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les supports physiques analogiques de la musique

 

LA TECHNIQUE D'ENREGISTREMENT DES DISQUES

 

Depuis les années cinquante, très souvent, mais pas toujours et nous le verrons plus bas, la musique a d'abord été enregistrée sur un premier support, la bande magnétique.

La bande du mixage final arrivait ensuite au laboratoire de gravure, dont la mission était de finaliser le son de la bande (Mastering), y apportant certaines corrections si nécessaire imposées par le process de gravure et créér un DISQUE MERE (première gravure sur laque) utilisé pour générer des PERES (métal, un père par face), copies du sillon en relief, placés en tant que moules de presse à chaud dans l'industrie pour la duplication des vinyles. (Ndlr: 'vinyl' est le mot anglais qui s'écrit sans le "e" final...).

 

 

BANDE MAGNETIQUE et MAGNETOPHONES

 

La bande magnétique aura certainement été le support d’enregistrement du son le plus important et le plus performant. Support des techniques analogiques mais également support des techniques numériques, la bande magnétique a été utilisée tant dans le domaine professionnel (vidéo, cinéma, radiodiffusion, télévision, musique, archivages) que dans le domaine grand-public. Elle était conditionnée de différentes manières (noyaux, bobines, cassettes, cartouches) et a donné lieu à une multitude de formats d’enregistrement et de lecture.

Les paramètres normalisés qui permettent de caractériser un enregistrement sur bande magnétique sont le format de la bande, le nombre de pistes, la vitesse de défilement, le niveau de magnétisation, les circuits de correction utilisés.

 

tapes

 

Les vitesses de défilement de la bande magnétique sont les suivantes :

-*- 76 cm/s pour le disque

-*- 38 cm/s (enregistrement stéréo, disque, broadcast, multipistes)

-*- 19 cm/s (vitesse standard mono broadcast, reportage, cinéma, diffusion)

-*- 9,5 cm/s (archivage)

-*- 4,75 cm/s (enregistrement de la parole)

-*- 2,38 cm/s (idem)

 

pour des largeurs normalisées de :

*/* 1/4", quart de pouce, soit 6,25 mm,

*/* 1/2", demi pouce pour les petits multipistes

*/* 1", un pouce, 25,4mm

*/* 2", deux pouces pour les multipistes analogiques en 16, 24 et 32 pistes suivant le procédé dit de "bobine ouverte".

 

La cassette, quant à elle, est enregistrée sur deux canaux stéréo représentant une demie largeur de bande. En la retournant dans l'appareil, on retrouve les deux autres canaux. Ceci permet leur lecture sur un appareil monophonique.

 

Comme le transfert magnétique n’est pas linéaire, la chute des fréquences élevées est particulièrement importante.

La compensation est répartie entre l’amplificateur d’enregistrement et l’amplificateur de lecture. Les circuits de compensation des magnétophones sont normalisés. La correction est exprimée en microsecondes et varie suivant les normes.

 

On peut voir ci-dessous la répartition des pistes sur un ruban de largeur 6,25mm et noter la différence essentielle entre stéréo deux pistes réversible, croisée avec deux entrefers (zone de la tête par où sort le flux magnétique) et quatre pistes simultanées (quatre entrefers).

Une autre distinction qui n'apparaît pas ici est le deux pistes, différent du deux pistes stéréo: dans cette dernière disposition la distance séparant les deux entrefers est réduite de 2,2 à 0,75mm. En mode deux pistes, il est donc envisageable d'avoir un message différent sur chaque piste.

 

pistes-quart de pouce

 

TETES MAGNETOPHONE

Jeu de têtes d'un deux pistes

 

Sur un magnétophone conventionnel, le défilement se fait de gauche à droite, la bande passant par un galet de guidage, puis devant la tête d'effacement, celle d'enregistrement (parfois combinées dans les appareils grands public, la mention "3 têtes" indiquant, elle, que chaque fonction est séparée), puis celle de lecture. La bande repasse par un guide avant de s'enrouler sur la bobine réceptrice.

 

 

LE PROCESSUS DE GRAVURE DES DISQUES

 

A l’enregistrement, un outil graveur creuse et module un sillon dans un support approprié (disque). A la reproduction, une pointe de lecture guidée par le sillon actionne un transducteur électromécanique qui transforme les signaux mécaniques en signaux électriques.

 

Le disque est entraîné avec une vitesse de rotation (angulaire) constante, un outil de coupe repose sur le disque avec une certaine pression. L’outil se déplace d’un mouvement uniforme suivant un rayon du disque. La pointe de l’outil trace, au repos, une spirale de l'extérieur vers l'intérieur du disque, dont le pas dépend des 3 critères suivants:

*/* la vitesse angulaire du disque,

*/* le pas de la vis mère d’entraînement du graveur,

*/* le rapport des vitesses de rotation du disque et de la vis.

