Le Roland RE-201 et l'histoire des échos à bande

Cet article va se concen­trer sur les Space Echos de Roland, et plus parti­cu­liè­re­ment sur le modèle RE-201, car cette ligne consti­tue encore aujour­d’hui l’éta­lon de l’écho à bande, avec des modèles parmi les plus recher­chés, les mieux côtés (au-delà de toute raison, si vous vous voulez mon avis), et les plus souvent repro­duits. Au point qu’un des rares échos à bande à nouveau en produc­tion est, pour une large part, une repro­duc­tion de ce modèle.

La tech­no­lo­gie de l’écho « à bande » n’est pas l’unique tech­no­lo­gie analo­gique employée pour produire du retard, avant les lignes à retard de type BBD (bucket brigade device) qui peuplent nos pédales d’écho (et de chorus, de flan­ger etc. tous effets jouant avec le temps). Canettes remplies d’huile, disques magné­ti­sés… Autant de tech­no­lo­gies mises en place avec plus ou moins de succès par d’autres construc­teurs. Toute­fois, la bande, avec son carac­tère remplaçable (disons même jetable) consti­tua géné­ra­le­ment la solu­tion la plus « simple » à mettre en appli­ca­tion pour les construc­teurs d’écho analo­gique.

Pour finir, j’ajou­te­rai que selon moi, hors compa­rai­son avec le Binson Echo­rec (que je n’ai jamais eu la chance d’avoir entre les mains) et l’Echo­plex (rare en Europe), le RE-201 est le meilleur écho à bande que je connaisse (proba­ble­ment à égalité avec le 301). Avis subjec­tif, certes, mais je l’as­sume.

Descrip­tion

L’ap­pa­reil est rela­ti­ve­ment simple du point de vue de son élec­tro­nique, plus compliqué du point de vue méca­nique (ou en tout cas, plus capri­cieux). Il se présente au premier abord sous la forme d’une boîte, avec un couvercle que l’on peut déclen­cher, et même reti­rer complè­te­ment.

À l’in­té­rieur du couvercle, on trouve un ensemble d’ins­truc­tions pour le raccor­de­ment de l’ap­pa­reil, l’uti­li­sa­tion de ses diverses fonc­tions et pour le chan­ge­ment de la bande.

Le couvercle révèle un récep­tacle, fermé par une plaque amovible en Plexi­glas, dans lequel se trouve la boucle de bande, dispo­sée natu­rel­le­ment en serpen­tins : appe­lons ce conte­nant, le « réser­voir ». D’un côté de ce réser­voir, la bande s’échappe par une sortie, et est guidée par un roule­ment à billes (voir ci-dessus), contre lequel elle se trouve plaquée avec plus ou moins de force (selon le réglage) par un ressort-lame recou­vert d’un feutre.

Elle passe ensuite contre les cinq têtes : dans l’ordre de passage – effa­ce­ment > enre­gis­tre­ment > trois têtes de lecture. L’es­pa­ce­ment des têtes n’est pas laissé au hasard, comme nous le verrons plus tard. Les têtes sont proté­gées par un couvercle amovible.

La bande passe ensuite entre le cabes­tan, qui l’en­traîne et lui imprime la vitesse dési­rée. Elle est main­te­nue en contact avec ce cabes­tan par un galet-pres­seur qui vient se coller contre lui à la mise en route de l’ap­pa­reil. Elle retourne alors dans le « réser­voir ».

L’ac­tion de ce galet-pres­seur est commu­table à l’aide d’un foots­witch : on coupe donc l’écho en décol­lant le galet – cela a un effet sur le son, car le démar­rage inclut un temps de stabi­li­sa­tion, forte­ment audible.

En façade on trouve les commandes suivantes : 

• Atté­nua­tion du signal en entrée : deux entrées micro, une entrée instru­ment (avec écho commu­table). Il existe aussi une entrée ligne (« FROM PA » pour être inséré dans une boucle d’ef­fet de console), mais qui a une fonc­tion supplé­men­tai­re… Nous y revien­drons.
• Un gros sélec­teur central, qui permet de choi­sir la ou les têtes de lecture à partir desquelles le signal est prélevé, mais aussi la commu­ta­tion du signal de la réverbe vers la sortie.

