Juste pour le fun, un synthé à jouer sur place (ou survolez "KEYS" pour jouer avec les touches du clavier)
Exemple basique de Synthèse Soustractive
Voici donc le shéma de base : On génère une forme d'onde (en général riche en harmonique comme un signal carré ou en
dents-de-scie) avec un oscillateur (VCO pour Voltage-Controled Oscillator). Le signal est ensuite filtré
par un...filtre (VCF pour Voltage-Controled Filter) pour retirer ou atténuer les fréquences indésirables, puis amplifié par un...
amplificateur (VCA pour Voltage-Controled Amplifier) pour contrôler l'intensité du son sur une durée déterminée (comme pour un instrument
de musique à l'état naturel), le output étant le système d'écoute. C'est aussi simple que cela, mais la connaissance de l'architecture de
base permet de comprendre rapidement le fonctionnement d'un synthétiseur de façon claire. Tous ces modules sont bien sûr détaillés dans
cette page.
Voici un patch très basique qui illustre la base de la synthèse soustractive (à ouvrir avec Patchwork Synth). Vous pouvez faire varier
la fréquence de l'oscillateur (hauteur de la note), augmenter la résonnance du filtre et faire varier la
fréquence de coupure de celui-ci (l'endroit où l'on commence à filtrer les fréquences) :
PW (zip) : Subtractive synthesis basics .
Explication du terme "signal" :
On parle ici de générer un signal. Un signal est l'équivalent électrique d'un son : Le son est une vibration qui modifie la pression de
l'air dans lequel elle se propage; Le signal est un courant électrique qui fait fonctionner un haut-parleur, dont le mouvement de la
membrane reproduit les variations de pression de l'air qui restituent le son d'origine. Dans le cas d'un oscillateur, il produit lui-même un signal
électrique.
Exemple plus élaboré de Synthèse Soustractive
A partir de l'architecture de base, on créé des modulations du signal avec d'autres modules, notamment l'Oscillateur
basse-fréquence (LFO pour Low-Frequency Oscillator) et les générateurs d'enveloppe ADSR. Ces modules sont appelés des
modulateurs (modulators) ou des modificateurs (modifiers = mods). La modulation est, en synthèse sonore,
la variation périodique de certaines caractéristiques de la forme d'onde (fréquence, amplitude, etc...).
Dans l'exemple ci-dessus, on va "moduler" le son de l'oscillateur (VCO) avec une très basse fréquence (LFO), puis moduler le
filtrage et l'amplitude avec des générateurs d'enveloppe.
Exemple de Synthétiseur Analogique
Voici enfin l'architecture complète d'un synthétiseur analogique (complète mais "basique" !) : Le Trigger est le matériel qui déclenche l'évènement sonore, en général c'est un clavier (mais ça peut aussi être une surface de contrôle comme un touch pad ou un capteur MIDI) ; On retrouve ensuite nos 3 modules de base puis le système d'écoute (Monitor Amp).
Le sommaire des explications détaillées vous permet d'aller directement au chapitre concerné.
Les propriétés d'un son :
Avant de commencer, il faut définir les 3 propriétés de base d'un son : La Hauteur (pitch), le Timbre (=) et
l' Intensité (loudness), même si les explications détaillées de certains termes se trouvent dans les chapitres suivants.
~ La hauteur d'un son est le terme musical équivalent au terme scientifique de fréquence, qui exprime le
nombre d'oscillations par seconde résultant de la vibration d'un son. La fréquence se mesure en nombre de cycles par seconde (CPS),
et est exprimée en Hertz (Hz). Plus les cycles sont fréquents (c.a.d. le nombre de fois qu'ils se reproduisent périodiquement dans 1 seconde),
plus la hauteur du son est haute (donc aigüe), comme une flûte piccolo. Des cycles moins fréquents produisent donc un son plus grave, comme celui d'un tuba.
L'oreille humaine peut percevoir des sons entre 20 Hz et 20 000 Hz, du grave aux aigus.
