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Qu'est-ce que le son et comment le caractériser ?
L’acoustique est la science qui étudie le son : sa production, sa propagation, sa perception et son contrôle. Elle concerne aussi bien la musique, les salles de concert, les studios d’enregistrement, l’isolation phonique, les haut-parleurs que l’audition humaine.
Un son aigu est un son dont la fréquence est élevée. Plus le nombre de hertz est grand, plus le son est perçu comme aigu. Par exemple, un sifflement, le chant de certains oiseaux ou les notes hautes d’un violon sont des sons aigus. Les sons aigus se situent plutôt dans la partie haute du spectre audible humain, qui va en moyenne d’environ 20 Hz à 20 000 Hz.
Une chambre anéchoïque est un espace conçu pour absorber presque toutes les réflexions sonores. Elle donne l’impression d’un lieu sans écho ni réverbération. On l’utilise pour mesurer précisément des haut-parleurs, des microphones ou des bruits d’appareils sans être influencé par l’acoustique de la pièce.
En audio, un appareil actif possède une alimentation électrique ou une amplification intégrée. Par exemple, une enceinte active contient son propre amplificateur. Un élément passif fonctionne sans alimentation propre : une enceinte passive a besoin d’un amplificateur externe, et un filtre passif utilise des composants comme des résistances, condensateurs et bobines.
Un bruit est un son perçu comme gênant, désordonné ou non désiré. Techniquement, il peut contenir de nombreuses fréquences mélangées sans organisation musicale claire. Le bruit devient problématique lorsqu’il est trop fort, trop long ou trop répétitif.
BPM signifie "battements par minute". C’est l’unité qui mesure le tempo d’un morceau : 60 BPM correspond à un battement par seconde, 120 BPM à deux battements par seconde. Le BPM sert aux musiciens, beatmakers, producteurs et DJ pour synchroniser le rythme, les effets et les transitions.
La compression audio peut désigner deux choses : la réduction de la dynamique d’un signal sonore, ou la réduction de la taille d’un fichier audio. En mixage, un compresseur réduit l’écart entre les sons faibles et les sons forts. En informatique, un format compressé comme le MP3 diminue le poids du fichier, parfois avec une perte de qualité.
Un crossover, ou filtre de répartition, sépare le signal audio en plusieurs bandes de fréquences afin d’envoyer les graves, médiums et aigus vers les haut-parleurs adaptés. Dans une enceinte, il protège les haut-parleurs et améliore la restitution sonore. Il peut être passif, après l’amplification, ou actif, avant l’amplification.
Le décibel est une unité logarithmique utilisée pour mesurer le niveau sonore. Une hausse de 3 dB correspond environ à un doublement de l’énergie sonore, tandis qu’une hausse d’environ 10 dB est souvent perçue comme un son environ deux fois plus fort. Des niveaux élevés, surtout au-delà d’environ 85 dB sur une longue durée, peuvent présenter un risque pour l’audition.
DIN désigne à l’origine des normes allemandes. En audio, on parle souvent de connecteur DIN pour certains branchements anciens ou spécialisés, par exemple sur du matériel hi-fi, MIDI ou certains appareils vintage. Le connecteur peut avoir plusieurs broches* selon l’usage.
*Voir le schéma des connecteurs audio dans la section "Jack audio".
La directivité décrit la manière dont une source sonore diffuse le son dans l’espace. Un haut-parleur très directif envoie davantage de son dans une direction précise, tandis qu’une source peu directive diffuse plus largement. Cette notion est importante pour placer des enceintes, des micros et éviter les zones mal couvertes.
L’effet Doppler est le changement apparent de hauteur d’un son lorsque la source sonore ou l’auditeur se déplace. Une sirène paraît plus aiguë lorsqu’elle se rapproche, puis plus grave lorsqu’elle s’éloigne. Ce phénomène vient de la compression ou de l’étirement des ondes sonores.
L’écho est un son réfléchi qui revient vers l’auditeur après un délai suffisant pour être distingué du son original. Il apparaît souvent dans les montagnes, les grandes pièces vides ou les espaces avec des surfaces dures et réfléchissantes.
La fréquence indique le nombre de vibrations par seconde d’une onde sonore. Elle se mesure en hertz (Hz). Par exemple, 100 Hz correspond à 100 vibrations par seconde. Les basses fréquences donnent des sons graves, tandis que les hautes fréquences donnent des sons aigus. L’oreille humaine perçoit en moyenne de 20 Hz à 20 000 Hz.
La fréquence d’échantillonnage indique combien de fois par seconde un signal audio analogique est mesuré pour devenir un fichier numérique. Elle se mesure en hertz ou kilohertz. Par exemple, 44,1 kHz signifie 44 100 mesures par seconde, standard courant pour la musique et le CD ; 48 kHz est très utilisé pour la vidéo. Plus la fréquence est élevée, plus le fichier contient de données, mais cela ne signifie pas toujours une amélioration audible.
Le gain règle le niveau d’entrée ou l’amplification d’un signal audio. Il ne faut pas le confondre avec le volume de sortie : le gain détermine souvent la force du signal avant traitement. Trop de gain peut provoquer de la saturation ou de la distorsion ; trop peu peut donner un signal faible et bruité.
Un son grave correspond à une fréquence basse. Les sons graves sont souvent ressentis comme profonds, lourds ou puissants : grosse caisse, basse électrique, tonnerre ou moteur. Ils se propagent facilement à travers les murs et les sols.
Le hertz est l’unité de mesure de la fréquence. Un hertz signifie une vibration par seconde. Ainsi, un son de 440 Hz correspond à 440 vibrations par seconde : c’est la fréquence du La de référence utilisé pour accorder de nombreux instruments.
Un infrason est un son dont la fréquence est inférieure à environ 20 Hz. Il est généralement trop grave pour être entendu par l’oreille humaine, mais il peut parfois être ressenti physiquement sous forme de vibration. Certains phénomènes naturels, machines ou grands animaux comme les éléphants peuvent produire des infrasons.
L’intensité sonore correspond à la puissance transportée par une onde sonore. Dans la perception courante, elle est liée au volume : un son faible a une faible intensité, un son fort a une intensité élevée. On l’exprime souvent à travers le niveau sonore en décibels.
Le jack audio est un connecteur utilisé pour transmettre un signal sonore analogique. On le trouve sur des casques, guitares électriques, interfaces audio et certains haut-parleurs. Les formats courants sont le mini-jack 3,5 mm et le jack 6,35 mm.
Le kilohertz vaut 1 000 hertz. On l’utilise pour parler des fréquences élevées : 1 kHz signifie 1 000 vibrations par seconde. La parole humaine se situe en grande partie dans les fréquences moyennes, tandis que les détails brillants d’un son peuvent se trouver dans les hautes fréquences, par exemple entre 5 kHz et 15 kHz.
La longueur d’onde est la distance parcourue par une vibration sonore pendant un cycle complet. Elle dépend de la fréquence : plus la fréquence est basse, plus la longueur d’onde est grande ; plus la fréquence est haute, plus la longueur d’onde est courte. C’est une notion importante pour comprendre l’acoustique des pièces.
L’effet Larsen est un sifflement ou hurlement aigu qui apparaît lorsqu’un microphone capte le son d’une enceinte qui amplifie ce même microphone. Le signal tourne alors en boucle et devient de plus en plus fort. Pour l’éviter, on baisse le gain, on éloigne le micro des enceintes, on change leur orientation ou on corrige certaines fréquences.
MIDI signifie "Musical Instrument Digital Interface". Ce n’est pas un son en lui-même, mais un langage de commande qui transmet des informations musicales : note jouée, durée, vélocité, changement de programme ou contrôle d’un paramètre. Le MIDI permet de piloter des synthétiseurs, logiciels de musique, boîtes à rythmes et contrôleurs. (Illustration : voir le schéma des connecteurs audio dans la section "Jack audio").