• Trois contrôles pour l’écho : REPEAT RATE pour la vitesse de défi­le­ment de la bande, et donc le retard de l’écho, INTEN­SITY pour la boucle qui renvoie le signal de l’écho vers la tête d’en­re­gis­tre­ment, et qui permet donc de géné­rer plusieurs répé­ti­tions ou juste une, et ECHO VOLUME qui atté­nue plus ou moins le signal de l’écho par rapport au signal origi­nal.
• Trois contrôles dans la zone supé­rieure avec, en premier lieu, un égali­seur deux bandes permet­tant de régler le grave et l’aigu de l’écho, et un contrôle de volume de la réverbe (situé en sortie de réverbe).
• Un VUmètre, avec un LED d’in­di­ca­tion de pic, permet de consta­ter le volume du signal envoyé à la tête d’en­re­gis­tre­ment (et non pas le signal en entrée, comme on pour­rait le penser). 

Pour ce qui est des sorties, il n’y en a qu’une, dont le niveau est plus ou moins atté­nuable à l’aide d’un sélec­teur trois posi­tions. Je n’ai jamais vu qui que ce soit employer un autre niveau que H (pour high), c’est-à-dire le plus élevé.

Et voilà, on a fait le tour. de l’ex­té­rieur. Avant d’al­ler voir ce qu’il y a à l’in­té­rieur, faisons un petit retour en arriè­re…

Un peu d’his­toire

Le RE-201 est loin d’être le premier appa­reil d’écho vendu sur le marché, et les appa­reils que l’on quali­fie de « Space Echos », c’est-à-dire les RE-101 et 201 arrivent presque 20 ans après les premières utili­sa­tions de bande pour créer des effets de retard et de répé­ti­tion.

En vérité, avant que commence la produc­tion d’ap­pa­reil spécia­le­ment dédié à cet usage, de nombreux studios employaient un, ou souvent plusieurs magné­to­phones, plus ou moins modi­fiés, et des boucles de bande (géné­ra­le­ment assez longue, parfois de plusieurs mètres) pour géné­rer les échos que l’on entend dans certains enre­gis­tre­ments des années 1950 (les boucles pouvant aussi servir à créer… des boucles, à l’évi­dence). Ces déve­lop­pe­ments arri­vèrent de façon conco­mi­tantes dans le domaines des musiques savantes (musique élec­troa­cous­tique, avec Karl­heinz Stokhau­sen à Cologne dans les studios de la West­deut­scher Rund­funk (WDR) ou Pierre Schaef­fer et Pierre Henry au studio d’es­sai de la RTF) et des musiques popu­laires (Sam Phil­lips à Sun Records emploie diffé­rentes tech­niques pour renvoyer un signal lu sur bande, avec quelques dizaines de milli­se­condes de retard, dans une entrée de sa console, pour obte­nir un écho de type slap­back direc­te­ment à l’en­re­gis­tre­ment. On l’en­tend en parti­cu­lier sur les premiers enre­gis­tre­ments d’El­vis Pres­ley en 1954).

La tech­nique était donc large­ment connue, sous une forme de « brico­lage » de studio, lorsqu’en 1959 la marque Echo­plex commença à diffu­ser la première machine spécia­le­ment dédiée à cet effort, machine sans nom, mais que l’on désigne rétros­pec­ti­ve­ment comme l’EP-1 (inven­tée par Mike Battle, il y aura ensuite une EP-2). En Europe, c’est Arthur Klemt et son entre­prise muni­choise, Klemt, qui produisent dès 1960 le NG51 S, un des premiers échos à bande (Tone­ban­de­cho) euro­péens, tout juste suivi en Angle­terre par Char­lie Watkins qui crée le très compact Watkins Copi­cat.

Tous ces modèles fonc­tionnent avec des élec­tro­niques à tubes, bien entendu, et ils feront tous l’objet de déve­lop­pe­ments, de révi­sions, et du passage au tran­sis­tor dans les deux décen­nies qui suivent.

Et le RE-201 dans tout ça ? En 1960, l’in­gé­nieur japo­nais Ikutaro Kake­ha­shi, commence à diffu­ser le premier écho à bande japo­nais sous la marque Ace Elec­tro­nics Indus­tries : le Ace Tone EC-1 Echo Cham­ber, précur­seur évident des échos de la série RE.

NB : pour une liste complète des équi­pe­ments audio pro et « amateur » déve­lop­pés par la marque, Wiki­pe­dia est votre ami.

C’est Kake­ha­shi lui-même qui fonde la Roland Corpo­ra­tion en 1972 et, dès 1973, la firme produit ses premiers échos à bande : les modèles RE-100 et 200. L’in­tro­duc­tion en 1974, juste un an après, de la nouvelle gamme (RE-101 et 201) apporte une amélio­ra­tion impor­tante au méca­nisme de l’ap­pa­reil : il s’agit des premiers échos utili­sant des boucles longues. Repre­nant ainsi la pratique, déve­lop­pée en studio vingt ans aupa­ra­vant, d’em­ployer de longue boucle de bande, les nouveaux Space Echo intro­duisent le fameux « réser­voir » dans lequel une boucle de plusieurs mètres vient serpen­ter. La diffé­rence est impor­tante : l’usure s’en voit forte­ment réduite (en une session, un même point de la bande passe moins souvent contre les têtes et le cabes­tan), la bande est moins malme­née (les échos à boucle courte garde constam­ment toute la bande en tension – voire en surten­sion dès qu’ils sont mal réglés), cela ayant pour résul­tat une meilleure tenue dans le temps de la bande, une meilleure qualité sonore à travers les heures d’uti­li­sa­tion, un pleu­rage et un scin­tille­ment réduit. L’usure des têtes s’en trouve égale­ment mini­mi­sée.

Roland est égale­ment la première marque à employer un moteur à courant continu, avec un couple impor­tant, permet­tant de conser­ver une trac­tion stable de la bande même à des vitesses rela­ti­ve­ment lentes. Jusqu’ici la plupart des moteurs (dans les Klemt, Copi­cat…) tirait leur vitesse d’un enrou­le­ment primaire du trans­for­ma­teur d’ali­men­ta­tion, autre­ment dit : ils fonc­tion­naient sur le courant du secteur. Certains permet­taient de commu­ter deux vitesses diffé­rentes, mais la durée du retard de l’écho se contrô­lait géné­ra­le­ment avec une tête d’en­re­gis­tre­ment montée sur rail, que l’on pouvait éloi­gner ou rappro­cher (en temps réel) des têtes de lecture (l’Echo­plex fut le premier à inté­grer cette tech­no­lo­gie). Avec le moteur DC des échos Roland, les têtes restent fixes, et peuvent être montées proches les unes des autres, puisque c’est la vitesse de défi­le­ment de la bande qui varie. Il est ainsi plus facile d’ob­te­nir un chemin de bande bien ortho­go­nal et stable (une néces­sité si l’on souhaite obte­nir de meilleurs résul­tats), et plus facile à (pré)régler à l’œil (on voit faci­le­ment l’en­semble des têtes, de face et de côté).

Bref, la firme Roland trans­forme une tech­no­lo­gie éprou­vée, et lui fait faire un saut quali­ta­tif impor­tant. Les modèles suivants (RE-301, RE-501 Echos­ta­ge…) appor­te­ront des raffi­ne­ments concer­nant le routage du signal, son enre­gis­tre­ment, mais la géomé­trie de base du trans­port de bande restera la même, et ce jusqu’en 1990 !

Et sur ce, allons voir ce qui se trame dans cette machi­ne…

Descrip­tion détaillée (et mesu­rée, et enre­gis­trée !)

Les circuits sont simples : ils sont au nombre de quatre.

• D’une part l’ali­men­ta­tion, avec la régu­la­tion des tensions pour les circuits d’am­pli­fi­ca­tion, la régu­la­tion de la tension conti­nue qui commande le moteur (tension réglable par le bouton « RATE », qui permet d’ac­cé­lé­rer/décé­lé­rer le défi­le­ment de la bande), la géné­ra­tion de la tension du solé­noïde du galet-pres­seur (le système méca­nique qui sert à pres­ser le galet contre le cabes­tan, en des termes plus simples) et le circuit d’os­cil­la­tion qui permet de régler le point de fonc­tion­ne­ment (le bias, fait d’un courant alter­na­tif envoyé à la tête d’en­re­gis­tre­ment) ainsi que de géné­rer le signal d’ef­fa­ce­ment de la bande (envoyé à la tête d’ef­fa­ce­ment, bien entendu).

