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Les microphones -
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Comment
çà marche ?
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Les
microphones et les haut-parleurs marchent selon le même principe,
l'un étant juste l'inverse de l'autre.
Ce que nous entendons est juste le résultat d'ondes transportées
par l'air (imaginez des rides sur l'eau après le jet d'un caillou...).
Différentes fréquences ont des différentes tailles
d'ondes (de rides), les sons aigus sont transportés par des petites
ondes et les sons graves par des ondes plus longues.
Il y a des lunes, il fût découvert que les ondes sonores
faisait vibrer une fine feuille de métal (ou diaphragme). Si on
magnétisait ce diaphragme et on le suspendait à coté
d'un autre diaphragme magnétisé, alors, la vibration causait
des changements microscopiques de polarité entre les deux qui causaient
à leur tour des petites émissions électriques qui
variaient proportionnellement à l'intensité de la vibration.
En résumé, la création d'une capsule polarisée
permettait de convertir un son en signal électrique.
Une fois sorti d'un microphone, un signal électrique doit être
amplifié (par un préampli micro) et peut ensuite être
traité (par un compresseur, un égaliseur, etc...) puis aiguillé
par une console de mixage vers un enregistreur qui le stocke sur une bande
ou sur un disque dur ou encore vers un ampli de puissance qui va encore
plus amplifier le signal de manière à faire bouger des membranes
de haut-parleurs.
Et là, la boucle est bouclée. Les amplis de puissance sortent
des courants électriques qui transmettent une énergie électrique
variable aux aimants qui controlent le carton (ou le plastique) des membranes
des haut-parleurs. Ceci fait vibrer les membranes relativement au signal
reçu reconvertissant le signal électrique en ondes sonores.
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Types
de micros
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Il
y a 3 types principaux de microphones, dynamique, à ruban et à
condensateur :
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Les
micros dynamiques ont un petit
diaphragme attaché à une bobine qui vibre dans un champ
magnétique, çà induit une tension électrique
proportionnelle aux ondes sonores.
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Les
micros à ruban fonctionnent
selon le même principe mais avec un ruban de métal très
fin suspendu entre deux aimants; ceci fait que les micros à
rubans sont plus fragiles mais aussi plus sensibles que les micros
dynamiques.
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Les
micros à condensateur ont
un diaphragme placé très près d'une plaque qui
est chargé avec un courant à haute tension. Les vibrations
sonores changent la distance entre le diaphragme et la plaque, modifiant
la capacité du circuit ce qui produit des fluctuations de courant.
Ces variations ont la même forme que les ondes sonores qui les
ont créées.
Ces
différences font que chaque type convient particulièrement
bien à certaines tâches.
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Les
micros dynamiques sont généralement
petits, robustes et tolérants aux hautes pressions acoustiques
avec une réponse en fréquence accentuée dans
les fréquences médiums. Ceci les rend particulièrement
bien adaptés aux chanteurs puissants, aux enceintes pour
guitare électrique et aux prises d'éléments
de batteries ou de percussions (et aux premiers ministres : des
AKG D202 sont utilisés à la chambre des communes en
angleterre).
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Les
micros à ruban étaient
à l'origine lourds et fragiles, mais de nos jours, ils sont
munis de petits et puissants aimants et de solides rubans et ils
peuvent répondre à de multiples applications. Le ruban
bouge dans les 3 dimensions, ce qui donne un son détaillé
et très naturel. Leur réponse en fréquence
a une petite accentuation dans le grave et une petite atténuation
typique dans les extrêmes aigus ce qui résulte en un
son "chaud" et "rond". Ils ont également
maintenant une bien meilleure tolérance aux fortes pressions
acoustiques. Ils sont idéaux pour les prises acoustiques,
en particulier les cordes et les cuivres, les choeurs, les orgues,
ainsi que les prises d'ambiances (overhead). Ils n'ont pas besoin
d'alimentation (attention, une alim. de type phantom 48V peut même
les endommager...).
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Les
micros à condensateur
sont de loin les micros de studio les plus répandus. Ils
peuvent avoir toute sorte de forme ou de taille mais nécéssite
tous une alimentation, soit séparée et propre au micro,
soit phantom par le cable qui les relie au préampli, soit
par piles. Ils ont une bosse dans les fréquence aux alentours
de 8/12 Khz ce qui leur donne un son présent et brilliant
(ce qui les a rendu très populaires pour la prise de voix
solo). Depuis le succès des Neumann U47 et AKG C12 dans les
années 50, les micros à condensateur sont devenus
les micros de studio standard tous-usages à travers le monde.
Ils conviennent pour l'enregistrement de tous types de signaux musicaux
et si vous ne devez avoir qu'un seul micro dans votre studio (surtout
pour la voix), un micro à condensateur est le choix idéal..
Les
micros "Vintage" n'ont pas de "bonnes performances"
comparés aux micros conçus à l'age du numérique...
Dans le cas de modèles à tube, ils sont souvent encombrants
et fragiles et peuvent contenir des composants irremplaçables.
Ce qu'ils offrent, cependant, c'est une "profondeur", une
"chaleur", que les micros "plus précis",
de conception récente, n'ont pas spécialement dans le
cas de la prise de voix de près. Les tubes et les transfos dans
les micros anciens fournissent une "épaisseur" qui
ne peut pas vraiment être décrite comme "précise"
mais qui complète la voix humaine à merveille. D'où
toute cette "agitation" autour de ces vieux micros.
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La
terminologie se rapportant aux micros
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Quelques
définitions, explications et points divers à prendre en
compte :
- Axe
: Une ligne imaginaire déssinée tout droit à partir
du diaphragme d'un micro en direction du point de plus grande sensibilité.
D'où la réponse "hors-axe" qui se rapporte à
la précision d'un micro autour des bords de sa courbe de directivité.
Une bone réponse "hors-axe" est requise pour de l'enregistrement
musical effectué avec plusieurs micros de manière à
ce que, si un instrument est pris par un micro autre que celui qui lui
est assigné principalement, le son reste le même, aussi
naturel que possible. Les micros ayant une courbe de directivité
"omni", bien que sensibles aux sons arrivant de n'importe
quel angle, ont aussi un "axe" le long duquel leur réponse
est meilleur aux hautes fréquences. La plupart des micros à
condensateur avec un large diaphragme sont conçus pour prendre
le son sur le coté du micro. Tous les micros à petit diaphragme,
notament les dynamiques, sont conçus pour prendre le son au bout
du micro. Tous les micros à rubans sont conçus pour prendre
le son sur le coté du micro.
- Diaphragme
: Dans les micros à condensateurs, les diaphragmes sont généralement
ronds quoiqu'il puisse arriver qu'ils soient aussi carrés. Ils
peuvent être faits de différents matériaux dont
le Mylar (du polyester saupoudré d'or), l'acier inoxydable ou
le titanium.
- Etendue
dynamique (Dynamic Range)
: C'est la différence en décibels entre le niveau du bruit
propre d'un micro et le niveau à partir duquel une distorsion
harmonique totale de 0.5% apparaît. Cette étendue sera
toujours plus grande dans les micros à petits diaphragmes qui,
bien qu'il aient un bruit propre assez élevé, bénéficient
d'une très grande tolérance aux fortes pressions acoustiques.
- Réponse
en fréquence :
Les petits diaphragmes ont en général une meilleure réponse
aux hautes fréquences que les larges diphragmes tout simplement
parce qu'un objet petit et léger vibre naturellement mieux qu'un
objet grand et lourd. De plus, avec les sons (environ 8 Khz) dont la
longueur d'onde se rapproche des dimensions d'un grand diaphragme, celui-ci
cesse de bouger d'un mouvement d'ensemble et devient imprécis.
La capture des hautes fréquences est également plus sensible
à la forme même du micro que celle des basses fréquences.
La réponse en fréquence dépend aussi grandement
de la direction : les graves sont capté facilement quelquesoit
la direction, les aigus beaucoup moins. Les petits diaphragmes bénéficient
d'une meilleure réponse omnidirectionnelle surtout pour les hautes
fréquences.
- Alimentation
"Phantom"
: Les micros à condensateur ont besoin d'une alimentation pour
polariser leur plaque arrière. L'alimentation "phantom"
est un système qui permet de délivrer un courant électrique
à travers le cable audio du micro permettant d'éviter
une alimentation séparée. Un courant est envoyé
dans les deux conducteurs du cable à la fois, ce qui alimente
la capsule mais il s'annule en même temps lui-même de manière
à ce qu'il ne ressorte pas comme un signal audio... La tension
est souvent de 48 volts mais peut très bien se situer n'importe
où dans la zone 9 / 52 volts. La société Bruel
& Kjaer a une gamme de micros qui s'alimente avec du 130 volts !
