Un studio d'enregistrement à l'école

L'Académie de musique a la chance de posséder un studio d'enregistrement dans l'école. Il permet à tous les élèves de venir s'enregistrer et de découvrir l'univers particulier d'un studio et les adaptations nécéssaires du musicien aux contraintes de l'enregistrement.
C'est aussi au Studio que se déroulent les cours de FM spécifique Musiques Actuelles autour du thème M.A.O. et sonorisation.
Pour ce qui est des enregistrements des projets des professeurs et de leurs classes, l'année 2009-2010, par exemple, aura vu passer la classe de violoncelles, des clarinettes, des saxophones, des guitares acoustiques et électriques, des basses, du chant, etc...
Le studio peut même s'exporter temporairement hors de ses murs comme ce fut le cas pour l'enregistrement du piano à queue qui s'est fait dans l'Auditorium de l'école. Cela est possible grâce au fait que la base de l'enregistrement du Studio est un ordinateur portable.
Le Studio est entièrement insonorisé et les plaques isolantes qui recouvrent une partie de ses murs garantissent une acoustique neutre. En effet, le son a pour propriété d'être réfléchi plusieurs fois par les parois des murs contre lesquels il se heurte. Ces réflexions sonores sont indésirables pour une prise de son de qualité. Les revêtements spéciaux ainsi que leur orientation atténuent ce phénomène.
Le but de cette page est de vous familiariser avec l'environnement et les techniques d'enregistrement d'un Studio. Si vous venez y enregistrer, vous y viendrez en connaisseur... Le matériel sera détaillé en profondeur pour ne pas avoir à répéter les mêmes explications dans d'autres pages de la rubrique M.A.O.

Pour accéder à la galerie photo du studio, c'est ici : Diaporama du Studio

Voici maintenant une description du matériel que l'on possède à l'heure actuelle. Il s'agit d'une configuration de type "Home-Studio". Elle permet de faire des enregistrements de bonne qualité :


SOMMAIRE




L'ordinateur portable

Photo d'ordinateur

Il est équipé d'un OS (Operating System) Windows Vista 32 bits. Il possède 4 Go de mémoire (RAM), mais l'OS ne peut en reconnaitre que 3. Il aurait fallu opter pour un OS de 64 bits pour pallier à cet inconvénient, mais ce n'est pas très grave. 3 Go de RAM suffisent à nos besoins. Le minimum nécéssaire se situe entre 1 et 2 Go pour faire de la M.A.O. (Musique Assistée par Ordinateur). Le processeur est un Intel double-coeur cadencé à 2 x 2,4 GHz. Celui-ci se chargeant de tous les calculs, et les logiciels étant de plus en plus "gourmands" en ressource, il faut bien cela pour ne pas avoir trop de problèmes. Il faut aussi prêter attention à quelques autres impératifs : La taille de l'écran (au moins 17"), le nombre de ports USB (les 4 présents sur cet ordinateur sont à peine suffisants!), et la taille du disque dur (l'idéal étant d'avoir un HDD externe pour travailler uniquement l'Audio), 500 Go étant un minimum car les fichiers Audio prennent beaucoup de place. La vitesse de rotation du DD est en général de 5400 tours/mn sur les portables d'un prix abordable, l'idéal étant 7200 tours/mn. Sachez enfin qu'il faut désactiver un maximum de processus pour faire de l'Audio, pare-feu et antivirus compris (se déconnecter d'Internet avant, bien sûr !).
Depuis peu, nous avons fait l'acquisition d'un grand écran ( 24 pouces ). Cela permet de travailler avec 2 écrans, ce qui est très confortable et pour l'enregistrement, et pour les cours de M.A.O.