Les médiums correspondent à la zone centrale du spectre sonore. Ils sont essentiels pour la compréhension de la voix, de nombreux instruments et de la clarté générale d’un mixage. Trop de médiums peuvent rendre un son agressif ; pas assez peuvent le rendre creux.
Le niveau sonore décrit la force d’un son telle qu’on la mesure généralement en décibels. Il dépend de la pression acoustique, de la distance à la source, de l’environnement et de la sensibilité de l’oreille selon les fréquences.
Une onde sonore est une vibration qui se déplace dans un milieu matériel. Dans l’air, elle se propage par variations de pression : des zones comprimées et décompressées avancent jusqu’à atteindre notre oreille ou un microphone.
La phase décrit la position d’une onde dans son cycle de vibration. Deux sons identiques en phase s’additionnent et deviennent plus forts. Deux sons en opposition de phase peuvent s’annuler partiellement ou totalement, ce qui est important en enregistrement et en sonorisation.
La qualité sonore désigne l’impression globale donnée par un son : clarté, équilibre, précision, naturel, absence de distorsion et richesse du timbre. Elle dépend de la source, du matériel, de l’acoustique du lieu et du traitement audio.
Le RCA est un connecteur audio analogique très courant sur les chaînes hi-fi, platines CD, platines vinyles, lecteurs multimédias, téléviseurs et certaines tables de mixage. Il fonctionne souvent par paire : le blanc ou noir transporte généralement le canal gauche, et le rouge le canal droit. Le RCA est simple à utiliser, mais il est moins résistant aux parasites qu’une liaison symétrique comme le XLR.
La réverbération est la persistance d’un son dans un espace après l’arrêt de la source. Elle vient des multiples réflexions du son sur les murs, le plafond, le sol et les objets. Une cathédrale a souvent une longue réverbération ; un studio traité acoustiquement en a beaucoup moins.
Le spectre sonore représente l’ensemble des fréquences contenues dans un son. Un son simple peut être composé d’une fréquence principale, tandis qu’un son complexe contient une fondamentale et des harmoniques. Le spectre aide à comprendre pourquoi deux instruments jouant la même note ne sonnent pas pareil.
La saturation apparaît lorsqu’un signal dépasse la limite que peut accepter un appareil, un ampli, un micro ou un logiciel. Elle peut être indésirable si elle crée une distorsion dure et brouillonne, mais elle peut aussi être recherchée en musique pour ajouter de la chaleur, du caractère ou de l’énergie.
Le Surround est une reproduction sonore multicanale qui entoure l’auditeur avec plusieurs enceintes ou canaux virtuels. Contrairement à la stéréo, qui utilise principalement gauche et droite, le Surround peut ajouter un centre, des canaux arrière et un caisson de basses pour créer une sensation d’espace, souvent au cinéma, dans les jeux vidéo ou le home-cinéma.
Le timbre est la couleur d’un son. Il permet de distinguer une guitare, un piano, une voix ou un violon même s’ils jouent la même note à la même intensité. Le timbre dépend notamment des harmoniques, de l’attaque, de la résonance et de l’évolution du son dans le temps.
Les ultrasons sont des sons dont la fréquence est supérieure à environ 20 000 Hz. Ils sont généralement inaudibles pour l’être humain, mais certains animaux les perçoivent. Ils sont utilisés dans des domaines comme l’imagerie médicale, les capteurs de distance ou certaines applications industrielles.
UHF signifie « Ultra High Frequency ». En audio, cette bande de fréquences radio est souvent utilisée pour les microphones sans fil et les systèmes de transmission HF. Elle permet de transmettre un signal audio sans câble, mais elle doit être correctement réglée pour éviter les interférences.
Le volume est la sensation subjective de force sonore. Il dépend du niveau en décibels, mais aussi de la fréquence : l’oreille humaine n’est pas aussi sensible à toutes les fréquences. Deux sons mesurés au même niveau peuvent donc sembler plus ou moins forts selon leur contenu fréquentiel.