 

gravure

Principe de la gravure du disque vinyle

 

 

vue côté graveur

 

machine à graver

Machine à graver : la gravure est réalisée sur un "flan" disque en aluminium

recouvert de laque nitrocellulosique

 

 

Le sillon est comme une tranchée en V avec un canal sur chaque pente. Plus les sons sont graves et plus les sillons sont larges. Dans certains cas, les hautes fréquences peuvent amener à un sillon si petit que le disque, même s'il parvenait à être gravé, serait impressable...

 

sillon-rill

Vue rapprochée d'un disque:ici, chaque pas de sillon large est dépourvu de modulation (plages vierges)

 

 

sillon gravé

Microsillon agrandi 400 fois

 

La gravure est généralement du type oblique à 45° dans les 2 directions. Les bords interne (proche du centre) et externe du sillon portent respectivement les modulations des canaux gauche et droit. Ainsi le déplacement latéral du sillon représente la variation de la somme des signaux gauche et droit (composante mono), alors que la profondeur représente la différence des deux signaux (composante stéréo) ce qui assure la compatibilité sur tous les lecteurs, de l'électrophone mange-disques à la platine tourne-disques.

 

 

mode gravure

 

Pour avoir un même niveau acoustique dans les basses et les aiguës il faut plus de puissance, donc un signal plus important. Ceci nous conduirait à avoir un sillon très large, ciselé par les médiums, mais les oscillations aiguës deviendraient invisibles. Pour contourner ces problèmes il faut réduire le niveau des basses et augmenter celui des aigües. C'est le but de la correction universellement adoptée à partir de 1952, proposée par la "Recording Industries Association of America" qui a laissé son nom ( RIAA ) à la courbe de préaccentuation proposée pour la gravure et celle de désaccentuation pour la lecture.

 

Il existe deux méthodes pour la gravure du master :

• En deux étapes, c'est la galvanoplastie : la gravure est faite sur de la laque qui recouvre un métal.

La galette ainsi gravée est un prototype : elle sera ensuite transformée via galvanoplastie, un procédé physico-chimique, en une matrice mâle et une matrice femelle qui serviront au pressage des disques vinyles à proprement parler.

• Le Direct Métal Mastering (DMM) : le master est cette fois directement gravé sur une plaque de cuivre. Elle nécessite beaucoup plus d'énergie de gravure mais supprime des étapes du processus, ce qui aboutit à une meilleure réalisation.

 

 

Le Direct Métal Mastering est une technologie de fabrication du disque vinyle réalisée par Telefunken et Decca (aussi connue sous le nom "TELDEC"). Cette technologie est repérable par un logo " DMM " sur la pochette du disque. Le burin graveur pour DMM grave le signal audio directement sur un disque maître revêtu de cuivre. A cause de la modulation résultant de cette méthode de coupe, les critiques ont surgi sur le type de son de ces DMM, souvent affublés du qualificatif de trop clair ou d'incisif.

La technologie Direct métal Mastering résout cependant les phénomènes de pré-échos quand certains signaux impulsionnels de la paroi du sillon ultérieur se retrouvent dans le précédent. En particulier, un son fort pendant un passage calme qui le précède est souvent clairement révélé par un pré-écho, ou peut apparaître comme post-écho après un pic en volume quand la méthode laque sur aluminium est employée.

Une autre amélioration est la réduction du bruit. La méthode laque présente, au mastering, un risque plus élevé d'ajout de bruit aléatoire indésirable à l'enregistrement, provoqué par l'enfermement de petites particules de poussière lors de la pulvérisation d'argenture sur le maître, première étape nécessaire du processus de galvanoplastie pour sa reproduction. Comme le disque maître DMM est déjà réalisé en métal ( cuivre ), cette étape n'est pas nécessaire et ces défauts sont évités.

Il est bien précisé ci-dessus que la gravure se fait directement: cela signifie que les musiciens qui jouent n'ont aucun droit à l'erreur sous peine de tout devoir reprendre depuis le début de la face...Challenge d'un niveau artistique très élevé donc...Cette technique est aussi appelée "Direct to Disc" (D to D). Voir Ici un exemple de réalisation relativement récent.

 

 

LE PRESSAGE DES DISQUES VINYLE

 

Partant de granules de Chlorure de PolyVinyle (PVC) chauffés et mis entre les moules de presses, on aboutit à une réplication du master disque d'origine.

 

vinyl-matiere

Granules de PVC (Photo MPO)

 

moule disque père

Un des moules (père une face) placé sur la presse (Photo MPO)

 

presse vinyle

La presse équipée

 

pressage

Presses de duplication (Photo MPO)

 

disque sorti de presse

Disque sorti de presse. Reste l'ébavurage et la mise en pochette (Photo MPO)

 

disques vinyle

Disque prêt à être lu, sorti de sa pochette ...

 

cellule phonolectrice

La cellule phono qui se charge de la lecture

 

 

 

LE MASTERING

 

Que revêt la signification exacte de ce mot, entendu dans de nombreuses occasions ? Nous nous attacherons ici à sa signification particulière essentiellement dans le monde de l'audio...