~ Le timbre représente la qualité et les caractéristiques spécifiques d'un son et d'un instrument. Ce terme décrit en fait l'apparence ou la
structure harmonique de la forme d'onde d'un son. On peut visualiser sur un oscilloscope l’allure temporelle et
l'amplitude de la forme d'onde (l'amplitude étant perçue comme le volume). Par exemple, à hauteur et intensité égales, le son d'une flûte
à bec ressemble à une forme d'onde carré, celui d'une trompette ressemble à une forme d'onde
en dents-de-scie, et celui d'une flûte traversière à une forme d'onde sinusoïde.
~ L'intensité d'un son fait référence au volume. L'intensité est le terme musical qui exprime le niveau
dynamique, autrement dit la force de la pression de l'air qui atteint nos oreilles lorsqu'on perçoit un son. Par exemple,
un son mesuré entre
20 et 50 dB (décibels) exerce peu de "pression" sur nos oreilles. Un son entre 80 et 100 dB exerce une forte pression sur nos oreilles. Un son au-delà de
115 dB est dangereux et risque d'endommager l'audition.
L' Oscillateur / Les Formes d'onde
L'oscillateur (VCO = Voltage Controlled Oscillator = oscillateur commandé en tension), créé une forme d'onde périodique (qui se répète
constamment), à une fréquence donnée. Le taux de fréquence de ces répétitions détemine la hauteur (pitch) de la forme
d'onde. Ces sons sont ensuite modifiés par des filtres, des amplificateurs et des modulateurs.
La notion d'harmonique sera souvent citée ici. Le chapitre suivant traitera de ce composant d'un son musical.
Voici les 4 formes d'onde les plus courantes :
La forme d'onde Sinusoïdale (Sine)
La forme d'onde "sinusoïdale" est la plus simple de toutes les formes d'onde. Elle est composée uniquement de la fréquence de la première harmonique appelée fréquence fondamentale. Sa forme d'onde est très "lisse". Elle est à l'origine utilisée dans la synthèse additive (voir le chapitre sur la synthèse additive) comme base pour créer des formes d'onde complexes. Voici un exemple sonore de la sinusoïdale :
La forme d'onde Triangle (Triangle)
La forme d'onde "triangle" contient, en plus de la fréquence fondamentale, un très petit nombre d' harmoniques impaires. Elle convient bien à la création de "sons flûtés".
Représentations temporelle et spectrale d'un triangle
En voici un exemple sonore :
La forme d'onde Carré (Square)
La forme d'onde "carré" contient, en plus de la fréquence fondamentale, toutes les harmoniques impaires. Elle convient bien à la création de sons d'instruments à vent comme la "clarinette".
Représentations temporelle et spectrale d'un carré
En voici un exemple sonore :
La forme d'onde en Dents-de-scie (Saw-tooth)
La forme d'onde "dents-de-scie" contient, en plus de la fréquence fondamentale, les harmoniques paires et impaires à des amplitudes décroissantes. C'est donc la forme d'onde la plus riche en harmonique, avec le son le plus "agressif" (dans le bon sens du terme), des 4 décrites ici. Elle convient bien à la création de "sons de cuivres".
Représentations temporelle et spectrale d'une dents-de-scie
En voici un exemple sonore :
Le Bruit Blanc (White Noise)
Un oscillateur particulier produit une forme d'onde non-périodique (qui ne se répète pas), contenant un large spectre d'harmoniques.
Les humains ne perçoivent pas le "bruit" produit comme une hauteur de note. Ses fréquences variables sont plutôt décrites comme des
"couleurs". Dans les synthétiseurs, on utilise le bruit blanc (white noise) qui contient toutes les
fréquences. Le bruit rose (pink noise), quant à lui, contient toutes les fréquences en intensité
décroissantes. Le bruit est par exemple utilisé en plus d'autres formes d'onde pour "salir" le son.
Voici un patch très basique qui contient un générateur de "bruit" (à ouvrir avec Patchwork Synth). Vous pouvez faire
varier la fréquence du filtre pour passer d'un bruit rose à un bruit blanc et re-créer le son du vent ou des vagues maritimes :
PW (zip) : Noise generator .
