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Enregistrement stéréo avec un couple de micros – Partie I

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couple de Microphones

Enregistrement Stéréo avec un couple de microphones

Partie I

Audio
Stéréo
Couple de microphones
Mike Williams

Introduction

Michael Williams
Michael Williams source AES

Cette série d’articles repose entièrement sur les travaux de recherche et les publications de Michael Williams.

Ses travaux ont apporté un éclairage décisif sur les questions de prise de son en stéréophonie et en multicanal. Ses publications ont été révolutionnaires pour beaucoup d’entre nous, car elle nous ont fait passer de la méthode du pifomètre à des méthodes rationnelles, scientifiquement éprouvées, démontrées, fiables et reproductibles. Ses publications ont également fait table rase de nombreuses idées reçues et erronées sur la prise de son et sa reproduction.

Nous sommes nombreux à admirer son travail et à lui être très reconnaissants.

Ses publications sont souvent en anglais et d’une approche très scientifique; elles sont donc difficiles à appréhender pour les musiciens (parfois peu formés à la mathématique et à la physique) que nous sommes. 

Cette série d’article a pour but de permettre à des non-scientifiques de profiter des résultats de ses recherches. Pour les plus scientifique d’entre nous, vous trouverez dans la zone Webographie tous les liens nécessaires pour vous référer aux publications originales.

Préalables conseillés

Il sera sans doute utile pour lecteur de cet article de se pencher sur deux pages de ce site :
Initiation au fonctionnement de l’audition
La technologie des microphones
L’article sur la réverbération apportera aussi des éléments de compréhension.

Le son stéréophonique

Le son stéréophonique repose sur le fait que l’auditeur dispose de deux oreilles et d’un cerveau.

L’impression de localisation

Sur le plan de la perception auditive spatiale, on sait que notre cerveau analyse les différences entre ce qui parvient à nos deux oreilles selon les trois principes suivants (pour faire simple) :

  • différence de temps : en raison de la taille de notre tête et des 17cm qui séparent nos oreilles, si la source sonore n’est pas à équidistance des oreilles, elle parvient à chacune de nos oreilles avec un décalage de temps.
  •  différence d’intensité : les sons parviennent affaiblis de manières différentes en fonction de la distance avec chacune nos oreilles.
  • différence de spectre : en raison de la nature des pavillons d’oreilles, des filtrages et réflexions liées au visage, au nez, au buste etc., le timbre (ou spectre) reçu par chacune de nos oreilles est suffisamment différent pour permettre au cerveau d’effectuer une analyse fine de la localisation sur le plan horizontal et également sur le plan vertical et de plus,  différencier si le son provient de l’avant ou de l’arrière.

Partiellement source : Multiphonie Masse spatiale : Jean-Marc Duchenne

L’être humain confirme parfois son évaluation par de micros mouvements de la tête (à défaut de pouvoir orienter ses pavillons d’oreilles come les félins)…

Chat oreilles qui bougent

 

En regardant l’exposé sur l’audition humaine, vous pourrez aller plus loin dans la compréhension de ces phénomènes.

L’ouïe précède la vue
Malgré l’incroyable perfectionnement du sens de la vue chez l’être humain, l’ouïe dispose d’un atout supérieur car elle assure une perception en trois dimensions alors que la vue ne perçoit que dans le champ visuel qui est limité en largeur et hauteur. L’ouïe, malgré ses deux seuls capteurs, permet la perception dans toutes les dimensions (direction exacte – devant et derrière – hauteur – dessus, dessous -). Le cerveau assure en effet à l’aide de l’analyse des réflexions perçues ce décodage exact. L’homme primitif avait en effet besoin de ce sens pour percevoir l’arrivée d’un prédateur et tourner son regard rapidement dans la direction du bruit menaçant et y réagir.
Le petit enfant consacre une grande partie de son temps et de son énergie à étalonner ces deux sens l’un par rapport à l’autre. C’est la raison pour laquelle la chute de la cuillère sur le carrelage de la cuisine, le jet et la chute des jouets sonores en tous genres est une étape essentielle du développement sensoriel de l’enfant (et de la patience de ses parents  😏 !!).
Une fois ce système étalonné, l’être humain dispose d’une compétence inouïe dans ce domaine. Les yeux bandés, chacun d’entre nous est capable de reconnaître à l’oreille le lieu dans lequel il se trouve. Par exemple, la cuisine toute carrelée, sonne très différemment du salon avec ses tentures en velours (le bon goût n’y est pour rien). C’est ainsi que les mélomanes reconnaissent les salles de concerts différentes de leurs disques favoris avec une grande facilité.

Naissance de la stéréophonie

Theatrophone_-_Clement_Ader_1881
Clément Ader (1841-1926) - Th du Moncel, Le téléphone, Librarie Hachette. Found at A. Lange's Histoire de la télévision - domaine public - Wikipedia

1881 :

première expérience d’utilisation de deux canaux

Le Théatrophone de Clément Ader

Clément Ader a fait la démonstration du premier système audio à deux canaux à Paris en 1881, avec une série d’émetteurs téléphoniques connectés de la scène de l’Opéra de Paris à une suite de salles du Salon de l’électricité de Paris, où les auditeurs pouvaient entendre une transmission en direct de performances à travers de récepteurs pour chaque oreille.
Scientific American l’a rapporté :

«Quiconque a eu la chance d’entendre les téléphones du Palais de l’Industrie a remarqué qu’en écoutant les deux oreilles sur les deux téléphones, le son prend un caractère particulier de relief et de localisation qu’un seul récepteur ne peut produire. Ce phénomène est très curieux, il se rapproche de la théorie de l’audition binauriculaire, et n’a jamais été appliqué, croyons-nous, auparavant pour produire cette illusion remarquable à laquelle on peut presque donner le nom de perspective auditive. « 

« Le Téléphone à l’Opéra de Paris » , Scientific American , 31 décembre 1881, pages 422–23.  Wikipedia

La technologie stéréophonique moderne a été inventée dans les années 1930 par l’ingénieur britannique Alan Blumlein chez EMI , qui a breveté des enregistrements stéréo.

Écouter et évaluer la stéréophonie

Nous utiliserons un système d’enceintes disposées à 30° comme le veut la norme la plus couramment admise et jamais le casque.

Le casque ne permet pas d’évaluer le résultat stéréophonique.
Dans le cas de l’écoute au casque, il n’y a pas perception par chaque oreille des deux sources sonores.
Des outils spécifiques et coûteux existent pour simuler l’écoute d’enceintes au casque.

dispositif enceintes à 30°
(Source : Michael Williams) dispositif enceintes à 30°

Stéréophonie versus Monophonie dirigée

L’usage d’une source unique proportionnellement attribuée (avec le bouton panoramique d’une console) à deux canaux de diffusion ne permet pas de produire un effet stéréophonique. L’image auditive constituée par le cerveau est alors sous forme ponctuelle, sans impression de profondeur et non sous forme de champ continu.
L’absence de décalage temporel entre les objets sonores produit par les enceintes explique (en partie) cela.

Une idée reçue à corriger

Une image de la source sonore  originale n’est pas reconstituée entre les deux enceintes par interférence entre les deux sources sonores.

C’est le cerveau qui (re)constitue une scène à partir des informations qui sont fournies aux deux oreilles.

Dans cet article 📍