Le son
Définition
Le son est une vibration mécanique d’un milieu, généralement l’air, qui se propage sous forme d’ondes. Ces vibrations sont perçues par l’oreille humaine lorsqu’elles sont comprises entre environ 20 Hz et 20 000 Hz.
La propagation du son
Le son se propage à travers un milieu matériel, qu’il soit solide, liquide ou gazeux. Dans le vide, il ne peut pas se propager car il n’y a pas de particules pour transmettre les vibrations. La vitesse du son dépend du milieu : elle est plus rapide dans les solides, moyenne dans les liquides et plus lente dans les gaz.
Caractéristiques du son
- Fréquence : elle détermine la hauteur du son (grave ou aigu).
- Amplitude : elle influence le volume sonore.
- Timbre : il permet de différencier deux sons de même fréquence et amplitude produits par des sources différentes.
Utilisation et perception
Le son est utilisé dans de nombreux domaines : musique, communication, médecine (échographie), industrie, etc. Sa perception varie selon l’environnement, la santé auditive et l’âge de l’individu.
La saturation
Définition
La saturation sonore est un phénomène qui se produit lorsque l’intensité d’un signal audio dépasse la capacité maximale qu’un système peut gérer. Cela entraîne une altération du signal original, souvent perçue comme une distorsion du son.
Origine
Lorsqu’un signal audio est trop fort, il dépasse la plage dynamique que peuvent traiter les équipements comme les amplificateurs, les interfaces audio ou les haut-parleurs. Le sommet de l’onde sonore est alors « coupé », ce qui modifie la forme du signal et génère des harmoniques supplémentaires, produisant un son plus agressif ou déformé.
Types de saturation
- Saturation analogique : se produit dans les appareils physiques comme les bandes magnétiques ou les lampes à vide. Elle est souvent recherchée pour la chaleur et la richesse qu’elle apporte au son.
- Saturation numérique : se produit dans les systèmes numériques lorsque le signal dépasse 0 dBFS. Elle est généralement plus abrupte et moins agréable à l’oreille si elle n’est pas contrôlée.
Utilisation en musique
La saturation n’est pas toujours un défaut. Elle est utilisée de manière artistique, en particulier dans les styles musicaux comme le rock, le métal, l’électro ou le hip-hop. Les guitaristes utilisent des pédales de distorsion ou d’overdrive pour générer des sons saturés, tandis que les producteurs ajoutent de la saturation numérique ou analogique pour donner du caractère à un enregistrement.
Contrôle de la saturation
Pour éviter une saturation non désirée, on utilise des outils comme les compresseurs, les limiteurs ou les atténuateurs. Ces dispositifs permettent de garder le signal audio dans une plage acceptable sans perte de qualité.
La digitalisation
Définition
La digitalisation du son est le processus qui consiste à convertir un signal sonore analogique, continu dans le temps, en un signal numérique, composé de données binaires compréhensibles par les ordinateurs. Cela permet de stocker, modifier, transmettre et reproduire le son à l’aide de dispositifs numériques.
Les étapes de la digitalisation
- Échantillonnage : le signal analogique est mesuré à intervalles réguliers. Chaque mesure correspond à un échantillon. La fréquence d’échantillonnage (en Hz) détermine combien d’échantillons sont pris par seconde. Par exemple, 44 100 Hz signifie 44 100 échantillons par seconde.
- Quantification : chaque échantillon est ensuite converti en une valeur numérique parmi un ensemble fini de niveaux. Plus il y a de niveaux (résolution en bits), plus la représentation du son est précise.
- Codage : les valeurs obtenues sont ensuite codées en binaire pour être traitées ou stockées par un système informatique.
Paramètres importants
- Fréquence d’échantillonnage : plus elle est élevée, plus le son numérisé sera proche de l’original. Elle doit être au moins deux fois supérieure à la fréquence maximale du signal selon le théorème de Nyquist.
- Résolution (ou profondeur de bits) : elle détermine la précision avec laquelle l’amplitude du signal est mesurée. Une résolution de 16 bits est courante pour la musique (comme sur un CD audio), tandis que le 24 bits est utilisé en studio professionnel.
Avantages
La digitalisation permet un stockage compact, une reproduction fidèle, une transmission sans perte et une grande souplesse pour le traitement du son (montage, effets, compression, etc.). Elle est aujourd’hui au cœur de la musique numérique, de la téléphonie, du streaming et du cinéma.
Formats numériques courants
Parmi les formats audio numériques, on retrouve le WAV et l’AIFF (sans compression), le MP3, AAC ou OGG (compressés avec pertes), et le FLAC (compressé sans perte). Chacun répond à des besoins différents en termes de qualité et de taille de fichier.
Les mélodies
Définition
Une mélodie est une suite de sons ou de notes organisés dans le temps selon un certain rythme et une certaine hauteur. C’est l’un des éléments fondamentaux de la musique, souvent ce que l’on retient ou fredonne le plus facilement dans un morceau.
Caractéristiques
- Hauteur : chaque note a une hauteur spécifique qui détermine si elle est grave ou aiguë.
- Rythme : la durée et la succession des notes donnent un rythme à la mélodie.
- Direction mélodique : la mélodie peut monter, descendre ou rester stable, créant une ligne musicale reconnaissable.
- Motifs : une mélodie peut contenir des motifs répétés ou variés qui construisent sa structure.
Rôle de la mélodie
La mélodie est souvent l’élément central d’une œuvre musicale. Elle peut être chantée ou jouée par un instrument et est généralement accompagnée par des harmonies ou des accords. Dans certains genres, comme la musique classique ou le jazz, la mélodie peut évoluer et se transformer au fil du morceau.