Sinon, voici un exemple sonore d'un générateur de bruit statique (non filtré) :
Forme d'onde complexe extraite d'un échantillon Audio
Sur l'image, on voit le graphique d'une forme d'onde complexe et assymétrique, à l'opposé des formes d'onde précedentes (dont on peut voir la "périodicité"). Il s'agit d'un rythme de batterie, pour l'exemple. Ce qui est représenté graphiquement sont les variations d'amplitude dans le temps, autrement dit ce qui est perçu comme les variations de volume du son concerné. Ecoutez l'échantillon Audio :
L'Oscillateur basse-fréquence (LFO)
L'Oscillateur basse-fréquence (Low-Frequency Oscillator = LFO) est un oscillateur particulier qui génère une fréquence infra-sonique, c.a.d. une fréquence située en-deça de la capacité de l'ouïe humaine (elle génère une très basse fréquence en deça des 20Hz, seuil d'audibilité de l'homme). Il s'agit d'un "contrôleur" appelé un modulateur qui est utilisé comme source de "modulation".
Les harmoniques
L'harmonique est un composant à part entière d’un son musical, une de ses fréquences. Il s’agit d’une
fréquence multiple (paire ou impaire) de la fréquence fondamentale. La fréquence fondamentale est appelée
harmonique de rang 1, c'est elle que l'on entend dans une forme d'onde sinusoïdale. Les harmoniques sont des
sinusoïdales qui se superposent à la fondamentale, et elles ont une amplitude décroissante en fonction de leur rang.
Les partiels sont des multiples non-entiers de la fondamentale, et sont très présents dans les sons de type métallique comme celui d'une
cloche, par exemple.
Le contenu harmonique d'un son est le principal élément constitutif du timbre.
Si l'on prend comme note fondamentale le « la1 » (110 Hz) du piano (correspondant aussi à la corde de La à vide sur la guitare), les harmoniques sont toutes
les notes ayant pour fréquence un multiple de 110. Les harmoniques d’une note sont donc forcément plus aiguës que cette note fondamentale. L'image ci-dessus
montre les fréquences multiples d'un son fondamental de 110 Hz . Par exemple, la fréquence de 220 Hz (2ème harmonique) est située une octave
au-dessus de la Fondamentale, la 3ème harmonique est à peu près la quinte de la fondamentale une octave-au-dessus, la 4ème harmonique
se situe deux octaves au-dessus de la Fondamentale, la 5ème est à peu près la tierce de la fondamentale deux octaves
au-dessus, etc...
En conclusion, plus il y a d'harmoniques dans un son, plus celui-ci est riche (c'est le cas des formes d'onde en dents-de-scie).
Le Filtre / Les Types de filtre
Le module de filtage des fréquences VCF (pour Voltage-Controled Filter) est l'élément central de la synthèse soustractive puisqu'il permet
justement de laisser passer, d'atténuer et de supprimer de manière sélective une portion des fréquences d'un signal Audio. Il y a principalement 4 types
de filtres dans la synthèse soustractive : LPF, HPF, BPF ou Notch.
Dans un filtre, on doit d'abord définir la fréquence de coupure (cut-off frequency), qui est la fréquence à partir de laquelle on va
laisser passer ou rejeter les fréquences du signal.
Les 4 principaux types de filtre sont décrits ici :
Le Filtre passe-bas (LPF)
Le Filtre passe-bas (LPF = Low-Pass Filter) laisse passer toutes les fréquences en-deça de la fréquence de coupure, donc les "fréquences graves" d'un signal Audio. L'image est suffisamment explicite...
Le Filtre passe-haut (HPF)
A l'inverse, le Filtre passe-haut (HPF = High-Pass Filter) laisse passer toutes les fréquences au-delà de la fréquence de coupure, donc les " fréquences aigües" d'un signal Audio. Ce type de filtre est l'inverse du précédent.
Le Filtre passe-bande (BPF)
Le Filtre passe-bande (BPF = Band-Pass Filter) agit lui comme un filtre qui rejette en partie les fréquences graves et les fréquences aigües tout en laissant passer la bande centrale des fréquences d'un signal Audio. Ce type de filtre est l'inverse du suivant, le Notch filter.
