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SYNTHESE des sons

 

LES DIFFERENTS TYPES DE CREATION SONORE

 

En termes de création sonore, il existe plusieurs types d'approche.

L'une d'entre elles consiste à créér à partir de rien. Tout est donc à faire, depuis l'onde sonore originale jusqu'à son aboutissement sous forme d'un son riche et complexe.

Une autre façon de faire réside dans la technique consistant à prendre des sons préexistants, (dans la nature, sur un support musical, à partir de générateurs) et les combiner pour en obtenir de nouveaux.

Concurrement à ces deux approches, diverses technologies sont mises en oeuvre, dans des appareils de conception de plus en plus complexe, ce qui peut aussi les rendre plus difficiles d'exploitation. Mais dans l'univers magique de la création, le temps ne s'écoule pas comme pour le commun des mortels...

 

 

LES DIFFERENTS TYPES DE SYNTHESE SONORE

 

 

Synthèse additive et soustractive:

 

La synthèse additive consiste en la superposition de sons sinusoïdaux de fréquences et d’amplitudes différentes. Voir Ici

 

Dans la synthèse sonore à base de générateurs électroniques, trois types de forme d'onde sont à distinguer.

 

les 3 formes d_onde

Evolution d'un signal généré en fonction du temps (axe horizontal)

 

Le signal rectangulaire (qui peut aussi adopter la forme carrée ou à largeur de modulation variable) est caractérisé par l'absence d'harmoniques pairs.

Le signal sinusoïdal est celui émis par une flûte, par exemple. Ce son est doux, contient des harmoniques pairs exclusivement.

Le signal dit "en dent de scie" est à mi-chemin des deux, riche en harmoniques.

 

Ce type de génération sonore était utilisée dans le fonctionnement de l'orgue électronique. Un maître oscillateur (circuit qui délivre une fréquence haute, donc inaudible au départ) de stabilité très bien contrôlée (l'électronique est susceptible de variations de comportement relativement aux conditions de son environnement telles chaleur, humidité, froid...) était suivi par une chaîne de diviseurs (de fréquence) qui distribuaient les notes de la gamme tempérée à un ou des claviers. Le son, filtré pour lui donner des "couleurs" différentes au moyens de clés appelées "jeux" (mise en évidence ou retrait de certains harmoniques) sortait par un dispositif amplificateur suivi de haut-parleurs.

Nous savons que la richesse particulière d'un son est déterminée par la superposition de plusieurs fréquences en rapport avec la note jouée. C'est ainsi que sur certains orgues on trouvait des "tirettes" graduées (en anglais "drawbars", notées en pieds car la réference aux grandes soeurs que sont les orgues d'église est évidente: les hauteurs de jeux sont relatives à la hauteur physique du plus grand tuyau de ce jeu). Elles permettaient d'ajouter ou d'enlever des rangs dans les proportions choisies par le musicien, modifiant ainsi le choix pré-établi du "preset".

 

tirettes harmoniques

Jeu de tirettes harmoniques (drawbars) notées en pieds

 

Mais les oscillateurs d'orgues délivraient généralement des signaux de type carré dont on a vu qu'ils étaient très pauvres en harmoniques. Pour pallier ce défaut, certains constructeurs ont opté pour des oscillateurs générant des signaux en dent de scie, plus faciles à modeler.

 

La synthèse soustractive consiste en un filtrage d’un signal riche en harmoniques (c'est le principe des synthétiseurs analogiques). L'orgue électronique en a bénéficié aussi dans sa conception car les fabricants luttaient entre eux contre les problèmes de création sonore par retrait, (ce que faisaient par défaut les filtres de l'époque) dans le but d'obtenir le son le plus réaliste possible. Voir Ici

 

Cas particulier, l'orgue Hammond (USA 1955), utilisait pour la génération ce qu'on appelle des "roues phoniques" créant à la source une couleur particulière et reconnaissable, dont le principe électro-mécanique (roue tournant devant un capteur) remonte à 1901, inventé par Thaddeus Cahill (USA) créateur du Telharmonium, son précurseur.

 

Dereux (France 1970) usait de la technologie électrostatique à plateaux tournants: la forme d’onde d’un vrai tuyau d’orgue d’église était gravée sur un disque sous forme d’une couche métallique. En tournant, chaque disque donnait ainsi naissance au son voulu, reconnu pour être le plus "acceptable" des sons d'orgues d'église produit autrement que par des tuyaux. En même temps, il s'agissait de la première fois où était mis en oeuvre des sons rééls enregistrés, il faut donc considérer cette démarche comme prémice à la création de l'orgue numérique...

 

mini-moog

Le mini-Moog, premier synthéstiseur "accessible" (synthèse soustractive),

précurseur d'une grande lignée, distribué à partir de 1971,

très apprécié pour un son analogique unique, monophonique

 

L'ensemble des instruments électroniques apparus après les années 1970 ont opté pour ce second type de synthèse, bien que comme vu précédemment, cette façon de produire des sons ait été explorée avant les années 1940...

 

 

La synthèse croisée

 

Dans la synthèse croisée, il s'agit d'une application des variations de fréquences d’un signal aux variations d’amplitudes (l’enveloppe) d’un autre signal (le vocodeur permet par exemple de faire parler un instrument de musique).

Le vocodeur (Voice coder) "examine" la parole en mesurant ses caractéristiques spectrales qui évoluent avec le temps. Il en résulte une série de signaux représentant ces fréquences modifiées constamment au fur et à mesure que l'utilisateur parle. Divisé en un certain nombre de bandes de fréquences (plus ce nombre est grand, plus précise est l'analyse) le niveau de signal présent au niveau de chaque bande de fréquence donne une représentation instantanée de la teneur en énergie spectrale. Le Vocoder réduit (considérablement) la quantité d'informations nécessaires pour stocker la voix à une série de nombres. Pour recréer la parole, le vocodeur inverse simplement la procédure en faisant passer une source de bruit à bande large au travers d'un circuit qui filtre les fréquences basées sur cette série de nombres. Les informations sur la fréquence instantanée de la voix d'origine sont écartées.

 

 

vocoder

Le vocoder utilisé par le groupe Kraftwerk

 

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