MMAO PERSAN
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ANNEXE · SCIENCES DU SON

De l’air
au signal

Une vibration devient une variation de pression, puis une tension électrique. À la sortie, le haut-parleur effectue le trajet inverse.

SUIVRE UNE VIBRATION

La grandeur change, l’information demeure

Choisis une étape. Le mot « signal » désigne ici une variation porteuse d’information ; sa réalité physique n’est pas la même partout.

01 · MÉCANIQUE

Une source vibre

Une corde, une peau, une anche ou les cordes vocales effectuent un mouvement autour de leur position de repos. Ce mouvement pousse et tire l’air voisin.

Grandeur : déplacement

DOMAINE ACOUSTIQUE

Le son dans l’air

Dans l’air, une onde sonore est une propagation de petites variations de pression. Les molécules oscillent localement : elles ne partent pas toutes de l’instrument jusqu’à l’oreille.

Longueur d’onde
3,43 m
Période
10,0 ms

Modèle ralenti : la fenêtre montre 3 mètres d’air à l’échelle ; la fréquence règle l’espacement des compressions, pas la vitesse de l’animation. Le déplacement des particules est très exagéré pour être visible, et la courbe de pression est mise à l’échelle. Les particules repères sont des particules comme les autres, simplement colorées : suis-en une, elle ne fait qu’aller et venir autour de sa position. C’est la zone comprimée qui avance, pas l’air. Dans l’air à 20 °C, le son se propage à environ 343 m/s, quelle que soit sa fréquence.

p

Pression

La pression atmosphérique sert d’état de repos. Le son ajoute de très petites surpressions et dépressions, mesurables en pascals (Pa).

→

Propagation

De proche en proche, chaque zone d’air agit sur la suivante. L’onde transporte de l’énergie et de l’information.

↔︎

Onde longitudinale

Dans l’air, le déplacement local des particules s’effectue globalement dans la même direction que la propagation.

c

Vitesse

Elle dépend surtout du milieu et de sa température. Dans l’eau ou les solides, elle est différente ; dans le vide, aucun son ne se propage.

ACOUSTIQUE → ÉLECTRIQUE

Le microphone traduit

La membrane (diaphragm) suit les variations de pression. Un mécanisme transforme ensuite ce mouvement en variation électrique : le microphone est un transducteur.

BOBINE MOBILE · MOVING COIL

Le mouvement produit une tension

La membrane entraîne une bobine dans le champ d’un aimant. Par induction électromagnétique, une petite tension apparaît aux bornes de la bobine. Ce principe est généralement passif et robuste.

RUBAN · RIBBON

Une autre induction

Un ruban conducteur très léger joue à la fois le rôle de membrane et de conducteur mobile dans un champ magnétique.

CONDENSATEUR · CONDENSER

Une capacité variable

La membrane et une plaque fixe forment un condensateur. Leur distance varie ; une électronique convertit cette variation en signal exploitable.

ALIMENTATION

Le 48 V n’« amplifie » pas la voix

L’alimentation fantôme sert aux circuits et, selon le modèle, à la polarisation. Elle n’est pas un réglage de niveau et n’est pas requise par tous les microphones.

Choisir un microphone et sa directivité dans le cours studio →

DOMAINE ÉLECTRIQUE ANALOGIQUE

Une forme correspondante

La tension à la sortie du microphone évolue de façon analogue à la pression captée. Elle n’est pas de l’air dans un câble : c’est une autre grandeur qui porte une information correspondante.

PRESSION ACOUSTIQUEp(t) · pascals
MICtransduction
TENSION ÉLECTRIQUEu(t) · volts

Les deux courbes ont volontairement la même allure. Leur échelle n’est pas comparable directement : la tension réelle dépend notamment de la sensibilité du microphone et de la distance.

ORDRES DE GRANDEUR · RMS

Chaque amplificateur adapte un niveau à l’étape suivante

Ces valeurs sont des repères, pas des frontières absolues. La source, la sensibilité, le contenu du signal et la marge disponible font varier le niveau instantané.