écran large

Images by PSD Graphics


La Carte-son


Photo de carte-son

La carte-son est l'interface indispensable pour enregistrer de l'Audio. Celle qui est d'origine, à l'intérieur de l'ordinateur, sert uniquement à gérer l'écoute des fichiers Audio qui sont sur le disque dur, des bandes-son des films ou des jeux, des sons délivrés sur les sites internet, etc... On peut bien entendu procéder à de petits enregistrements de voix ou d'instrument via les entrées "mic" ou "line", mais ceci reste très limité vu le nombre d'entrées (une de chaque), la connectique (mini-jack 3,5) et la fragilité de celle-ci. Vous l'aurez compris, pour enregistrer de l'Audio correctement, il est nécéssaire d'avoir une carte-son dédiée. Elle peut être interne, c'est à dire qu'il faut l'installer directement dans la tour de l'ordinateur, sur un "slot PCI" libre sur la carte-mère, le flux Audio étant alors très rapide. Sinon, elle est externe (obligatoire sur un portable, on n'a pas le choix!), et se connecte soit sur un port Usb 2.0, soit sur un port Firewire (le flux Audio est beaucoup plus rapide que l'Usb 2.0, en attendant l'Usb 3.0). Le choix se fait à l'achat de la carte-son, si l'on possède le port approprié.
Le studio est équipé d'une carte (Usb) Edirol UA 101 (achetée avant l'acquisition du Studio), et ses performances sont relativement correctes.

Les Entrées Audio :

Cette carte-son possède 2 entrées mixtes (à la fois XLR pour les micros et Jacks 6.35 pour les instruments), 6 autres entrées Jacks, et une entrée (stéréo) numérique "S/PDIF". Les entrées XLR sont pré-amplifiées, les autres non. La qualité des pré-ampli est primordiale pour la qualité de prise de son. Sur l'Edirol, c'est assez bien.
Le nombre d'entrées permet de les enregistrer simultanément, dans ce cas 8 instruments à la fois. Il faut toutefois avoir la possibilité d'enregistrer 8 entrées XLR (micro), ce que l'on peut maintenant faire grâce à l'achat de 2 pré-ampli (de marque Alpha et surtout RME, le Quad-mic, avec de très bon pré-ampli). On se connecte dans ce cas sur les entrées XLR des pré-ampli, on en ressort en Line pour envoyer le signal Audio dans les entrées Line de la carte-son - vous avez suivi?
Voici les photos des 2 connectiques, XLR et Jack :

Photo de cable xlr Photo de cable jack

Les Sorties Audio :

Au nombre des sorties Audio : 8 sorties Jacks (on les appele "Line"), et 1 sortie numérique S/PDIF. Les sorties Line permettent de "router" chaque instrument séparément. Les multiples possibilités et applications sont un peu complexes à décrire. Disons que, si l'on se sert d'un logiciel d'enregistrement sur l'ordinateur, chacune des entrées de la carte-son, ou bien chacune des pistes du logiciel, peuvent être indifféremment routées vers n'importe laquelle des sorties, vers une console de mixage par exemple. Basiquement, toutes les entrées ou pistes sont par défaut envoyées aux sorties 1 et 2 (Master stéréo). Il y a aussi 2 sorties supplémentaires (stéréo), appelées monitoring, qui permettent d'écouter le mixage sur des enceintes d'écoute. Le mixage de toutes les pistes ou entrées vers cette sortie est géré par un logiciel livré avec la carte-son qui s'appele un panneau de contrôle (control pannel). Le niveau de sortie du monitoring est moindre que celui du Master.
Il y a aussi 2 sorties casque.


Les Connexions Midi :

La carte-son est équipée d'une entrée et d'une sortie "MIDI", qui permet aux instruments de types synthétiseurs, boites à rythmes, samplers et autres, de "communiquer" avec le logiciel d'enregistrement. Les évènements MIDI envoyés ou reçus déterminent, en gros, la hauteur des notes, leur longueur et leur placement temporel, leur vélocité, etc... Ce ne sont que des données numériques qui indiquent aux intruments ce qu'ils doivent jouer. Ce sont les instruments qui contiennent les sons, l'Audio, qui permettra de jouer ces évènements. Les instruments sont soit "hardware", ce sont des synthé par exemple, soit "software" (virtuels). Dans ce cas, l'architecture, la modèlisation et les sons joués sont directement présents dans l'ordinateur, ce sont des programmes qui nécéssitent une installation.

Voici un câble MIDI :
Photo de cable midi

Configuration de la Carte-Son :

Concernant les détails plus techniques, mais très intéressant, l'enregistrement de sources sonores via la carte-son est conditionné par 2 paramètres principaux :
- La fréquence d'échantillonage exprimée en Hertz (Hz),
- La résolution dynamique exprimée en Bits.

