Sonorisation - