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Pédago
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Qu'est ce que la synthèse sonore ?

La synthèse sonore - 1ère partie

Si l’on en croit les archéologues et les historiens, l’être humain fait de la musique, sinon depuis toujours, tout du moins depuis qu’il est — officiellement en tous cas — doublement « sapiens ». Et tout au long de son histoire, sur toute la surface du globe, il n’a cessé de diversifier aussi bien les objectifs de la musique — qui peut être entre autres rituelle, récréative, intellectuelle, etc. — que la manière d’en produire, que ce soit déjà simplement par l’utilisation de sa voix, de son corps ou bien par le développement et la pratique d’instruments spécifiques.

Qu'est ce que la synthèse sonore ? : La synthèse sonore - 1ère partie
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Cela étant, malgré la très grande diver­sité de ces derniers, jusqu’au 20e siècle leurs prin­cipes de fonc­tion­ne­ment sont toujours restés peu ou prou les mêmes : peaux animales frap­pées, cordes frot­tées, pincées ou elles aussi frap­pées, et tubes d’os, de bois ou de métal à travers lesquels l’air souf­flé est soumis à un trajet plus ou moins complexe.

Mais le 20e siècle est celui où l’être humain a commencé à s’in­té­res­ser à la mani­pu­la­tion de la struc­ture même de son envi­ron­ne­ment – pour le pire avec la bombe atomique, et pour le meilleur avec la synthèse sonore (comment ça, je fais des raccour­cis ?) ! Il ne s’agit plus de repro­duire des sons plus ou moins prédé­fi­nis, mais carré­ment de créer des sono­ri­tés inouïes (au sens propre comme au figuré) à partir de zéro, ou bien de modi­fier la struc­ture même d’un événe­ment sonore pour en créer un autre. Inté­res­santes pers­pec­tives, non ?

Tout au long des articles de cette série, nous cher­che­rons donc à défi­nir le plus simple­ment possible ce qu’est la synthèse sonore, tout d’abord en rappe­lant de quoi le son est consti­tué et quels sont les para­mètres sur lesquels on peut agir pour le modi­fier, quels sont les éléments de base de tout synthé­ti­seur qui se respecte et quelle est leur fonc­tion, et quels sont les prin­ci­paux types de synthèse qui existent. Nous propo­se­rons égale­ment quelques petits ateliers pratiques, ainsi qu’un réca­pi­tu­la­tif histo­rique de l’évo­lu­tion de la synthèse depuis son appa­ri­tion, et une brève présen­ta­tion des instru­ments les plus emblé­ma­tiques ou les plus surpre­nants dans le domaine.

Mais tout d’abord…

La synthèse sonore, qu’est-ce que c’est? 

Pour y répondre, penchons-nous un instant sur sa cousine, la synthèse visuelle, à laquelle nous avons tous, dans notre monde où le cinéma et les jeux vidéo occupent une place de premier ordre, été confron­tés au moins une fois. Dans le cadre de cette dernière, des images sont créées ou repro­duites arti­fi­ciel­le­ment en jouant sur les bases de notre percep­tion oculaire que sont, entre autres, la forme, la matière, la couleur et la lumi­no­sité. Le but peut en être de donner l’illu­sion de la réalité la plus abso­lue, ou de tordre tota­le­ment le cou de cette dernière afin de produire les résul­tats les plus fantasques.

Synthèse sonore

La synthèse dans le domaine audio repose grosso modo sur le même postu­lat : agir sur les éléments de base de la réalité sonore afin de repro­duire ou bien dépas­ser cette même réalité.

Dans la concep­tion tradi­tion­nelle de la musique, l’élé­ment de base est la note. En synthèse audio, ce sont moins les notes — qui deviennent des évène­ments sonores comme tous les autres – qui sont impor­tantes que ce qui les consti­tue. Dans la vie courante, une note jouée sur un instru­ment, une parole pronon­cée et un moteur qui tourne sont des événe­ments très diffé­rents, qui pour­tant excitent tous notre sens de l’ouïe. Ils possèdent donc un élément consti­tu­tif qui les réunit tous, et surtout qui défi­nit leur nature. C’est sur cet élément que nous cher­chons à influer en synthèse audio.