La fréquence d'échantillonage est la division en 44100 tranches Audio de chaque seconde de son numérisé pour une fréquence de 44,1 KHz (Kilo Hertz), 48000 pour 48 KHz, etc... L'Edirol permet d'enregistrer jusqu'à 192 KHz (donc 192000 morceaux de son, toujours pour chaque seconde enregistrée!). Bien sûr, la taille du fichier Audio augmente en proportion de cette fréquence d'échantillonage, et les ressources requises par l'ordinateur pour ces performances nécéssitent une grande puissance de calcul...
Cependant, l'avantage que procure l'augmentation du nombre de divisions de l'enregistrement est évidemment la capacité de restitution la plus fidèle possible du son originel. Néanmoins, la fréquence de 44,1 KHz est la plus courante pour des besoins non-professionnels.

La résolution dynamique, quant à elle, et pour faire court, concerne la fidélité de reproduction de l'intensité de l'attaque du son enregistré et du volume en résultant. C'est en fait l'échelle de dynamique qui est concernée.
Exemple : 16 bits correspondent à 216 variations de dynamique exprimées, soit exactement 65 536 variations de dynamiques du son entre le son le moins fort et le son le plus fort (sans distorsion ou altération du son par "éxagération", bien sûr). C'est la valeur la plus couramment utilisée, encore une fois pour des besoins non-professionnels.
L'Edirol permet cependant d'aller jusqu'à 24 Bits, soit presque 17 Millions de variations de dynamiques (et oui, la différence est énorme parceque le calcul est logarithmique!)...
Pour info, on peut atteindre maintenant, avec certaines cartes-son, la résolution dynamique de 32 Bits, soit près de 4,3 Milliards de variations de dynamiques entre "le son le plus bas et le plus fort"... Si l'on combine ce chiffre gigantesque avec une fréquence d'échantillonage de 192 KHz, cela revient à définir la dynamique de chaque 192 millième de seconde avec une échelle de plus de 4 milliards de valeurs de variations dynamiques!!! De quoi restituer le son originel numérisé de façon assez fidèle, n'est-ce-pas?

La Latence :

Un paramètre très important de la carte-son est sa faculté à "gérer" la latence, c.a.d. le temps que met le son, une fois entré, à ressortir dans les enceintes d'écoute. Ce temps est exprimé en milliseconde (ms) et ne devrait pas dépasser les 10 ms. Il faut des pilotes (drivers) de qualité, c'est en général le pilote ASIO qui est utilisé (Audio Stream Input Output = Flux Audio entre l'Entrée et la Sortie). C'est ensuite sur le logiciel que l'on détermine la latence la plus faible possible. Il s'agit toutefois d'éviter des sons indésirables (craquements) si l'on réduit trop la latence, l'ordinateur n'étant pas capable de gérer un flux Audio trop rapide, car le noyau (le Kernel en Anglais), qui est le coeur du système d'exploitation, doit faire communiquer le logiciel avec le périphérique matériel (la carte-son), tout en gérant les ressources mémoires et le processeur. C'est donc un ensemble d'éléments qui permettent un bon fonctionnement du Studio : Carte-son, Logiciel, capacités de l'Ordinateur et performance du système d'exploitation (par exemple radicalement différent entre l'OS Windows et l'OS MacIntosh).

L'Alimentation Fantôme :

On verra aussi plus loin que certains micros appelés "statiques" ont besoin d'une alimentation "fantôme" (ou phantom) pour fonctionner - c'est du 48V. Cette alimentation est bien-sûr présente sur la carte-son et les pré-ampli.

Les Enceintes d'écoute :

Pour finir, le monitoring (l'écoute) de la carte-son sort sur 2 enceintes Yamaha HS50 (50Watts), ce sont des enceintes spécialement étudiées pour cette utilisation. Elles ne sont pas très puissantes, mais elles permettent une écoute très "propre" des enregistrements, même si elles manquent un peu de "neutralité" (les voix ressortent plus que la musique, et il faut souvent remixer après une écoute sur un matériel hi-fi conventionnel).

Photo d'enceintes

Le Logiciel d'enregistrement

L'enregistrement Audio en Studio via un ordinateur nécéssite l'utilisation d'un logiciel dédié. Nous avons choisi, à l'Académie, de porter notre choix sur le logiciel CUBASE (version 4 au moment de l'achat), parcequ'il est relativement simple d'utilisation et qu'il est suffisamment performant pour les besoins de l'école.

