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| Clin d'oeil |
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» Après leur période
de gloire dans les années 1970-80, les synthés
analogiques sont tombés en désuétude.
Ils sont maintenant de retour et sont les instruments principaux
utilisés en musique techno !
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| Prochainement |
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» Un didacticiel complet
de la synthèse analogique, illustré avec le Clavia Nordlead
II
» Tout sur la synthèse
FM
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| » La
synthèse |
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On entend par "synthétiseur" tout module qui synthétise
le son, c'est-à-dire que le son est généré de manière algorithmique,
à partir de zéro. A l'opposé, on trouve des échantillonneurs
(samplers) qui utilisent des échantillons de sons d'autres instruments
en général, voire même des sons qui n'ont pas a priori une vocation
musicale. Nous nous intéressons ici uniquement à
la synthèse. Suite aux nombreuses demandes que j'ai reçues,
un article sur l'échantillonnage est en préparation.
Il existe plusieurs types de synthétiseurs que l'on distingue souvent
par la méthode employée pour générer le son. On trouve en vrac (et
un peu à la louche...) :
- La synthèse analogique, la plus ancienne ;
- La synthèse FM (numérique) ;
- La synthèse vectorielle ;
- La modélisation physique ;
- Les synthèses combinées.
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| » La
synthèse analogique |
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| Aperçu |
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C'est la plus ancienne forme de synthèse, mais
aussi la plus populaire. Rebutant au premier abord, ce modèle
est pourtant très simple et particulièrement expressif
quand on en a saisi les principes de base.
La programmation de tels engins est particulièrement
spectaculaire - il y a souvent plus de cinquante potentiomètres
et des voyants partout - mais suit une logique implacable. Les
synthés analogiques sont comme les pianos : quand on sait jouer
sur l'un d'entre eux, on sait jouer sur tous les autres, bien
qu'ils soient tous différents.
Chronologiquement, les premiers modèles étaient
modulaires : les différents modules étaient des unités
séparées et on les reliait à l'aide de câbles. On disposait ainsi
de modules "oscillateurs", de modules "filtres" et beaucoup d'autres.
Le câblage entièrement manuel autorise une grande liberté dans
les combinaisons, ce qui permet de créer des sons inhabituels.
Les premiers synthés de ce type étaient énormes, à l'image de
l'ARP-2500 qui fait une apparition remarquée dans le film Close
encounter of the third kind (Rencontre du troisième type
- mais si ! c'est l'énorme machin qui fait la musique pour
communiquer avec les extra-terrestres !). Même après une
(relative !) miniaturisation, la manipulation de tels engins reste
cependant fastidieuse ce qui explique leur quasi-disparition aujourd'hui
On peut citer dans cette catégorie l'ARP-2600 (évolution du 2500),
instrument de prédilection de Jean-Michel Jarre.
Par la suite, les instruments étaient précablés
avec des choix raisonnables et tout de même encore largement paramétrables,
en restant dans un format compact et transportable. C'est ce qui
fit la fortune de Bob Moog avec le désormais mythique MiniMoog
au son de basse inimitable, très apprécié
de Jamiroquai.
Même avec cette simplification, les performances
live avec un analogique de la première heure sont infernales.
Reprogrammer l'intégralité des paramètres à chaque changement
de son est un véritable défi contre la montre, et les nombreuses
reprogrammations en cours de jeu tournent rapidement au cauchemar.
La solution ? Le synthé à mémoire, par exemple le MemoryMoog.
Une mémoire retient la position de chaque potentiomètre pour un
son donné. Les puristes crient au scandale (les mémoires sont
numériques et entravent la "pureté" de l'analogique), ceux qui
aiment utiliser beaucoup de sons différents applaudissent. Puisqu'il
n'y a pas de moteurs dans les potentiomètres, lorsque l'on rappelle
le contenu d'une mémoire, ils n'affichent plus la valeur réelle
du paramètre, ce qui complique un peu la tâche et aura le don
de dérouter encore un peu plus le novice.
La synthèse analogique crée des sons de nappes
saisissants, denses et imposants. C'est particulièrement le cas
de la légendaire série Prophet de Sequential Circuits,
malgré ses défauts congénitaux dus au principe même de la synthèse
analogique : l'accordage est inexact et a besoin d'être
refait plusieurs fois dans l'heure qui suit la mise sous tension,
pendant que l'instrument chauffe. Un défaut qui peut être
un avantage quand on cherche justement un "gros grain" irrégulier.
Une autre spécialité des analogiques est la basse, chaude
et vivante. C'est le fameux "gros son", qualité tant recherchée.
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| Principe de la synthèse analogique |
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La synthèse analogique repose sur des concepts
d'une simplicité redoutable, ce qui ne l'empêche pas d'être d'une
remarquable expressivité. Il suffit de très peu d'apprentissage
pour que son maniement devienne intuitif - on ne se préoccupe
pas de ce qui se passe physiquement, on sait instinctivement qu'en
tournant tel bouton, le son sera modifié de telle façon - question
d'entrainement !
Le son de base est généré par un ou plusieurs
oscillateurs qui fournissent des formes d'ondes primitives : sinusoide
(sine), dent de scie (saw), triangulaire (triangle), carré (square)
et bruit blanc (noise).
Certains synthés se contentent d'un seul oscillateur,
d'autres vont jusque 3 ou même plus. 2 est le standard. Ils sont
mixés, avec une balance ajustable, puis le résultat est envoyé
à un filtre.
Le filtre, de type passe-bas en général - les
fréquence hautes sont coupées -, est l'élément le plus important
du synthétiseur et lui donne sa véritable personnalité. La fréquence
de coupure est ajustable (cutoff) tout comme la résonnance (Q)
qui a pour effet de donner un son plus "acide". Le filtre a parfois
une pente réglable (12dB/octave, 24dB/octave). Il existe aussi
des filtres passe-haut, passe-bande, réjecteur (notch)...
La dernière étape est le passage dans une enveloppe,
qui va donner la forme de l'évolution du volume du son. C'est
ce qui donne un début et une fin progressifs au son. Elle comporte
plusieurs étape, son déroulement est déclenché à chaque appui
sur une touche.
En général, les enveloppes sont du type ADSR : Attack, Decay,
Sustain, Release (attaque, chute, maintien, relachement), ou AHDSR
(H = Hold) qui rajoute un pallier. Les enveloppes sont présentent
partout et peuvent être appliquées à la fréquence de coupure du
filtre, à une autre modulation en début de son avec une enveloppe
simplifiée ASR (par exemple FM, vibrato... pour donner une attaque
plus vivante).
Pratiquement chaque paramètre peut être modulé
par un oscillateur basse fréquence (dit LFO) réglable dans tous
les sens. Le sons obtenu est ainsi moins monotone, certains diraient
même plus réaliste... On peut réussir a créer des son très "naturels",
mais ne ressemblant en aucun cas à un instrument existant.
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| » La
synthèse FM |
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| Aperçu |
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Au début des années 80 l'industrie du synthétiseur
commençait à s'essouffler. Certains étaient ravis avec la seule
synthèse analogique, d'autres la trouvaient sérieusement limitée.
John Chowning, de l'université de Stanford, avait développé
un nouveau modèle de synthèse basé sur la
modulation de fréquence, dite synthèse FM (pour
Frequency Modulation). Yamaha a utilisé cette technologie
révolutionnaire dans le DX-1, prototype hors de
prix à la diffusion ultra-confidentielle, mais résolument génial
(et pesant la bagatelle de 50 kg...).
En 1983, Yamaha dévoila le DX-7 qui balaya
tout sur son passage. Vendu à 160.000 exemplaires, leader
incontesté pendant plusieurs années, ce synthé mettait enfin à
la disposition du grand public tous les concepts du prototype.
Il apportait des sons nouveaux, complètement différents des sons
analogiques, un design innovant, un clavier avec vélocité
qui est resté une référence, le tout dans un encombrement et un
poids minimalistes. Il marque véritablement le début de l'ère
des synthés numériques.
Devant ce succés, Yamaha mit de la FM un peu partout,
en particulier dans la célèbre puce OPL-3 qui prête sa
voix à la carte son Sound Blaster équipant des millions
d'ordinateurs dans le monde.
Il ne faut pas espérer créer des sons ressemblant
à quelque chose de connu avec la FM. Les pianos manquent de vie
et de brillance, les cordes tenues sont pitoyables et les cuivres
sont nasillards... Le tout a une sonorité encore bien plus artificielle
que l'analogique.
Mais si l'on souhaite faire des sons très dynamiques, "piqués",
ou des effets qui ne noient pas le reste, la FM est parfaite.
Elle l'est également si l'on cherche des "leads" déchirants aux
consonnances synthétiques, avec un spectre riche et complexe,
ou encore des sons de cloches saisissants.
Certains des successeurs du DX-7 combinaient
les techniques d'échantillonnage à la synthèse FM comme le SY-77
pour obtenir des sons inédits et une puissance exceptionnelle,
mais de plus en plus difficilement maitrisable.