MIC LEVELNiveau micro≈ 1–100 mV RMS≈ −58 à −18 dButrès variable selon le micro et la source
PREAMP MICROPréamplificateurenviron +20 à +70 dBgain de tension vers le niveau ligne
PHONO LEVELCellule de platineMC ≈ 0,2–0,5 mV
MM ≈ 2–5 mV
≈ −72 à −44 dBuvaleurs usuelles à 1 kHz
PHONO PREAMPPréampli phonoenviron +35 à +70 dBgain et correction RIAA
→
LINE LEVELNiveau ligne−10 dBV = 0,316 V RMS+4 dBu = 1,228 V RMSniveau nominal grand public / professionnel
→
POWER AMPLIFIERAmpli de puissanceTension + courantle niveau ligne devient une puissanceil doit alimenter l’impédance du haut-parleur
→
SPEAKER LEVELNiveau haut-parleur2,83 V RMS+11,2 dBu0,35 A RMS · 1 W sous 8 Ω
POURQUOI IL N’EXISTE PAS UN SEUL « NIVEAU SPEAKER »

La tension dépend de la puissance et de l’impédance

Choisis un exemple. Le calcul emploie V = √(P × R). Le dBu reste calculable, mais la puissance en watts et la charge en ohms deviennent ici indispensables.

0 dBu = 0,775 V RMS0 dBV = 1 V RMS−10 dBV ≈ −7,8 dBuEnceinte active : l’ampli de puissance est après l’entrée ligne, à l’intérieur

ACTIF · PASSIF

Gain et volume : deux mots nés du matériel

ÉTAGE ACTIFUn gain amplifie

Un préampli ou un amplificateur est alimenté : il fournit de l’énergie pour que la tension de sortie soit plus grande que celle d’entrée. Son réglage de gain décide de combien il amplifie.

POTENTIOMÈTRE PASSIFUn volume atténue

Un potentiomètre de volume passif ne reçoit aucune alimentation : il ne peut que laisser passer une partie du signal. Tourné à fond, il laisse tout passer ; le reste du temps, il atténue.

D’où les deux mots : « gain » pour ce qui fait monter, « volume » pour ce qui fait baisser. Dans une DAW, cette différence a disparu : un fader peut monter au-dessus de 0 dB et un gain peut être négatif. Voir comment la DAW range tous ces réglages →

ÉLECTRIQUE → ACOUSTIQUE

Le trajet inverse

Le haut-parleur est aussi un transducteur. L’amplificateur fait circuler un courant variable dans sa bobine ; le champ magnétique exerce une force, la membrane bouge et remet l’air en vibration.

Enceinte active

L’amplificateur de puissance est intégré dans l’enceinte, avant les haut-parleurs.

Enceinte passive

Elle reçoit la puissance d’un amplificateur externe par un câble destiné aux haut-parleurs.

Casque

Le principe de transduction est comparable, mais à petite échelle et très près de l’oreille.

TRANSPORTER OU CONSERVER

Supports analogiques

« Analogique » décrit une correspondance continue entre le signal et une grandeur physique. Le support change, mais la variation enregistrée reste analogue à l’évolution du signal.

CÂBLE

Tension et courant

Le câble transporte immédiatement une variation électrique. Il ne mémorise pas le signal une fois débranché.

TRANSMISSION
DISQUE

Sillon mécanique

La géométrie du sillon varie avec le signal. À la lecture, le mouvement de la pointe est reconverti en tension.

CONSERVATION
BANDE MAGNÉTIQUE

Aimantation variable

La bande conserve des variations d’aimantation. Une tête de lecture les reconvertit en signal électrique.

CONSERVATION
FICHIER NUMÉRIQUE

Valeurs codées

Un fichier ne conserve pas directement une tension continue : il stocke des nombres qui permettront de reconstruire un signal.

Voir le passage au numérique →

À RETENIR

Une chaîne, plusieurs réalités

Lieu
Ce qui varie
Appareil clé
Domaine
Instrument / voixposition d’un élément vibrantsourcemécaniqueAirpression autour de la pression atmosphérique—acoustiqueCâbletension et courantmicro / préampliélectrique analogiqueOrdinateurvaleurs numériquesconvertisseur A/NnumériqueAir à la sortiepressionampli + haut-parleuracoustique