CUBASE 4
Photo de logiciel cubase

Sur la photo de Cubase, nous pouvons découvrir diverses "fenêtres" qui correspondent à certaines de ses fonctions :
- En haut à gauche, la fenêtre d'arrangement pour les enregistrements et les séquences Audio ou MIDI (voir plus bas);
- A droite, la fenêtre qui édite automatiquement les partitions des séquences MIDI;
- Au milieu, 2 fenêtres (en bleu) d'effets de traitement de sons (appelés Plug-Ins);
- En-dessous, la fenêtre de l'explorateur des boucles Audio (des petits fichiers ou boucles d'Audio qui sont de courts enregistrements de plein d'instruments ou d'effets spéciaux, prêts à l'emploi pour créer des bandes-son);
- En bas à droite, 2 fenêtres (grises) qui sont des instruments virtuels de type synthé (appelés VST-Instruments);
- Et enfin, en bas à gauche, la table et les éléments de mixage et de mastering.

CUBASE est utilisé par un grand nombre de personnes dans le monde du "home-studio" (surtout sur PC Windows), et il offre des prix abordables pour les élèves dans ses versions "allégées".
Il est aussi un des éléments centraux de la formation musicale spécifique aux musiques actuelles que je dispense à l'Académie.
Il existe bien entendu des quantités d'autres logiciels, soit équivalents soit beaucoup plus performant (et chers!), mais celà déborde du cadre de la description du studio de l'école... Restons donc sur Cubase.
Alors, à quoi sert ce logiciel? Il a 3 fonctions principales :

Enregistrer

Les enregistrements sont faits par l'intermédiaire de la carte-son :
L'Audio, c'est l'enregistrement de sources sonores via des micros sur les entrées XLR ou des instruments types synthés sur les entrées Line, le MIDI se charge quant à lui d'enregistrer des évènements purement numériques via la connexion MIDI IN.
Attention, si l'on branche une basse ou une guitare directement dans la carte-son, il faut passer par une entrée pré-amplifiée.
Avant de démarrer l'enregistrement, il faut bien sûr déterminer le niveau de pré-amplification de chaque entrée (le gain), afin d'optimiser la prise de son. Un niveau trop faible obligerait ensuite d'augmenter exagérément le volume, ce qui générererait du souffle (avec un mauvais rapport signal/bruit), un niveau trop élevé saturerait le signal Audio qui serait inexploitable.
Pour enregistrer des évènements MIDI, on a maintenant la possibilité de brancher directement un clavier-maitre sur l'ordinateur avec une connexion USB, sans passer par la connexion MIDI. Les évènements MIDI enregistrés dans le logiciel devront être "joués" par des instruments virtuels contenus dans celui-ci, ou par des synthé externes pilotés par la sortie MIDI OUT. Celà semble un peu compliqué, mais c'est facile à comprendre quand on est sur place (d'où l'utilité de la formation spécifique aux musiques actuelles...).
Une fois les données enregistrées dans le logiciel, celles-ci sont stockées sur le disque dur dans un dossier spécifique (et propre à chaque projet). On peut ensuite visualiser chaque piste d'enregistrement et son emplacement temporel (sur quelle mesure, quel temps de la mesure, etc...) dans la fenêtre d'arrangement. C'est ce que l'on va voir dans la partie SEQUENCER.

Séquencer


Fenêtre d'ARRANGEMENT dans CUBASE
Photo d'arrangement de cubase

Dans la fenëtre d'arrangement, chaque piste est représentée horizontalement. Sur la photo, les 2 pistes du haut sont des pistes d'évènements MIDI, celles du bas sont des pistes AUDIO. On voit, sur celles-ci, la forme d'onde de l'enregistrement. Ces blocs sont placés sur une grille temporelle. Cette grille représente visuellement le découpage du morceau en barres de mesures avec ses subdivisions. Chacun de ces "blocs" peut être scindé et multiplié selon les besoins, avec des commandes classiques telles que "Couper ou Ctrl+X", "Copier ou Ctrl+C" et "Coller ou Ctrl+V". Le fait de Copier/Coller un certain nombre de fois un enregistrement Audio indique seulement au logiciel de jouer plusieurs fois celui-ci, sans qu'il ne le duplique sur le disque dur. Cela permet de n'enregistrer qu'une seule fois une partie instrumentale qui se retrouverait plusieurs fois dans le même morceau. Cela fait gagner du temps et de l'argent (quant il s'agit de studios professionnels très chers...). Cela enlève par contre un peu de spontanéité au morceau.
Si l'on utilise des boucles Audio toutes prêtes, pour faire une bande-son par exemple, il faut alors importer chaque boucle sur diverses pistes, puis les arranger comme on le désire. C'est ce qu'on appele séquencer, on fait de l'arrangement.
Pour info, voici les fenêtres qui s'ouvrent quand on double-clique sur les pistes;

