Chapitre 5 : Les techniques du son

Dans l’audiovisuel, le son est toujours le parent pauvre, c’est toujours de lui dont on ne parle qu’à la fin, c’est toujours lui qu’on a failli oublier. Et pourtant, il n’est pas moins essentiel que l’image. Explorons sa nature et ses techniques.

Qu’est-ce qu’un son ? Et comment se fait-il que nous entendions ?

Dans notre oreille, un système complexe transforme une vibration de l’air en sensation de son dans notre cerveau, via des influx électriques spécifiques. Lorsque que la corde d’une guitare vibre, cette vibration est transmise à l’air dans lequel elle se trouve, qui vibre à son tour. C’est le même principe lorsqu’on jette une pierre dans l’eau. Une onde se forme en cercles concentriques autour de l’impact.

Cette vibration de l’air est ce qu’on nomme les ondes sonores. Elle a une intensité (le son est plus ou moins fort, on appelle aussi cela le volume du son), et une hauteur (le son est plus ou moins grave ou aigu). Les sons graves proviennent d’une vibration assez lente de l’air (les cordes de la guitare les plus épaisses), et les sons aigus proviennent d’une vibration très rapide de l’air (les cordes de la guitare le plus fines). Cette hauteur du son se nomme, en terme physiques, la fréquence (mesurée en Hertz – le nombre de vibrations par seconde).

Un son réel est composé de l’ajout, très complexe, de toutes les vibrations qui se produisent en même temps. Par exemple, dans le cas d’une guitare, la corde vibre à plusieurs endroits (le son n’est pas pur), qui s’additionnent ; on nomme cela les harmoniques, c’est ce qui fait la « couleur » spécifique de chaque instrument. Par ailleurs, il n’y a pas que la corde qui vibre, il y a aussi la caisse de la guitare qui résonne, qui vibre aussi donc, de façon particulière à sa fabrication, et puis il y a les bruits des voitures qui passent dans la rue qui s’ajoutent. De même, lorsque nous parlons, notre appareil vocal forme un ensemble de fréquences, qui se mélangent, qui varient très vite en hauteur et en volume, pour former les différents phonèmes et intonations.

Avec l’électronique, on peut créer des fréquences pures, en faisant vibrer de façon régulière une membrane. Par exemple, la tonalité du téléphone est une fréquence de 440 Hertz (la fréquence du La). Vous pouvez l’utiliser pour accorder votre guitare.

Dans l’oreille, donc, comme dans tout notre corps, notre tympan capte cette vibration de l’air de façon très fine en étant lui-même mis en vibration, puis l’oreille interne transforme cette vibration en informations bio-électriques très complexes qui vont être interprétées par notre cerveau, pour nous faire entendre. L’oreille est ce qu’on appelle un transducteur mécano-bioélectrique. Elle transforme une onde, mécanique, en informations bio-électriques que le cerveau est capable d’interpréter.

Le micro, le haut-parleur et le magnétophone

Capter et transmettre le son :

• Si on tend une membrane très fine et souple, elle va, en présence d’un son, c’est à dire une vibration de l’air, faire comme le tympan de notre oreille, vibrer, c’est à dire faire un mouvement d’avant en arrière proportionnel à toutes les variations de pression acoustiques dûes au son. C’est l’ancêtre du micro.
• Et par ailleurs, si on prend une membrane et qu’on la fait vibrer, par exemple une plaque métallique assez souple tenue à la main, cela va produire un son, qui sera le reflet exact des vibrations de l’objet. C’est l’ancêtre du haut-parleur.

On voit que micro et haut-parleur sont la même chose, sauf que pour le micro son rôle est de capter les vibrations qui l’entourent, alors que pour le haut-parleur, son rôle est de transmettre sa propre vibration à l’air qui l’entoure. D’ailleurs, si vous prenez un haut-parleur et que vous le branchez dans la prise micro de votre ordinateur par exemple, il fera office de micro, vous pourrez vous enregistrer avec (il faudra juste parler très fort pour mettre en vibration sa membrane, qui n’est pas très fine). Et si vous branchez un micro dans la prise casque de votre ordinateur, vous entendrez le son via le micro, qui se comportera comme un haut-parleur. Il n’y a aucun risque pour un haut-parleur à fonctionner comme un micro, par contre, il y a un risque pour un micro à être utilisé en tant que haut-parleur...