Le Filtre coupe-bande (Notch Filter)
Le Filtre coupe-bande supprime ou atténue une bande centrale de fréquences tout en laissant passer les fréquences plus graves ou plus aigües. Là aussi, l'image est suffisamment explicite, bien qu'elle représente plutôt ce qu'on appele un Band-Reject Filter. La seule différence, c'est que le Notch Filter agit sur une bande de fréquences centrale plus étroite que le Band-Reject Filter. C'est là qu'intervient la notion de facteur Q : Il permet de déterminer la largeur de bande affectée par le filtre. Plus ce facteur est élevé, plus la largeur de la bande de fréquences affectée par le filtre sera étroite (donc plus sélectif). Bien qu'on ne trouve pas de "facteur Q" sur les filtres des synthétiseurs, il est important de connaitre cette notion car elle est présente dans les égaliseurs pour les instruments et le mixage, qui sont eux aussi des sortes de filtre.
La Résonnance du filtre (Resonance)
La Résonnance du filtre permet d'accentuer les harmoniques proches de la fréquence de coupure. Elle permet d'éclaircir le son, c.a.d. de le rendre plus brillant. En voici un exemple sonore :
L'enveloppe d'amplitude (ADSR)
L'enveloppe d'un son, c'est sa forme et son contour caractérisés par ses changements d'amplitude
qui déterminent sa durée. La notion d'amplitude est décrite juste après. Quatre paramètres principaux permettent de "dessiner le contour" (l'enveloppe)
d'un son, ce sont les 4 phases de l'enveloppe :
~ L'attaque est la première phase de l'enveloppe d'un son alors qu'il tend vers son amplitude maximale. Il détermine la
vitesse à laquelle l'enveloppe s'ouvrira quand elle sera déclenchée. C'est un paramètre mesuré en temps, que l'on peut assimiler au
"fondu entrant" (fade-in).
~ Le déclin est la deuxième phase de l'enveloppe d'un son, qui va de la crête de l'amplitude maximale de l'attaque (peak)
jusqu'à la phase suivante, la phase de maintien. Notez que si le paramètre de maintien est "à fond", le déclin est inopérant.
C'est aussi un paramètre mesuré en temps.
~ Le maintien, troisième phase de l'enveloppe, a une amplitude constante, tant que la touche
du clavier reste enfoncée. Ce n'est pas un paramètre de durée puisque la durée est cette fois déterminée par le "trigger" (déclencheur). Son réglage
détermine l'amplitude (le volume) auquel le son restera dans cette phase. Dans l'immense majorité des cas, le maintien est soit
en position maximale soit en position minimale.
~ Le relâchement est la dernière phase de l'enveloppe d'un son alors qu'il tend vers une amplitude nulle. Il détermine le
temps que mettra le son pour "s'éteindre" une fois la touche du clavier relâchée. C'est donc aussi un paramètre mesuré en temps
, que l'on peut assimiler au "fondu sortant" (fade-out).
L'enveloppe d'amplitude consiste en fait à créer une automation du volume "Master" .
Voici quelques exemples d'enveloppe d'amplitude classiques, avec un ou plusieurs exemples audio pour illustrer chacun d'eux.
Tous les sons ont été créés avec le Soundschool Analog de Native Instruments, un synthé virtuel gratuit.
Cordes - violon, violoncelle, etc... (strings) / avec en plus un peu de fade-in...
Son de cloche (bells)
Piano Fender Rhodes (electric piano)
Basse (bass)
Thème ou solo (lead)
Orgue Hammond (Hammond organ) / même type d'enveloppe
Nappes (pads)
Séquence (sequence) / arpeggiateur ou séquenceur pas à pas
L'AMPLITUDE
L'enveloppe d'un son étant caractérisée par ses changements d'amplitude, voici une brève description de celle-ci : L'amplitude est la hauteur relative d'une forme d'onde mesurée depuis le point "zéro". C'est la caractéristique d'un son qui détermine son intensité. Elle est perçue par nous, les humains, comme le volume d'un son. Sur l'image, c'est une variation d'amplitude qui est graphiquement représentée, qui se traduira par une perception de changement de volume de ce son. Pour autant, l'amplitude d'un son est une constante, alors que la perception du volume d'un son peut varier (si l'on se bouche les oreilles, par exemple).
La Pulse-width modulation (PWM)
La modulation à largeur d'impulsion, appelée "pulse-width modulation" en anglais (PWM sur les synthétiseurs), consiste à modifier la largeur
d'une forme d'onde rectangle. Cette forme d'onde se caractérise par le changement de son contenu harmonique en fonction de
la proportion du rectangle. C'est une forme d'onde riche en harmoniques qui convient bien à la création de sons des instruments de la
famille des "bois" (reed) comme le saxophone, ou pour émuler des sons de guitare électrique.