Plus la tension est haute plus les performances en termes de bruit et
d'étendue dynamique sont bonnes...
- Courbes
de Directivité
: Il existe 3 types de courbes de directivité de base avec quelques
variations intermédiaires.
Cardioïde (unidirectionnelle) : Le micro est le plus
sensible dans une zone ressemblant à un coeur à l'avant
du micro, les sons arrivant à l'arrière étant quasiment
ignorés. Bien adapté aux voix, aux instruments solo et
aux batteries. Quelques variations existent : la courbe supercardioïde
fonctionne comme la coure cardioïde normale mais avec en plus une
petite zone de sensibilité à l'arrière; la courbe
hypercardioïde a une zone de sensibilité moins large
à l'avant mais plus large à l'arrière que la courbe
supercardioïde.
Figure 8 (bi-directionnelle) : Cette courbe se distingue
par une sensibilité à l'avant et à l'arrière
du micro mais peu de sensibilité sur les cotés. Très
bien pour 2 chanteurs qui veulent chanter face à face, pour des
ambiances générales ou pour une utilisation combinée
afin d'obtenir une image stéréo. Les micros à ruban
sont naturellement bi-directionnels.
Omni (omnidirectionnelle) : Cette courbe permet au micro d'être
sensible à tous les sons quelquesoit leur angle d'arrivée.
C'est très courament utilisé pour les enregistrements
de musique classique (en général on utilise des paires
de micros) mais çà peut être utilisé pour
à peu près tout si la séparation des sources n'est
pas le problème crucial. Les micros dont la courbe est omnidirectionnelle
sont les moins sensibles au problème de "l'effet de proximité"
qui emphase les graves des sons émis près du micro.
- Effet
de proximité :
Plus la source d'un son est proche d'un micro, plus il sonne "grave".
Ceci est particulièrement prononcé avec les micros utilisant
un technologie à "gradient de pression" et moins prononcé
dans le micros à pression et omnidirectionnels. Ce phénomène
permet à certains chanteurs de rendre leur voix plus "chaude"
(crooner) mais provoque aussi des "pops" désagréables
et involontaires (pops = pointes dans les graves lorsque des sons comme
b ou p sont prononcés).
- Bruit
"propre" (self-noise)
: Le bruit "propre" (ou intrinsèque) d'un microphone
dépend principalement de la taille de son diaphragme ainsi que
de sa rigidité. En général les petits diaphragmes
nécéssitent plus d'amplification et ont donc tendance
à avoir, en fin de compte, plus de bruit "propre".
De 6dB(A) à 14dB(A) est acceptable pour un micro à condensateurs
et à transistor.
De 17dB(A) à 23dB(A) est correct pour un micro à condensateurs
et à tube.
Bien que ces chiffres soient plus bas que les valeurs de bruit de fond
de la plupart des studios, ils sont tout de même à prendre
en considération car le bruit d'un micros tend à être
dans les hautes fréquences alors que celui d'un studio est plutôt
dans les basses fréquences.
- Sensibilité
:
Les diaphragmes larges sont en général moins rigides et
répondent donc plus facilement aux faibles vibrations de l'air
que les petits diaphragmes.
- Pression
acoustique (SPL) :
Cette unité de grandeur est exprimé en décibels
(dB) par rapport à 0 dB (silence). Le seuil de la douleur est
quelquepart juste au dessus de 130 dB. La pression se mesure en Pascals
(Pa). 1 Pa est égal à 94 dB; ce niveau est souvent utilisé
comme niveau standard de référence. Les petits diaphragmes
rigides supportent mieux les hautes pressions acoustiques que les grands
diaphragmes plutot laches. Dans les micros à condensateur, le
facteur crucial est la distance entre le diapragme et la plaque arrière
polarisée : plus la distance est grande, plus la tolérance
aux hautes pressions est bonne. 144 dB SPL est une très bonne
performance pour un micro à condensateur à large diaphragme,
155 dB de même pour un micro à petit diaphragme.
- Micros
à Pression ou à Gradient de Pression :
Les micros à "Pression" ne sont ouverts que d'un coté
et ne convertissent le son en courant que du coté exposé.