- Pour une piste MIDI, on accède à la fenêtre d'édition MIDI :

Photo du midi de cubase

Sans trop rentrer dans le détail, on peut voir les évènements MIDI sur une grille temporelle très détaillée. On peut changer à volonté la hauteur des notes, leur emplacement, leur durée, leur vélocité, etc...
Notons que si l'on change le tempo d'un morceau, les évènements ayant leur emplacement temporel pré-déterminé, ils suivront sans problème ce nouveau tempo.

- Pour une piste AUDIO, on accède à la fenêtre d'édition AUDIO :

Photo de l'audio de cubase

Dans cette fenêtre, on peut voir la forme d'onde de l'enregistrement de façon très précise (on peut "zoomer" à volonté). Cette fenêtre peut permettre, par exemple, de redéfinir la région de lecture en enlevant des parties inutiles, ou d'atténuer un son trop fort sur une région très précise, etc... Cette fenêtre n'est utile que pour un travail détaillé sur un enregistrement.

La fenêtre d'arrangement permet bien sûr de faire une multitude de choses, mais nous nous arrêterons là.

Mixer


Fenêtre du MIXER dans CUBASE
Photo de mixer de cubase

Le mixage est l'avant-dernière étape d'un morceau avant de le graver sur disque. Cela consiste, en gros, et sur chacune des pistes, à opérer tous les traitements de son (comme l'égalisation des fréquences et la compression dynamique), à ajouter éventuellement des effets (comme la reverb), et à équilibrer toutes ces pistes en terme de volume, de spacialisation (la panoramique, ou comment placer chaque instrument dans l'espace : gauche / droite ou centre), le traitement d'égalisation permettant à l'ensemble des instruments de se définir dans une tranche de fréquences plus ou moins différenciée les unes des autres.
On se retrouve ensuite avec l'ensemble des pistes routées sur le Master Stéréo (gauche/droite), et c'est sur celui-ci que la dernière étape, dite de Mastering, sera effectuée. Le Mastering consiste, entre autre, à équilibrer la dynamique de chacun des morceaux qui constitueront un album, de façon à rendre celui-ci homogène à l'écoute.
La table de mixage dans Cubase ressemble aux consoles réelles, chaque tranche (ou piste) est séparée à la verticale, et on y trouve toutes les fonctions nécéssaires décrites plus-haut. On peut en plus éditer chaque piste individuellement (fenêtre de doite sur la photo), et avoir accès à diverses fonctions comme l'égalisation et l'ajout d'effets.
L'avantage de l'ordinateur par rapport à une console purement analogique est que l'on peut sauvegarder tous les réglages à volonté.


Les autres Logiciels

Le studio est aussi équipé du logiciel REASON, qui ne permet de faire que de la programmation de pistes MIDI, et qui est plutôt destiné à la création sonore, avec ses multiples instruments de synthèse modulaire et FM, ce qui en fait une référence pour les musiques électroniques, même si l'on peut faire ce que l'on veut avec celui-ci car il possède beaucoup d'instruments virtuels munis des banques-son habituels que l'on trouve sur les synthétiseurs classiques. Ces sons sont eux joués via des "échantilloneurs" (des samplers), qui sont des machines qui permettent d'envoyer n'importe quel son enregistré vers une surface de contrôle tel que le clavier d'un synthé, par exemple. On peut alors, sur scène, déclencher des boucles Audio pré-programmées en appuyant sur diverses touches du clavier (cf Musiques Electro, Dub, Rap, etc...).
A noter que ce logiciel est équipé d'une banque-son dédiée aux instruments de l'orchestre symphonique, et que le résultat, une fois travaillé, peut-être convaincant.
On peut coupler ce logiciel avec n'importe quel logiciel d'enregistrement Audio (tel que Cubase), grâce au système "Rewire", qui permet de faire fonctionner Reason en mode de dépendance (esclave) de l'autre logiciel, "l'horloge" Audio et Midi des 2 programmes étant alors synchronisée.