Le watt est une unité de puissance. En acoustique, la puissance sonore représente l’énergie émise par une source sonore par unité de temps. Elle ne doit pas être confondue avec le volume perçu : un appareil très puissant peut sembler faible s’il est loin, mal orienté ou dans un environnement absorbant.
Le XLR est un connecteur professionnel utilisé pour les microphones, les consoles de mixage et les systèmes de sonorisation. Il permet souvent une liaison symétrique, plus résistante aux parasites électriques qu’un câble audio non symétrique.
Un câble en Y sert à diviser ou regrouper un signal audio selon l’usage. Il peut par exemple envoyer une sortie stéréo vers deux entrées séparées. Il faut l’utiliser correctement, car certains branchements peuvent affaiblir le signal ou créer des problèmes de niveau.
Lire aussi : "Comment bien choisir ses câbles audio et vidéo ?"
La zone d’écoute est l’endroit où l’auditeur reçoit le son dans les meilleures conditions. Dans un studio, on cherche souvent un point d’écoute équilibré, placé entre les enceintes, avec une bonne image stéréo et peu de réflexions gênantes.
Un format audio ou un codec définit la manière dont le son est stocké, compressé, transmis ou décodé. Certains formats gardent toute l’information sonore, d’autres réduisent la taille du fichier en supprimant des informations moins perceptibles.
AAC signifie "Advanced Audio Coding". C’est un codec compressé avec perte, souvent plus efficace que le MP3 à débit comparable. Il est utilisé par de nombreux services de streaming, plateformes vidéo et appareils mobiles.
AIFF signifie "Audio Interchange File Format". C’est un format non compressé proche du WAV, historiquement associé à l’univers Apple. Il offre une très bonne qualité mais génère aussi des fichiers lourds.
ALAC signifie "Apple Lossless Audio Codec". C’est un format compressé sans perte développé par Apple. Il joue un rôle similaire au FLAC, avec une meilleure intégration dans l’écosystème Apple.
Dolby désigne une famille de technologies audio, comme Dolby Digital, Dolby TrueHD et Dolby Atmos, utilisées surtout au cinéma, à la télévision, en streaming et en home-cinéma :
DTS signifie à l’origine "Digital Theater Systems". C’est une famille de codecs et systèmes multicanaux concurrents de Dolby, très présents dans le home-cinéma, les Blu-ray et certaines installations cinéma :
FLAC signifie "Free Lossless Audio Codec". C’est un format compressé sans perte : il réduit la taille du fichier tout en permettant de retrouver exactement les données audio originales à la lecture. Il est très utilisé pour l’archivage musical et l’écoute haute-fidélité.
MP3 signifie "MPEG Audio Layer III". C’est un format compressé avec perte très répandu. Il réduit fortement la taille des fichiers en retirant des informations jugées moins audibles par l’oreille humaine. Il est pratique pour l’écoute quotidienne et très compatible, mais il n’est pas idéal pour l’archivage ou le travail professionnel si l’on veut conserver toute la qualité.
OGG Vorbis désigne un format conteneur Ogg associé au codec audio Vorbis. C’est un format compressé avec perte, ouvert et souvent utilisé dans certains jeux, logiciels libres ou applications de streaming. Il vise une bonne qualité pour une taille réduite.
Opus est un codec audio moderne standardisé par l’IETF (Internet Engineering Task Force). C'est un format ouvert, qui opère une compression avec perte. Il est très efficace pour la voix, la musique, le streaming et les communications en temps réel, avec une bonne qualité même à bas débit.
WAV, ou Wave, signifie "Waveform Audio File Format". C’est un format audio non compressé très utilisé en studio, en montage et en production musicale. Il conserve les données audio de manière très fidèle, mais produit des fichiers volumineux. C’est un format adapté au travail et au master, moins pratique pour le stockage léger ou le streaming.
WMA signifie "Windows Media Audio". C’est une famille de formats développée par Microsoft, utilisée surtout dans l’environnement Windows et certains anciens lecteurs multimédias.