Sur l'image, on voit une onde "rectangle" dont la proportion de sa période haute et basse (autour du point zéro) varie de 90% à 50 %, puis à 10%. A 50%,
la forme d'onde devient carrée. Elle est décrite dans le chapitre sur les oscillateurs et les formes d'onde.
Voici la représentation spectrale d'une "impulsion" :
Voici un exemple sonore d'une forme d'onde rectangle modulée par la largeur d'impulsion (pulse-width) :
Le Ring Modulator
Un "ring modulator" ou modulateur en anneau est alimenté en entrée par 2 signaux Audio provenant de 2 oscillateurs. Ces 2 signaux sont associés dans une seule sortie (output), qui réunit la somme et la différence de chacune des fréquences des signaux d'origine, tout en supprimant les signaux originaux. Le son créé est souvent dissonant : Si les 2 oscillateurs sont à la même fréquence, rien ne se passe; Si l'on désaccorde légèrement un des deux à une fréquence supérieure ou inférieure, les harmoniques dissonantes sont accentuées et l'on obtient un son équivalent à un tintement métallique et strident. Le ring modulator est souvent utilisé pour réaliser des sons de cloches.
Le shéma ci-dessous montre le câblage d'un "patch" de ring modulation tel qu'il serait réalisé avec un synthétiseur modulaire.
Ecoutez un exemple sonore de modulation en anneau (ring modulation) :
Le Sample & Hold (S & H)
Le "sample and hold", ou échantilloneur-bloqueur, nécéssite 2 entrées : un signal Audio et un signal "déclencheur" (le trigger). Celui-ci est en général un générateur de bruit (noise oscillator). Le sample and hold prend un "échantillon" de la tension d'entrée (du signal Audio) quand une impulsion de déclenchement est reçue (du trigger). Il la conserve jusqu'à l'arrivée d'une nouvelle impulsion, et ainsi de suite.
Le shéma ci-dessous montre le câblage d'un "patch" de sample & hold tel qu'il serait réalisé avec un synthétiseur modulaire.
(L'oscillateur le plus à gauche génère en général une très basse fréquence)
Voici un patch qui contient un example basique de sample & hold (à ouvrir avec Patchwork Synth) :
PW (zip) : Sample and Hold
Modulation d'Amplitude (AM)
Même si la notion de modulation d'amplitude (AM = Amplitude Modulation) et celle qui suit, la modulation de fréquence, ne sont pas essentiels à la
compréhension du fonctionnement d'un synthétiseur, il est bon de rappeler leurs différences, tant les termes musicaux qui leur sont équivalents,
"tremolo" ou "vibrato", sont souvent utilisés à la place l'un de l'autre.
Le tremolo est donc le terme musical de la "modulation d'amplitude" qui désigne une variation périodique de l'amplitude
d'un signal modulé (perçu comme une variation de volume).
Voici 2 exemples explicites de cette confusion qui concernent directement les guitaristes (dont je suis) : On a longtemps appelé Tremolo bar
la "barre de vibrato" encastrée dans le chevalet et qui permet de faire varier la hauteur des notes ! Il s'agit donc bien d'une barre de
"vibrato". A l'inverse, beaucoup d'unités qui équipaient les amplificateurs de guitare (Fender notamment!) étaient appelées "vibrato unit" alors que l'effet
était en fait une modulation d'amplitude, donc un(e) "tremolo unit"...
Ecoutez l'exemple sonore d'un Tremolo :
Modulation de Fréquence (FM)
Pour ne pas confondre le "tremolo" et le "vibrato" (voir le précédent chapitre), précisons que le vibrato est le terme musical de
la "modulation de fréquence" (FM = Frequency Modulation) qui désigne une variation périodique de la fréquence d'un signal modulé
(perçu comme une variation de hauteur de note = "pitch").
P.S. : Ne confondez pas le terme "modulation de fréquence" et la synthèse à modulation de fréquence décrite plus bas...