Dans un cadre un peu plus large que celui du Studio, l'école possède aussi le logiciel FINALE pour l'écriture de partitions, et GUITAR-PRO pour l'écriture de tablatures (c'est un logiciel Français, ce qui est rare dans l'univers de l'informatique musicale).


Les Microphones

Le studio est équipé d'un parc de microphones relativement correct en terme de qualité et de quantité pour ses besoins. Cette rubrique se bornera à décrire ceux-ci, sans trop rentrer dans les détails tant le sujet est vaste. Il éxiste en effet plusieurs familles de micros, et leurs caractéristiques techniques sont variées et complexes. Notre équipement, quant à lui, est constitué de microphones dynamiques et statiques.


Les Micros Dynamiques

Les micros dynamiques peuvent subir une forte pression sonore (donc la prise d'instruments qui ont beaucoup d'attaque), et ont une directivité assez restreinte. On les dit ainsi uni-directionnels, c.a.d. que le champ de prise de son de la capsule se situe dans un angle assez limité. Ils sont donc particulièrement adaptés à la scène puisqu'ils ne captent que la source sonore proche et sont donc moins sensibles au phénomène de Larsen (quand le son du micro restitué par les enceintes d'écoute est lui-mêmme à nouveau ré-amplifié par ce même micro, il se créée une boucle sonore qui se transforme en hurlement insupportable, puisque le son ne cesse alors d'être capté puis amplifié à nouveau).
Malgré tout, ces micros sont utiles en Studio pour certaines prises. Le Studio posséde des Shure SM57 pour les instruments - Amplis guitare, Caisse claire, voire certains cuivres -, et, au choix, un Shure SM58 ou des Shure Beta58 (version supérieure) pour le chant.
Le Studio est aussi équipé d'un set de micros spécialement adaptés à la prise de son de batterie acoustique (AKG rythm pack) ainsi que d'un Shure Beta52 pour les fréquences graves (ampli basse, trombone, etc...).
Voici les photos des micros SM57 et SM58 :

Photo de micro sm57 et sm58

Les Micros Statiques

Les micros statiques sont quant à eux plutôt destinés à l'univers du Studio (même si l'on peut en utiliser certains sur scène pour des instruments acoustiques). Contrairement aux micros dynamiques, ils supportent moins de pression sonore, et ont surtout un angle de prise de son relativement large (de 180 à 360°). Ils nécéssitent tout particulièrement une alimentation "fantôme" 48V, qui doit être activée sur le pré-ampli du micro (éventuellement la carte-son). Le studio est équipé de 6 AKG C-1000S (micros un peu "tout-terrain") et de 2 AKG C451 (micro moyen de gamme de bonne qualité) :

Photo de micro akg c1000 et akg c451

Nous avons aussi, maintenant, 2 bons micros : des RODE NT-5.


Conclusion

Avec ces quelques descriptions, on a un peu fait le tour de ce que possède le Studio ainsi que de ses capacités.
Ajoutons à cela qu'il est souvent nécéssaire d'enregistrer au casque, à partir de l'instant où l'on enregistre une nouvelle partie qui s'ajoute à une autre déjà enregistrée. En effet, la prise de son avec microphone n'autorise pas d'avoir une autre source sonore que celle que l'on enregistre simultanément. Il faut alors écouter au casque la ou les parties déjà enregistrées pendant qu'on éxécute et enregistre la nouvelle partie instrumentale. Le pré-ampli prévu pour 6 casques que l'on possède permet donc d'enregistrer 6 instrumentistes à la fois qui peuvent simultanément écouter la bande-son sur laquelle ils enregistrent, pour donner un exemple de l'application de ce matériel.

Pour finir, n'hésitez pas à consulter les liens du menu de gauche qui vous donneront de plus amples informations en relation avec ces vastes sujets que sont l'enregistrement, le Studio et son matériel spécifique.