Cet arrangement n'est pas sensible à la direction du son, la
réponse est omnidirectionnelle. Le signal acoustique arrivant
sur la surface exposée sera toujours en phase.
Les micros à "Gradient de Pression" répondent
aux différences dans le son arrivant sur 2 surfaces exposées,
en général le devant et l'arrière d'un unique diaphragme
ou ruban. Cet arrangement à une directivité naturelle
de type Figure 8 et le son de chaque coté est en opposition de
phase.
La directivité de type cardioïde peut être obtenue
en combinant le résultat électrique de ces deux approches
de plusieurs manières en exploitant les différences de
phase précédemment évoquées.
Certains "vieux" micros utilisaient une bobine dynamique alliée
à un ruban pour obtenir ce résultat.
Les micros à condensateurs ont parfois un petit labyrinthe dans
lequel le son arrive, capté à l'avant du micro, et qui
l'aiguille vers le dos du diaphragme en le retardant.
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Conseils
d'utilisation.
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La
sélection et le placement des micros, quelquesoit la tâche
à effectuer, tiennent plus d'un "art" que de la stricte
rigueur scientifique mais 2 points techniques s'appliquent tout de même
à chaque fois :
Le déplacement des micros affecte directement leur niveau
de sortie : Le doublement de la distance divise le niveau par deux,
donc plus la distance est grande entre la source à capter et
un micro, plus le préampli micro devra avoir un gain approprié.
La position des micros affecte leur réponse en fréquence
: un alignement bien devant la source permet de mieux capter les hautes
fréquences, un positionnement proche de la source renforce les
basses fréquences.
Aussi bien l'alignement que la distance affectent le degré de
son réverbéré et de son hors-axe captés.
Ceci va directement modifier les résultats.
Ci-dessous quelques autres principes et lignes de conduite généraux
:
Prise
de Batterie
Avant
même l'installation de micros, accordez correctement les fûts
et posez des sourdines si besoin. La réduction des vibrations
parasites améliorera grandement le résultat en particulier
dans les fréquences graves.
Deuxièmement,
placez la batterie dans une partie adéquate de la pièce,
plus ou moins loin des murs et/ou de toute surface réfléchissante
selon le résultat envisagé, n'oubliez pas que vous enregistrez
également la pièce !
L'approche
traditionnelle, ensuite, est de placer un micro près de chaque
élément de batterie de manière à capter
le détail de ses caractéristiques et de combiner ces micros
avec d'autres qui capteront plutot une image d'ensemble de la batterie
tel qu'un auditeur placé devant l'écouterait.
Attention,
cependant, une multitude de micros n'améliore pas forcément
le son de la prise de batterie car, mal placés, ils peuvent engendrer
des problèmes de déphasage en particulier avec les micros
placés au dessus des cymbales et des toms; beaucoup de superbes
enregistrements ont été fait avec seulement 3 micros !
La
capture individuelle des fûts de batterie est dévolue classiquement
aux micros dynamiques qui sont bien adaptés aux signaux forts
et plutot médium. Les prises d'ambiance ou de dessus (overhead)
de la batterie sont plutot assignées aux micros à condensateur
ou à ruban qui donnent, respectivement, un résultat plus
brilliant et plus "rond".
Utilisation
spécifique :
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Grosse
Caisse : En général sont utilisés des micros
tels que le D12 ou D112 AKG ou le RE20 Electrovoice. Un SM57 Shure
fonctionne très bien près de la peau.
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Caisse
Claire : Le plus puissant des éléments de batterie
et le plus caractéristique. Des considérations relatives
à la place et à la pression acoustique font que le Shure
SM57 et le Beyer 201 sont des bons choix. Les micros à condensateurs
peuvent également bien fonctionner mais nécéssiteront
un atténuateur (pad) -20dB de manière à éviter
la distorsion au niveau de la capsule; les favoris sont les 451 et
414 AKG. La distance entre le micro et la peau est critique pour la
capture des hautes fréquences, plus le micro est loin, plus
de brilliance est captée mais aussi plus de "repisse"
des autres éléments. Un micro peut aussi être
disposé en-dessous d'une caisse claire de manière à
capter correctement le son de son timbre qui sera alors combiné
avec le son pointu du dessus, un KM84 Neumann ou un C451 AKG feront
parfaitement l'affaire pour ce boulot.