Ecoutez l'exemple sonore d'un Vibrato :
Le Glide, effet de Portamento
Le "glide" est un paramètre du synthétiseur qui permet de contrôler la vitesse à laquelle un oscillateur va aller d'une note à la suivante. On obtient
un effet de portamento, qui désigne un effet de glissement d'une note à l'autre dans le style vocal. Cet effet particulier
de "glissando" ne peut pas être réalisé sur un piano ou un instrument fretté, car le glissando obtenu fait entendre les notes intermédiaires. Ce n'est pas
le cas pour une voix, un violon ou l'effet de glide d'un synthétiseur, qui peuvent eux, réaliser un vrai portamento.
Voici un patch qui contient un slew limiter (à ouvrir avec Patchwork Synth). Le Slew Limiter permet d'obtenir des effets de
"portamento", mais il peut aussi servir de filtre passe-bas basique. En français, cela s'appele un lisseur de pics de tension. Dans le patch,
il faut "linker" (associer) le "slew up et down" et le remettre à fond à droite pour annuler l'effet de "glide". Essayez diverses positions.
PW (zip) : Slew Limiter .
Voici un exemple sonore d'un pattern sans le Glide, puis avec le Glide :
Le Keyboard Tracking
Présent dans (presque) tous les synthétiseurs, ce paramètre donne au clavier (keyboard) une fonction en plus de celle de "trigger" (déclencheur d'évènements) : Il peut aussi servir de modulateur (modulator), autrement dit de contrôleur. En effet, on peut en général, grâce à ce paramètre, faire varier l'ouverture de l'enveloppe appliquée à l'amplitude ou au filtre en fonction de la hauteur des notes jouées.
La Synthèse Additive
La Synthèse Additive est une méthode de synthèse sonore bien antérieure à toutes les autres. L'orgue Hammond en est un exemple, que l'on
pourrait "imager" comme un synthétiseur à 9 oscillateurs. Tous les synthétiseurs (ou presque) combinent plusieurs méthodes de synthèse sonore, dont bien
évidemment celle-ci. Elle consiste à la base à associer des formes d'onde (des sinusoïdes, qui ne comportent donc que la fréquence fondamentale), pour créer
de nouvelles formes d'onde complexes.
Voici un patch qui reproduit plus ou moins le patch décrit sur l'image (à ouvrir avec Patchwork Synth). 4 Oscillateurs génèrent une forme
d'onde sinusoïde avec des fréquences multiples de la note La (55, 110, 220 et 440 Hz), mais légèrement désaccordés avec une fréquence
proche de ces valeurs et un peu de detune pour créer des effets de modulation.
PW (zip) : Additive synthesis basics .
La Synthèse FM
Une autre méthode de synthèse très employée dans les synthétiseurs est la synthèse à Modulation de Fréquence : Comme le montre l'exemple du patch sur l'image, elle consiste à la base à créer de nouvelles formes d'onde en utilisant une "forme d'onde modulante" appelée modulateur (modulator) pour changer périodiquement la fréquence d'une autre forme d'onde appelée porteur (carrier).
Historique du Synthétiseur Analogique
~ L'art de sculpter le Son ~
C'est dans les années 60 que l'art du "Sound Sculpting" a débuté avec l'apparition du synthétiseur analogique
et de son concept de commande en tension (voltage control). Le Sound Sculpting (littéralement Sculpture du Son),
souvent associé au début des Musiques Electroniques, est une forme artistique appelée performance pendant laquelle un
artiste ou un groupe d'artistes utilisent des synthétiseurs, des platines-disque, des boucles faites
avec des bandes magnétiques et divers objets acoustiques amplifiés pour créer un environnement sonore continu
. Le synthétiseur analogique était souvent la "star" de ces performances car il permettait aux artistes de créer les sons les plus
étranges grâce à la possibilité d'agir sur ses paramètres en temps réel.
Véritable "rejeton" de l'ordinateur analogique, l' "analog synthesizer" contient des oscillateurs, des filtres et des
circuits d'amplification destinés à imiter les caractéristiques sonores des instruments acoustiques pour créer de
nouveaux sons, irréalisables avec ceux-ci. Malgré cela, beaucoup de compositeurs utilisent les synthétiseurs analogiques ou numériques pour
imiter les instruments acoustiques familiers.
