générateur de signal
– Le corrélateur de phase
Les effets
– L’effet de Haas ou d’antériorité
– L’effet Doppler
– L’effet Larsen
– L’effet de masquage
1.2 – La Fréquence
La Fréquence est le paramètre qui permet de préciser la tonalité (aigu / grave) du signal.
– Plus la Fréquence est élevée, plus le son est aigu,
– Plus la Fréquence est basse, plus le son est grave.
L’unité de mesure est le HERTZ (Hz) = oscillations par secondes.
Une période est une oscillation complète. Elle a comme symbole «T»
Remarques :
– L’oreille humaine permet de percevoir les fréquences de 20Hz à 20.000Hz.
– Les sons en dessous de 20Hz s’appellent des infra-sons
– Les sons au dessus de 20.000Hz s’appellent des ultra-sons
– On utilise “k” (Kilo) pour indiquer 1000Hz. 20.000Hz = 20kHz
– Les basses fréquences ont plus d’énergie que les hautes fréquences.
Autre paramètre lié à la fréquence : c’est la période «T» (cité plus haut)
T=1/F
T = Période
F = Fréquence
1.3 – L’amplitude
L’amplitude est le paramètre qui permet de préciser le niveau sonore (fort /faible) du son.
– Plus l’amplitude est grande, plus le son est fort,
– Plus L’amplitude est petite, plus le son est faible.
L’unité de mesure est le DECIBEL (dB) ou plus précisément en acoustique, le dB SPL (Sound Presure Level), qui représente la pression / m2
Le dB est un rapport de signaux avec comme référence en acoustique le seuil d’audition (0dB).
Voici un ordre d’idée de la mesure du dB acoustique :
Remarque sur la sonorisation :
– Il n’est pas rare de voir la police débarquer sur le lieu de concert suite à des plaintes des voisins exténués par le bruit.
– Dans le cas de plein air, la durée des concerts est limité en raisons de “tapage nocturne”.
– Il faut impérativement respecter l’environnement sous peine de voir le concert interrompu et/ou annulé!
– Autre problème est le bruit de fond de la salle, celui-ci varie en fonction du type de concert et du public (écoute attentive, bar …) la manière de sonoriser et le niveau sonore vont varier en fonction du public.
Le dB est également utilisé pour d’autres unités de mesure présents sur les équipements électroniques pour indiquer les niveaux,les gains/atténuations de tensions de l’entrée d’un amplificateur, pré-ampli micro, table de mixage, enregistreurs …
La valeur en dB indiquera si le niveau du signal aura augmenté (ou diminué) de «x» en sortie de «machine» par rapport au niveau présent en entrée de «machine».
Les différents «dB» rencontrés dans le son :
Le dBA ou dB acoustique ou dB SPL (sound presure level) qui mesure la pression de l’air.
Le dBu ou dBv qui mesurent la «tension électrique» interne d’une machine.
Remarque:
– Le 0 dBu correspond au niveau optimum de fonctionnement de la machine
– Le 0 dB digital correspond au niveau maximum de la machine.
Au cas où il faut brancher une machine analogique à une machine digitale, il faut tenir compte que le : 0 dB analogique
correspond à -12 dB digital.
1.4 – Le Timbre
Le TIMBRE est le paramètre qui permet de préciser la “couleur ”du signal (son).
Suivant le théorème de Fourrier, un son complexe peut être décomposé en une somme de sinusoïdes de fréquence et d’amplitude données.
– La fréquence la plus basse est appelée “FONDAMENTALE”,
– Les fréquences multiples à la fondamentale sont appelées “HARMONIQUE”.
Plus le son a des harmoniques, plus on dit qu’il est “riche”.
L’analyseur de spectre permet : de montrer le contenu spectral du son (signal)
Certains sons n’ont pas de spectre bien défini: les fréquences sont générées aléatoirement.
– le bruit rose (Pink Noise) : contient toutes les harmoniques dont la somme donne un contenu spectral “plat”
– le bruit blanc (White Noise) : contient toutes les harmoniques dont la somme donne un contenu croissant.
1.5 – La longueur d’onde
– La longueur d’onde est : Le grandeur de l’onde (sonore)
– Elle se mesure en : mètres
Formule :
l=c/f
l = la longueur d’onde en mètres
c = Célérité (=340 m/s pour l’air à 20°) en mètre/seconde
f = Fréquence en Hz
Par exemple :
– une onde de 20 Hz mesure : l = 340/20 = 17m
– une onde de 1 KHz mesure : l = 340/1000 = 0,34m = 34cm
– une onde de 20KHz mesure : l = 340/20000 = 0,017m = 1,7cm
1.6 – La phase
La différence de phase entre 2 signaux sont provoqués par un “retard” d’un signal par rapport à l’autre signal.