On comprend le principe, c’est très simple, et les enfants le font souvent avec deux pots de yaourts en plastique vides, entre lesquels une ficelle, très longue, est tendue : l’un parle dans un yaourt, dont le fond vibre, cette vibration est transmise par la ficelle tendue à l’autre pot de yaourt, dont le fond va vibrer proportionnellement et faire entendre le son. Le fond du pot de yaourt sert à la fois de micro et de haut-parleur.

Comment enregistrer le son ?

Le principe est là aussi très simple. Sur la membrane du micro, un fixe une petite pointe métallique, qui va donc monter-descendre en fonction des vibrations de la membrane.

Placez au contact de cette pointe un rouleau de cire molle qui tourne lentement. Dans le rouleau de cire, un sillon va être creusé par la pointe, plus ou moins profondément en fonction des mouvements de la pointe, avec des ondulations plus ou moins larges en fonction des graves et aigus.

Maintenant, durcissons la cire. Augmentons la surface de la membrane liée à la pointe métallique, pour avoir une plus grande résonance. Mettons la pointe en contact avec le rouleau, et faisons tourner le rouleau. Les creux et bosses du sillon dans le rouleau vont faire vibrer la pointe, qui va faire vibrer la membrane, qui elle-même fait vibrer l’air alentour. Et nous entendons alors un son qui est la reproduction exacte de ce qui avait été enregistré.

Voilà un magnétophone primitif.

L’enregistrement du son sur rouleau de cire (inventé par Thomas Edison en 1877) a été perfectionné en disque microsillon, qui fonctionne sur le même principe.

Le son analogique

La profondeur variable du sillon est une reproduction très fidèle (« analogue ») de la variation de la pression acoustique dans l’air. C’est pour cela qu’on appelle ce mode d’enregistrement du son « analogique ». C’est, théoriquement la meilleure qualité que l’on puisse obtenir, car la moindre inflexion de la pression acoustique est reproduite dans le sillon.

Par contre, le frottement de la pointe abîme (à part avec des équipements de très haute qualité), au fur et à mesure, la surface du disque, et entraîne les craquements caractéristiques des disques microsillon, pour ceux qui s’en souviennent ! Et les défauts du supports (moins sensibles lorsque le support « tourne » plus vite) s’entendent aussi, apportent un bruit de fond.

Le microphone électrique

On attache à la pointe, qui fait son mouvement alternatif, une petite barre de fer. On entoure la petite barre de fer d’une bobine de fil électrique (sans contact). Le mouvement de la barre dans la bobine génère un courant électrique variable dans la bobine de fil. C’est le phénomène de l’induction électromagnétique. L’intensité et la fréquence de ce courant électrique sont proportionnels en fréquence et en intensité aux mouvements de la barre de fer, donc à la variation de l’onde sonore.

Le courant électrique produit par le micro est comme la profondeur variable du sillon, une image « analogique » du son réel.

Un micro est un transducteur éléctro-acoustique : il transforme l’énergie acoustique en énergie électrique.

Si, à l’inverse, en envoie dans la bobine de fil un courant électrique variable, la barre de fer va se mettre en mouvement et faire vibrer la membrane, qui émet donc un son.

Ainsi là aussi, un haut-parleur électrique est la même chose qu’un microphone électrique, utilisé dans l’autre sens.

L’enregistrement magnétique

Pour enregistrer le son, le rouleau de cire ou le disque microsillon ne sont pas ce qu’il y a de plus pratique. On a alors inventé la bande magnétique (1888, mais vraiment au point à partir de 1930). Qu’est-ce ? Un ruban, sur lequel, pour simplifier, ou colle une sorte de limaille de fer très fine. On fait défiler cette bande devant un électro-aimant, qui aimante le métal plus ou moins, en fonction de l’intensité électrique qu’il reçoit. Ainsi, s’il reçoit un courant électrique variable, l’aimantation enregistrée sur la bande va varier, de façon analogue, toujours, proportionnellement à la variation acoustique originale. La profondeur variable du sillon du disque est remplacée par une aimantation variable.

Lorsqu’on fait défiler la bande aimantée devant le même électro-aimant, par induction là aussi, un courant variable en fonction de l’aimantation présente sur la bande, va être produit dans l’électro-aimant, et se transmettre à la bobine, qui va mettre la tige métallique en mouvement, ce qui anime la membrane, met l’air en vibration et nous fait entendre le son.

Mais, au fil du temps, l’aimantation de la bande diminue lentement, de plus la bande, enroulée sur elle-même, se transmet l’aimantation à elle-même. Bref, le son analogique conservé sur des bandes magnétiques est théoriquement le plus fidèle qui soit par rapport au son réel, mais il est lui aussi assez fragile.

Nous passerons au son numérique dans le prochain chapitre.