Mais le plus gros inconvénient de l'utilisation des premiers synthétiseurs analogiques dans les "performances", était l'impossibilité
de mémoriser les sons créés dans celles d'avant. Ce n'est qu'à partir des années 70 que l'apparition des
micro-processeurs (moins chers et plus fiables) a permis la sauvegarde de sons pré-réglés dans
des circuits numériques de mémoire. Les instruments disponibles dans le commerce devinrent des hybrides analogiques -
numériques. L'ajout de circuits numériques changea de fait la façon de programmer les synthétiseurs par les musiciens,
qui utilisèrent de plus en plus des algorithmes pré-programmés connus sous le nom de pré-réglages (presets). C'est à partir
de ce moment que ces synthétiseurs perdirent de leur intérêt pour le Sound Sculpting.
~ L'évolution du synthétiseur ~
Dans les années 60, les premiers synthétiseurs analogiques étaient de (très) grande taille, chers et imprévisibles (certains composants électroniques altérant l'accordage au fur et à mesure de l'accroissement de leur température). Ils nécéssitaient le raccordement et le branchement de ses différents modules à chaque installation, mais ils offraient cependant la possibilité d'agir en temps réel sur un grand nombre de paramètres avec des potentiomètres (knobs) et des commutateurs (switches). Ils étaient par contre capables de ne produire qu'un son à la fois : Ils étaient monophoniques, donc des instruments solistes.
Dans les années 70, les fabricants d'instruments de musique électroniques inclurent la technologie informatique pour créer des instruments hybrides analogiques et numériques, grâce à la baisse du coût des micro-processeurs. Ces instruments conservaient la "chaleur" des sons analogiques mais voyaient en même temps diminuer le nombre de contrôleurs des différents paramètres. Ils permettaient cependant la mémorisation des presets et donnaient accès à la polyphonie, c.a.d.la possibilité de jouer plusieurs sons à la fois, comme un clavier ou une guitare.
Dans les années 80, les instruments entièrement numériques devinrent beaucoup moins chers à la fabrication et donc à l'achat, et ils avaient l'avantage d'être très fiables et peu encombrants. De plus, l'avènement de la norme MIDI (Musical Instrument Digital Interface) permit la communication entre les micro-processeurs de toutes les marques de synthétiseurs numériques, et l'affichage LCD (Liquid Crystal Display) permit de visualiser les presets et les différentes fonctions sous forme de menus. Malgré tout, la "froideur" du son et la difficulté de programmer des sons déjà "prêt-à-l'emploi" limitaient leur utilisation pour qui voulait créer des sons nouveaux et exploiter la richesse de la synthèse sonore.
Dans les années 90, le Processeur de Signal Numérique (DSP pour Digital Signal Processor) fut développé dans l'industrie des Télécommunications. Les fabricants de synthétiseurs les ont utilisés pour modéliser les synthétiseurs analogiques des années 60 et 70 (presque) oubliés depuis. Ils fabriquèrent des synthétiseurs numériques conçus pour ressembler et sonner comme des synthétiseurs analogiques. Les potentiomètres de contrôle en temps réel refirent leur apparition, remplaçant le système de programmation par menu des LCD (ou mélangeant les deux). Le modèle du synthétiseur analogique bénéficia alors de l'évolution et de la fiabilité des techniques de fabrication industrielle de l'électronique.
Depuis la fin des années 90, l'ordinateur personnel (PC pour Personnal Computer) est devenu de moins en moins cher, de plus en plus rapide et massivement utilisé par les musiciens. La technologie "DSP" a été incorporée au PC et permet à celui-ci de générer des sons. Les applications et les synthétiseurs virtuels se sont développés et sont devenus de plus en plus populaires dans le monde de la musique. Leur interface graphique (GUI pour Graphical User Interface) les font ressembler quasiment à l'identique aux modèles dont ils s'inspirent, et leur coût ne représente qu'une toute petite part de leur version hardware (le vrai instrument), en mettant bien sûr de côté le coût de l'ordinateur nécéssaire à leur utilisation. On trouve même aujourd'hui un grand nombre de synthétiseurs analogiques "virtuels" gratuits, ainsi que des applications gratuites tels que les studios virtuels accessibles directement en ligne comme ceux décrits au début de cette page !