Mais cet élément, quel est-il ?

Good Vibes

Et d’abord, c’est « kôa », le son ?

Le son peut être défini de deux manières. Il y a tout d’abord le son comme signal de notre envi­ron­ne­ment perçu par notre sens de l’ouïe, qui asso­cie la « capta­tion » méca­nique du message sonore par notre oreille et son inter­pré­ta­tion par le cerveau.  Cet aspect-là du son, aussi impor­tant soit-il, ne sera pour­tant pas celui que nous étudie­rons prin­ci­pa­le­ment tout au long de ce dossier. Non, ce qui nous inté­res­sera surtout, c’est la nature physique du son.

D’un point de vue physique, donc, le son est avant tout la créa­tion et la propa­ga­tion d’une vibra­tion. Pour se propa­ger, celle-ci a besoin d’un milieu élas­tique. Qu’est-ce qu’un milieu élas­tique ? Tout simple­ment un élément qui peut subir une défor­ma­tion et retrou­ver sa forme initiale après la pertur­ba­tion. L’air et l’eau sont des milieux élas­tiques, mais le bois, le verre, le béton (eh oui !) égale­ment. En fait n’im­porte quel élément maté­riel solide, liquide ou gazeux peut servir, plus ou moins bien, de trans­met­teur de la vibra­tion sonore. Il n’y a que dans le vide que celle-ci ne peut abso­lu­ment pas se propa­ger : l’Étoile de la Mort de Star Wars pour­rait faire explo­ser autant de planètes entières qu’elle le veut, cela se produi­rait à chaque fois dans le silence le plus absolu.

Bien, nous savons main­te­nant que le son est avant tout – roule­ments de tambours — vibra­tion ! C’est la vibra­tion, l’élé­ment de base que nous cher­chons à mani­pu­ler en synthèse sonore. Mais pour ce faire, encore faut-il pouvoir la repré­sen­ter et la quan­ti­fier.

Ondine et Ondon…

C’est là que l’onde entre en jeu.

Synthèse sonore

L’onde est la mani­fes­ta­tion physique de la propa­ga­tion d’une vibra­tion dans un milieu élas­tique. Et si le terme « onde » évoque l’eau, ce n’est pas pour rien. En effet, c’est par l’eau que les hommes ont commencé à prendre conscience de manière précise de l’exis­tence des phéno­mènes vibra­toires. D’ailleurs, l’exemple le plus souvent cité pour illus­trer la propa­ga­tion du son est celui du caillou que l’on jette dans la mare. L’im­pact du caillou dans l’eau repré­sente alors l’ins­tant d’émis­sion du son, et les vague­lettes qui se propagent de manière égale tout autour de lui sont la traduc­tion de l’onde qu’il a géné­rée. 

À noter que si l’onde se déplace, elle n’en­traîne pas en revanche de dépla­ce­ment d’objet. Il s’agit unique­ment de la vibra­tion interne des molé­cules du milieu dans lequel elle se propage. Chaque molé­cule va trans­mettre sa vibra­tion à la suivante, sans se dépla­cer elle-même ni exer­cer direc­te­ment de force motrice sur sa voisine. Par exemple, lorsque nous nous baignons dans la mer, nous suivons verti­ca­le­ment le mouve­ment ascen­dant et descen­dant des vagues – de l’onde – mais nous ne sommes pas dépla­cés hori­zon­ta­le­ment par elles.

Synthèse sonore

Une forme d’onde est repré­sen­tée la plupart du temps par un graphique en deux dimen­sions, où le temps est repré­senté sur l’axe des abscisses, et où l’axe des ordon­nées symbo­lise l’am­pli­tude de l’onde. 

Nous étudie­rons la forme d’onde plus en détail par la suite, pour mieux comprendre comment la mani­pu­ler afin de mode­ler les sons.

 

Article suivant dans la série :
Anatomie des ondes sonores →

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