• D’autre part l’am­pli­fi­ca­teur d’en­trée, l’am­pli­fi­ca­teur d’en­re­gis­tre­ment, l’am­pli­fi­ca­teur de lecture, l’am­pli­fi­ca­teur avant et après le cais­son de réverbe. Ce circuit possède aussi un circuit réjec­teur (bias trap en anglais) c’est-à-dire un couple bobine ajus­table/conden­sa­teur, qui agit un peu comme un filtre coupe-bande – en ajus­tant la bobine, on parvient à élimi­ner partiel­le­ment la fréquence du bias (60 kHz, avec une tension de 41V, d’après le construc­teur, mais on trouve souvent des varia­tions légères) qui atteint alors seule­ment la tête d’en­re­gis­tre­ment, et ne se retrouve pas ailleurs dans le circuit, et surtout pas à la sortie. Atten­tion toute­fois, là où, pour un magné­to­phone pro ou semi-pro, la présence du signal de bias en sortie est accep­table sous le plafond des 100 mV envi­ron, sur le RE-201, Roland conseille un plafond maxi­mum de 2,5 V après le circuit réjec­teur ! On n’est donc pas en présence d’un circuit très perfor­mant quant à la préser­va­tion de l’in­té­grité du signal. On y revien­dra…

• Deux petits circuits annexes : l’am­pli­fi­ca­teur du signal « dry » et du signal de la réverbe, qui envoie le tout vers l’am­pli tampon (buffer) situé à la sortie ; et sur les derniers modèles un circuit de filtrage coupe-bande, situé après l’am­pli tampon et avant la sortie, pour amélio­rer l’éli­mi­na­tion du signal de bias encore présent à la sortie (origi­nel­le­ment manquant sur l’exem­plaire présenté ici, il a été rajouté par un tech­ni­cien qui a précé­dem­ment travaillé sur l’ap­pa­reil).

Et on a fait le tour !

Il est ensuite possible de mesu­rer les perfor­mances de notre RE-201 : 

D’abord la réponse en fréquence (RF) : 

On voit ici trois courbes, géné­rées par un signal de –24 dBm sur l’en­trée instru­ment, avec un gain de 2 dB à 1 kHz (gain choisi pour son bon résul­tat en THD). La première, bleue, rela­ti­ve­ment droite, corres­pond à la RF du circuit dry, dont on voit qu’elle occa­sionne peu de perte. La seconde, bleue égale­ment, plutôt linéaire entre 70 Hz et 4 kHz, corres­pond à la RF de l’écho seul, avec l’EQ le plus plat possible. La troi­sième courbe, rouge, corres­pond au même signal, mais avec les réglages de grave et d’ai­gus boos­tés au maxi­mum (+ 15 dB à 80 Hz, +12 dB à 3 kHz).

NB : cette mesure du signal d’écho, qui a été réali­sée en analy­sant le signal de l’écho sans le signal origi­nal, est rendue possible par l’usage de l’en­trée « FROM PA » comme inter­rup­teur. En effet, celle-ci permet de couper le signal dry en sortie lorsqu’on y insère une fiche jack (par exemple un adap­ta­teur jack 3,5 mm > 6,35 mm) : on n’en­tend plus alors que l’écho.

On remarque que, si le signal sur bande n’est pas d’une grande fidé­lité, sa bande passante est très adap­tée à un signal de guitare.

La THD+N : 

Autour de 0,3 % pour le signal dry, la THD remonte à envi­ron 2 % sur la partie linéaire de la RF, et augmente forte­ment au-delà, augmen­ta­tion qui corres­pond aux impor­tantes pertes de volume sonore dans le grave et l’aigu.

Pour finir, et pour donner quelques exemples du fonc­tion­ne­ment de l’ap­pa­reil, voici quelques enre­gis­tre­ments réali­sés en sortant direc­te­ment du Space Echo dans ma carte son (Mini­Fuse 2 d’Ar­tu­ria). Ces enre­gis­tre­ments ont été réali­sés sans employer la réverbe, de façon à surtout perce­voir les résul­tats ryth­miques obte­nus en jouant grosso modo le même thème, mais avec chaque posi­tion diffé­rente sur le sélec­teur prin­ci­pal. Chaque enre­gis­tre­ment est réalisé avec la vitesse au mini­mum, et avec une seule répé­ti­tion : 

Pos1

00:0000:19

Lien

Code

• Pos100:19
• Pos200:21
• Pos300:22
• Pos400:22
• Pos800:22
• Pos1000:22
• Pos1100:24