Lexique anglais / français
Ce "lexique" traduit en français les termes utilisés dans cette page ou ceux que l'on retrouve habituellement dans les synthétiseurs et qui sont tous en langue anglaise.
Additive synthesis | Synthèse additive |
Amount | Quantité |
Amplifier (VCA) | Amplificateur |
Amplitude | = |
Amplitude modulation (AM) | Modulation d'amplitude |
Attack (ADSR) | Attaque |
Band-pass filter (BPF) | Filtre passe-bande |
Carrier | Porteur (signal) |
Controller | Contrôleur |
Cut-off frequency | Fréquence de coupure |
Decay (ADSR) | Déclin |
Device | Appareil |
Digital Signal Processor (DSP) | Processeur de signal numérique |
Envelope (ADSR) | Enveloppe d'un son (ADSR) |
Feedback | Rétroaction / Larsen |
Filter (VCF) | Filtre |
Frequency | Fréquence |
Frequency modulation (FM) | Modulation de fréquence |
FM synthesis | Synthèse à modulation de fréquence |
Glide | Portamento (glissement de note) |
High-pass filter (HPF) | Filtre passe-haut |
Loudness | Intensité |
Low-frequency oscillator (LFO) | Oscillateur basse-fréquence |
Low-pass filter (LPF) | Filtre passe-bas |
Modifier | Modificateur |
Modulation | = |
Modulator | Modulateur |
Monitor | Système d'écoute (ou enceinte) |
Noise (white / pink) | Bruit (blanc ou rose) |
Noise generator | Générateur de bruit (module) |
Notch filter | Filtre coupe-bande |
Oscillator (VCO) | Oscillateur |
Overtone / Partial / Harmonic | Harmonique |
Pitch | Hauteur (de note) |
Plug (to plug in) | Brancher |
Preset | Pré-réglage |
Pulse | Impulsion ou vibration à un rythme régulier |
Pulse width modulation (PWM) | Modulation à largeur d'impulsion (MLI) |
Rate | Taux |
Rectangular wave | Forme d'onde rectangle |
Release (ADSR) | Relâchement |
Resonance (of the filter) | Résonnance (du filtre) |
Ring modulator (RM) | Modulateur en anneau |
Sample & hold (S & H) | Echantilloneur-bloqueur |
Saw-tooth wave (= Ramp wave) | Forme d'onde en dents-de-scie |
Setting | Réglage |
Sine wave | Forme d'onde sinusoïde |
Slew limiter (voir glide) | Lisseur de pics de tension |
Square wave | Forme d'onde carrée |
Subtractive synthesis | Synthèse soustractive |
Sustain (ADSR) | Maintien (phase de) |
Tremolo (AM) | Tremolo (modulation d'amplitude) |
Triangle wave | Forme d'onde triangle |
Trigger | Déclencheur (d'évènements MIDI : Clavier, touchpad, capteur) |
Vibrato (FM) | Vibrato (modulation de fréquence) |
Voltage Controlled (ex : VCO) | Commandé en tension (ex : Oscillateur) |
Waveform | Forme d'onde |
Une partie des ressources utilisées pour écrire cette page viennent de Chris PETERS, un musicien américain, pédagogue et professeur de Musiques Electroniques. Adepte du Sound Sculpting, voici une de ses performances en solo réalisée avec ses Martian Music Machines qu'il a lui-même conçu. Ce sont 4 modules destinés à être combinés pour créer un synthétiseur modulaire et exploiter la richesse de la synthèse sonore :
En conclusion, deux VIDEOS : Regardez d'abord la démonstration du synthétiseur analogique Minibrute de la marque française Arturia par Yves Usson, son créateur. Cette "démo" ( en français) a eu lieu dans le magasin de musique ComeBackMusic à Lyon. Vous retrouverez une grande partie des termes et explications exposés dans cette page dans une situation réelle :
Téléchargez un extrait du manuel en français de ce synthétiseur qui traite en partie
des notions abordées dans cette page et qui pourra vous servir de "mémo" :
La synthèse soustractive : Extrait du manuel du Minibrute d'Arturia
Enfin, une video en anglais qui décrit l'histoire du synthétiseur sur une vingtaine d'années :