 

Nous avons beaucoup parlé du vinyle... Continuons ! Le MASTERING est une forme de post-production. Il consiste à préparer puis transférer du son enregistré depuis une source qui contient le mixage final sur un support de stockage (le Master) d'un type déterminé à partir duquel les duplications pourront être opérées. Les masters numériques sont devenus courants alors que le mastering analogique poursuit malgré tout sa route, car quelques ingénieurs ont décidé de se spécialiser dans cette voie.

Le mastering requiert la pratique de l'écoute critique bien que des outils spécifiques, notamment logiciels, existent maintenant. Le mastering doit donner le meilleur résultat possible dans des conditions d'écoute et de retransmission très différentes. Ceci réclame des étapes telles qu'une égalisation adaptée sur chaque titre pour obtenir une uniformité du son sur l'album, des corrections sélectives pour éviter les extrêmes graves non désirables et les problèmes de sifflantes ou chuintantes, une répartition adéquate de l'espace stéréophonique, une maximisation du niveau sonore en restant dans des limites acceptables commerciales et artistiques (voir plus bas), l'ajout de méta-données telles les codes d'information nécessaires à la lecture des CD ou au lecteur lui-même (durée, numéro de piste, code indiquant le pays, titre du disque et de chaque plage...), la mise en place de séparations entre titres, en leur attribuant également un début et une fin correcte.

 

Pourquoi confier cette opération à un autre ingénieur? Parce que parvenu à un certain niveau d'exigence, il devient déraisonnable de laisser la responsabilité du son à une seule personne, ou à mixer puis finaliser le son dans un seul environnement. Les défauts du système d'écoute et les erreurs d'appréciation donneraient des variations par rapport à des valeurs optimales. Sachant qu'il s'agit de la dernière étape avant la mise sur le marché, le mastering est l'ultime étape qui permet de mettre la musique en valeur ou perdre irrémédiablement certaines finesses présentes dans l'enregistrement source.

 

 

 

LA GUERRE DES NIVEAUX

(Loudness war)

 

Cette guerre des niveaux de gravure (et donc de lecture) remonte finalement à plus longtemps qu'on ne se l'imagine, car à l'époque des juke-boxes, déjà (70's), le niveau sonore était déterminé par le propriétaire. Or certains disques joués, gravés plus forts que d'autres, avaient de ce fait la possibilité d'attirer plus fortement l'attention de la foule que ceux qui l'étaient "normalement". Cela créait déjà des différences d'appréciation sur le titre et les répercussions sur les ventes étaient perceptibles.

Nous savons que le vinyl impose certaines contraintes physiques que le Compact Disc a su dépasser. Cette évolution s'est faite sur plusieurs périodes, en vingt-cinq ans environ, car au début des années 80, quand le CD est apparu, il était encore réservé, par l'équipement qu'il obligeait à acquérir, à une certaine frange de la population. Ceci s'est doucement estompé alors que ce type de média s'est imposé comme remplaçant du "frère-pvc"... et la guerre des niveaux a repris.

Sur une période globale de 80 à aujourd'hui, grossièrement trois périodes se détachent: 1983-2000, 2000-2008 et 2008-2013. Le niveau de gravure défini d'abord s'établissait à -14dB en dessous du maximum pour, justement, préserver une marge. Pour rappel, le CD ne peut accepter plus de 0 dB en pleine échelle (Full Scale) soit 0dBFS. Le niveau moyen de l'ensemble des productions s'établissait alors aux environs de -18dBFS pour la musique rock pendant la première période. Vers 1990 il apparut que certains tentaieint de remonter le niveau en approchant de ce fameux 0dB lors de crêtes.

Contrairement à ce qu'on pourrait imaginer, le niveau continuant à monter, les industries se prirent à croire que ce devait être la règle à appliquer, puisqu'il semblait bien que les clients auditeurs préferaient les disques forts...alors que ce n'était pas avéré.

En 1994 démarra la conception puis la production en masse de "brick-wall limiters" dont la fonction était une compression sauvage appliquée savamment grâce à la possibilité donnée aux circuits de prédire, prélire en fait, le signal à venir. C'est en 2008 que les pratiques du mastering à très haut niveau montrèrent leurs limites: l'album de Metallica, Death Magnetic atteignait le seuil maximum possible, créant de la distorsion à l'écoute, ce dont ne manquèrent pas de se plaindre les auditeurs. C'est ainsi que cette pratique désastreuse fit son apparition dans les médias, alors que le producteur rejetait la faute sur la méthode de reproduction...

En 2010 un ingénieur graveur organisa les "journées de la dynamique", se basant sur le fait que " la musique avec de la dynamique sonne mieux" et qu'il n'existait pas de relation nette entre la (trop) forte gravure et les ventes...Suivi par un nombre croissant de profesionnels, ingénieurs, fabricants, spécialistes en gravure tels Bob Ludwig, Bob Katz, ce dernier déclarant en octobre 2013 que la guerre du niveau avait enfin été gagnée, tout le monde s'accorda à revenir à de meilleures pratiques, plus respectueuses de la musique et de sa dynamique.

D'ailleurs, un des plus grands succès commerciaux de cette fin d'année 2013 a été celui de Daft Punk, dont l'album a été réalisé en usant le moins possible de compression...

 

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