Synthèse sonore et synthétiseurs (2)

Parmi les procédés qui donnent vie aux instruments électroniques, la synthèse additive est la moins courante. Elle reprend le principe du français Charles Fourier qui énonce que tout son complexe est composé d’harmoniques simples, dont les fréquences sont des multiples entiers de la fréquence la plus grave. Techniquement, ce procédé consiste à “ enrichir ” une forme d’onde primaire en la multipliant plusieurs fois par l’ajout d’oscillateurs, jusqu’à obtenir une forme d’onde complexe. C’est le cas du synthétiseur KAWAI K5 (et de sa version expandeur K5ms), un appareil regroupant notamment 126 harmoniques programmables (dont un sera réservé pour créer la fondamentale). La firme Kurzweil a également fabriqué un clavier fonctionnant sur le même principe : le K 150-FS. Selon ses utilisateurs, une véritable “ usine à gaz ” nécessitant (presque systématiquement) l’utilisation d’un ordinateur (Apple II et Mac) pour le réglage de tous ses paramètres : pour commencer, 240 oscillateurs indépendants comprenant 256 phases d’enveloppe d’amplitude chacun. De toutes évidences, une richesse sonore à exploiter au prix cependant d’une mémoire vive trop restreinte semble t-il : 5 mega de RAM en mémoire vive pour un (bon) piano.

La synthèse FM (modulation de fréquence) est également réputée pour sa complexité. Mais on retiendra surtout l’instrument qui l’a rendue célèbre, le synthétiseur Yamaha DX7 dont les “ petits enfants ” sonorisent toujours nos ordinateurs (OPL2, 3 et 4). Le domaine de la diffusion radiophonique utilise ce même procédé : la fréquence d’une onde (la porteuse) varie en fonction d’une autre onde (le modulateur) et le signal ainsi modulé part de l’antenne émettrice jusqu’à votre antenne radio. Evidemment, en musique, les fréquences utilisées sont celles que l’oreille distingue (20 Hz à 22 kHz) et puisque nous parlons musique, revenons au DX7 et à son principe de fonctionnement. Sa “ matière première ” se nomme “ l’opérateur ”. Ce dernier peut être soit défini comme la porteuse ou le modulateur. La combinaison de deux opérateurs (un minimum pour créer un son ! ) peut se faire en chaîne (l’un module l’autre) ou en parallèle (il en résulte alors une onde sinusoïdale “ pure ”), chacun d’entre eux possédant ses propres réglages de hauteur, d’amplitude et d’enveloppe. Le DX7 regroupe six opérateurs agencés différemment entre eux sous la forme de 32 combinaisons appelées algorithmes. Ainsi que nous le mentionnions plus haut, les cartes son standards incluent des générateurs FM regroupant de deux à quatre opérateurs, en plus d’une éventuelle table d’échantillons.

La synthèse sonore la plus répandue est la synthèse soustractive. Le but du jeu consiste à partir d’une onde sonore riche en harmonique, tels que la “ dent de scie ”, “ carré ”, “ triangle ”… et de la filtrer. Nous en détaillons le fonctionnement dans les précédents numéros de Studio Multimédia. Associer cette technique de génération sonore à une poignée de synthétiseurs serait chose difficile. Citons quand même de grands noms tels que Moog (Odyssey), Roland (Jupiter et Juno) et Korg (MS 10 et 20), dont les “ anciens ” synthétiseurs connaissent actuellement une nouvelle jeunesse due aux divers mouvements technos.

La recherche dans le domaine de la synthèse sonore débouche également sur des procédés utilisés par quelques rares instruments à série limité ou encore au stade de prototypes. C’est le cas du VL1 de Yamaha (1994), le premier synthétiseur capable de modéliser les instruments, c’est à dire calculer en temps réel et en permanence les paramètres physiques de tous types d’instruments acoustiques. Bien avant, le clavier de la société PPG utilisait comme source l’échantillonnage numérique de sons (la table d’ondes) Le principe fut repris notamment par Korg et son Wavestation qui y associa une synthèse “ vectorielle ” (sorte de mixage sonore en temps réel). Dans un autre registre, citons également la gamme CZ de Casio, employant la synthèse par distorsion de phase qui permettait la production de formes d’ondes plus complexes que les classiques “ carrés ” et “ triangle ”. Enfin terminons par la technique du morphing de E-Mu système (qui équipe également certaines cartes sons)

Notre sélection de logiciels de synthèse sonore

Laurent HAVETTE pour Studio Multimédia