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Cymbales
Charleston : Pour capter cet élément n'importe quel
micro apte à bien capter la brilliance fera l'affaire. Les
choix classiques sont le Neumann KM84, le C451 et le C1000 AKG. A
noter que certaines personnes ne prennent pas cet élément
séparément. Si vous optez pour une prise rapprochée,
assurez vous que la position du signal issu du micro soit bien au
même endroit dans l'image stéréo que celui issu
de la prise générale du dessus (overhead).
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Toms
: Des micros dynamiques tels que le MD421 Sennheiser sont excellents
pour ces éléments mais beaucoup de gens utilisent aussi
des Neumann U87, des C451 et des C414 AKG. Notez que ce sont les micros
qui ont le plus de chance d'être heurtés quand la batterie
est jouée et ils devront donc être placé de manière
à ne pas géner le batteur.
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Prises
du dessus (Overheads) : En général des micros à
condensateur tels que le Neumann U87 ou C414 AKG sont utilisés
mais aussi parfois une paire de micros à ruban tels que les
4038 Coles ou R121 Royer. Les cymbales 'ride' peuvent être facilement
"noyés" dans l'image stéréo d'un kit
de batterie et peuvent avoir besoin d'un micro rapproché, un
C451 AKG est parfait pour çà.
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Ambiance
: Pas de règle pour le placement, l'expérimentation
est la seule loi qui règne en ce domaine. Placez 2 micros près
l'un de l'autre, à une distance d'une tête, ou en haut
de 2 coins de la pièce. Utilisez des micros à directivité
omni ou figure 8. Essayez de les mettre loin du kit de batterie. Vous
pouvez utiliser n'importe quel bonne paire de micros à condensateurs
comme les Schoeps CMC, les U47 Fet, les Bruel & Kjier 4006/4007
ou de micros à ruban comme les Coles 4038 et les Royer mono
ou stéréo.
Guitares
Vaste
sujet, hautement subjectif ! N'importe quoi pourrait coller, faîtes
de nombreux essais jusqu'à ce que vous obteniez le son que vous
aimez.
- Acoustique
: Un micro placé près de la guitare augmentera les graves,
un micro placé plus loin capturera l'instrument dans son ensemble
tel qu'un auditeur l'écouterait normalement. Essayez plutot des
positions autres que devant la rosace, ce qui a pour effet de donner
des résultats plutot "empâtés" - bien
qu'une combinaison de 2 micros : rosace + manche puisse être bonne
donnant du corps et du détail au son. Pour prendre le son tel
que le guitariste l'entend mettez un micro au dessus de ses épaules.
Comme toujours, les micros dynamiques rendront un son plus médium,
un micro à condensateur un son plus brilliant et un mlcro à
ruban un son plus "rond".
- Electrique
: Pour des gros sons saturés, une combinaison est (en général)
recommandée : Un micro à condensateur stéréo
(ou une paire) à distance couplé à un dynamique
près de l'enceinte fonctionne bien. Dans certains cas, un bon
micro à ruban (style 4038 Coles, R-121 Royer ou M130 Beyer) placé
devant l'enceinte pourra être tout ce dont vous aurez besoin.
Si vous sentez que le son manque de "profondeur", placez un
micro au-dessus de l'enceinte et vous obtiendrez un signal grave clair
qui pourra être mixé avec le reste. Si vous sentez que
le son est trop "fin", essayez un Shure SM57 juste devant
l'enceinte couplé à un M421 Sennheiser placé un
peu plus loin. En résumé, à peu près toutes
les méthodes peuvent marcher, çà dépend
du contexte. "Smoke on the Water" de Deep Purple a été
enregistré dans un couloir d'hotel et le solo de "Hi Ho
Silver Lining" est réputé avoir été
enregistré avec un ampli de guitare placé dans un compartiment
avec un micro placé en dehors...
Voix
Deux
écoles de pensée sont en lice (dont la première largement
adoptée) :
- Prise
avec micro à condensateur
(placé à 20/25 cm de la source). Ceci a fait l'affaire
pour beaucoup de chanteur de Frank Sinatra en passant par John Lennon
jusqu'à Robbie Williams.
- Prise
avec micro dynamique style Shure SM58. Utilisé, par exemple,
par Mick Jagger sur tout les enregistrements classiques des Rolling
Stones.
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