– Signaux en phase
Deux signaux sinusoïdaux de même fréquence sont en phase si :
– les minimums sont aux mêmes moments
– les maximums sont aux mêmes moments
– les “0” sont aux même moments
– Signaux en opposition de phase
Deux signaux sinusoïdaux sont en opposition de phase (180°) si :
– Les minimums correspondent aux maximums
– Les maximums correspondent aux minimums
– Les “0” sont aux mêmes moments
Une machine appelée corrélateur de phase permet de vérifier si les signaux sont en phase.
A l’écoute (stéréo) une inversion de phase donne l’impression d’extra-largeur
(que le son vient d’au delà des HP)
Ce phénomène n’est pas audible par tout le monde !
Il faut vérifier la prise de son en mono pour y détecter cette perte de signal…
Petite expérience amusante :
– Brancher un CD dans 2 tranches de consoles mono
– Mettre les «PAN» au centre
– mettre les 2 faders au même niveau
– Inverser la phase d’une des 2 entrées
– ==>>> beaucoup de son disparaît (tout ce qui commun aux 2 côtés comme : la voix, basse …restent que la réverbe de la voix et une partie des instruments «panés» à gauche ou à droite.
– Signaux en déphasage.
Deux signaux sont en déphasage si :
– Les minimums, maximums, “0” ne correspondent à aucuns moments.
1.7 – La bande passante et courbe de réponse
La bande passante : est la plage de fréquences utile, traitable par une «machine»
La courbe de réponse : indique comment la «machine» réagit aux signaux de différentes fréquences
La bande passante : est la plage de fréquences utile, traitable par une machine
La courbe de réponse : est l’indication du comportement de la machine en fonction des fréquences
1.8 – La célérité
La célérité : est la vitesse du son dans l’air = 340 m/s à 20°
Comment calculer le temps en milli-secondes (ms) que met le son pour aller d’une source à un auditeur ou “capteur” ?
340 m / 1 s = 340 m / 1000 ms
pou x m de distance entre source auditeur
1 m = 1000 / 340
x m = x * 1000 / 340
1.9 – Effet d’antériorité ou de Haas
L’effet de Haas ou d’antériorité permet de localisé un son dans l’espace (Gauche / Droite)
Le son part en direction des oreilles de l’auditeur, si le son arrive plus vite à l’oreille droite, le cerveau décode et
interprète que l’objet se situe du côté où la trajectoire est la plus courte.
1.10 – Effet Doppler
Lorsqu’un objet qui émet un son, se déplace, un phénomène appelé effet Doppler se produit.
a : véhicule en mouvement
b : direction du déplacement
c : le son est plus aigu
d : le son est plus grave
e : observateur est à un point fixe
Le son est plus aigu lorsque le véhicule arrive vers l’auditeur
Le son est normal lorsque le véhicule est à la hauteur de l’auditeur
Le son est plus grave lorsque le véhicule a dépassé l’auditeur
1.11 – Effet de masquage
Il y a masquage d’un son par un autre son. Lorsque un des 2 sons empêche de comprendre aisément l’autre son.
Ce phénomène sera traité dans le chapitre consacré au mixage.
1.12 – Effet de Larsen
L’effet de larsen est provoqué par une boucle de «son» dans les équipements audio.
Le son sort du HP, rentre dans le micro, ressort par le HP, rentre dans le micro ….
Ce phénomène sera traité dans le chapitre consacré aux micros.
1.13 – Acoustique musicale
Il existe une étroite relation entre les notes de musique et la fréquence.
– Chaque note d’un clavier porte un nom.
D’une lettre à une autre lettre de même nom il y a une octave. Au point de vue fréquentiel, à chaque écart d’une octave, la fréquence double.
Chaque octave porte un numéro afin de la placer sur le clavier.
Pour accorder les instruments, les musiciens utilisent un “LA” à 440Hz.
Parfois, pour le jazz, pour que les instruments (piano) soit plus clair, le “LA” est accordé à 442Hz.
Le “LA” utilisé est le “LA 3”
Lorsqu’une note est jouée, la fondamentale correspond à la fréquence la plus basse de la note.
Il est possible de convertir une note en fréquence en utilisant la formule suivante :
Fréquence = Référence x 2
(octave – 3) + ton-10/12
Fréquence exprimée en Hertz
Référence est la fréquence du “LA”
ton est le numéro de la note en partant de DO à SI (1 à 12)
exemple : DO3 d’un instrument accordé à 440Hz
Fréquence = 440 x 2 (3 – 3) + (1 -10) / 12
= 440 x 2 -9 / 12
= 440 x 2 -0,75
= 440 x 0,5946
= 261,625 Hz