Très peu de constructeurs se sont risqués dans
la synthèse FM, domaine réservé de Yamaha. Le succès ne s'est
d'ailleurs pas tant prolongé. On croyait que la FM allait enterrer
l'analogique, mais finalement la FM a pratiquement disparu de
nos jours ; beaucoup trop difficile à programmer selon
beaucoup d'utilisateurs ! Après une quasi-disparition vers
la fin des années 90, la FM fait un timide retour avec
le Yamaha DX-200 et le Native Instrument FM7 depuis
2001, pour finalement occuper un marché de niche, pour
quelques passionnés initiés.
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| Principe de la FM |
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Le principe de base est encore plus simple que
pour l'analogique. La brique de départ est appelée "opérateur".
C'est un oscillateur avec en entrée la fréquence, et en sortie,
un signal audio. Il peut y avoir plusieurs entrées, elles sont
alors aditionnées. Les formes d'ondes sont les sinusoïdes et dérivées
(valeur absolue de sinusoïde, sinusoïde tronquée à 1/2 ou 1/4
de période...). La grande nouveauté, c'est que les opérateurs
sont chainés sur plusieurs étages, c'est-à-dire qu'un oscillateur
va moduler la fréquence de l'oscillateur suivant (d'où le nom
de modulation de fréquence !) pour le transformer totalement.
Avec 2 étages, le résultat est prévisible avec
un peu d'entrainement. Passé 3 étages, le résultat est totalement
imprévisible et mieux vaut essayer différentes combinaisons et
retenir les sons intéressants, plutôt que de démarrer avec une
idée précise en tête !
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| » La
synthèse vectorielle |
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| Aperçu |
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Apparu sur la série SY de Yamaha (après
le malheureux Prophet VS qui n'a pas réussi à sauver Sequential
Circuits de la faillite...), ce type de synthèse est en fait
une extension de n'importe quel autre.
On programme 4 sons que l'on dispose aux 4 coins
d'un carré (ou d'un diamant dans le cas du Prophet VS)
dans lequel se trouve un Joystick pour contrôler le mixage.
Le son a ainsi une évolution temporelle bien plus riche qu'avec
les simples LFO de la synthèse analogique. Les déplacements peuvent
être programmés et mémorisés.
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| » Modélisation
physique |
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| Aperçu |
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Tous les modèles précédents sont très expressifs
une fois que l'on en a compris le principe. La modélisation physique
se propose d'être intuitive pour n'importe quel musicien.
Pour atteindre ce but ambitieux, on se rapproche des instruments
acoustiques. Les sons sont synthétiques, mais on manipule des
paramètres tels que la largeur du pavillon, la tension de l'archet
et des cordes... Le Korg Trinity réussit une mise en oeuvre
convaincante de ce modèle loin d'être évident à implémenter.
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| Modélisation analogique |
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En poussant le principe un peu plus loin, on modélise
les synthés analogiques qui, après tout, ne sont que des instruments
comme les autres. Les ingénieurs de Clavia sont les premiers
à tenter le pari. Le résultat, le Nordlead est saisissant
de vérité. Le son est particulièrement réaliste, toute la chaleur
de l'analogique est là, sans les inconvénients (souffle, désacordage,
fragilité...). Un grand synthé analogique dont le coeur est constitué
de... 5 Motorola DSP 56002, processeurs on ne peut
plus numériques !
Ils seront rapidement imités par Roland
avec le JP-8000 reprenant fièrement le flambeau de la lignée
Jupiter, Yamaha avec l'AN-1x, Access
et son désormais célèbre Virus ou encore le monstrueux
Waldorf Q.
Clavia récidive avec le Nordlead II
reprenant le principe de son ainé, avec encore plus de paramètres,
et le Nord Modular qui ressucite les modulaires, sauf que
le câblage se fait sur un écran d'ordinateur, la synthèse étant
toujours réalisée par un synthétiseur séparé. Voir a cette effet
la section "logiciels".
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| » Les
synthèses combinées |
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| Aperçu |
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Pourquoi vouloir cloisonner ? En effet, générer
des sons à partir d'échantillons ou de synthèse
FM puis les traiter avec un filtre analogique avec modulation
vectorielle est tout à fait envisageable. Des combinaisons
de ce genres sont devenues courantes de nos jours, pour atteindre
le summum dans le Kurzweil K2000 à la synthèse
V.A.S.T. ou le monstrueux Korg Prophecy à la synthèse
MOSS combinant pratiquement tout ce qui existe. Les possibilités
sont immenses, tout comme la complexité de la prise en main et
le prix...
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