•  Les posi­tions 1 à 3 corres­pondent chacune à une tête de lecture chaque fois plus éloi­gnée de la tête d’en­re­gis­tre­ment (tête 1, 2 puis 3)
• La posi­tion 4 corres­pond aux têtes 2 et 3 ensemble.
• 5, 6 et 7 sont omises, car il s’agit à nouveau des têtes 1, 2 puis 3, mais avec la réverbe en plus
• La posi­tion 8 corres­pond aux têtes 1 et 2 ensemble
• 9 est omise, car il s’agit de la même sélec­tion que pos. 4, mais avec la réverbe
• La posi­tion 10 corres­pond aux têtes 1 et 3 ensemble
• La posi­tion 11 corres­pond aux têtes 1, 2 et 3 ensemble

Ces sélec­tions sont illus­trées ainsi dans le manuel de main­te­nance : 

Quelques enre­gis­tre­ments en plus pour montrer certaines possi­bi­li­tés d’uti­li­sa­tion créa­tive de la machine : 

Feed­back éle­vé, vitesse éle­vée, réson­nance métal­lique

00:0000:21

Lien

Code

• Feed­back éle­vé, vitesse éle­vée, réson­nance métal­lique00:21
• Echo en ternaire00:27
• Feed­back éle­vé, vitesse moyenne, pos. 400:24
• Chan­ge­ment de vitesses, puis contrôle du feed­back01:02

Usage actuel

Qui emploie encore de telles machines, alors que des repro­duc­tions existent aussi bien sous forme de pédales que de plug-ins ?

Eh bien, pas mal de monde en vérité, étant donné que les Space Echo faisaient proba­ble­ment partie des échos à bande produits en plus grand nombre, qu’ils ont assez bien survécu aux outrages du temps, et qu’ils peuplent encore aujour­d’hui de nombreux studios. Par la simple force du nombre, et les mérites de leur longé­vité, ils sont encore présents dans le monde de la créa­tion musi­cale aujour­d’hui. Depuis une grosse dizaine d’an­nées, viennent en plus s’ajou­ter un effet de mode, et une cote très élevée…

Obtient-on en les employant quelque chose qu’au­cune simu­la­tion ne saurait géné­rer ?

Oui et non

Commençons par non : après un chan­ge­ment de tous les compo­sants fati­gués, un aligne­ment et une cali­bra­tion, un réglage du bias en fonc­tion de la bande, une repla­ni­fi­ca­tion des têtes si besoin, la lubri­fi­ca­tion du moteur, un bon nettoyage géné­ral… Un Space Echo ne devrait pas sonner très diffé­rem­ment de sa meilleure émula­tion numé­rique, surtout si celle-ci inclut une bonne simu­la­tion d’er­reur aléa­toire. Ce que la machine ajou­tera, au meilleur de sa forme, c’est surtout du souffle, ce qui n’est pas néces­sai­re­ment un avan­tage.

Alors, pourquoi aussi « oui » ? Parce qu’en vérité peu de machines sont dans cet état, et que même correc­te­ment entre­te­nues, elles ont souvent déve­loppé des « quali­tés » (que les puristes appel­le­ront des défauts) qui leur sont souvent propres, et qui font qu’elles gardent encore leur place, en complé­ment des simu­la­tions numé­riques, sur la palette sonore que certains profes­sion­nels du son souhaitent avoir à dispo­si­tion.

Demandent-ils un entre­tien parti­cu­lier ?

Oui, et cela ne faci­lite pas les choses.

En effet, les commen­taires de produit sur le Net, les forums de discus­sions spécia­li­sés dans l’au­dio sont remplis d’his­toires horri­fiques contant les décep­tions d’uti­li­sa­teurs faisant face à : la bande qui vient se coller sur les têtes, des pertes de volume, le moteur bloqué, le galet-pres­seur bloqué, un souffle insur­mon­ta­ble… Et tout cela arrive, c’est véri­dique. Car ces appa­reils demandent de l’en­tre­tien à la maison (nettoyage des têtes régu­lier, chan­ge­ment de la bande – et pas par n’im­porte quelle bande !), et le passage occa­sion­nel chez un profes­sion­nel pour une révi­sion plus profonde.

Ce qu’au­cun plug-in ne néces­site, j’en conviens. Et pour­tant, vu leur robus­tesse, on peut tabler sur une survie des Space Echo pour encore quelques décen­nies, si le soleil ne nous englou­tit pas d’ici là.

Je tiens à remer­cier Boris B. pour m’avoir auto­risé à utili­ser son appa­reil comme exemple dans cet article.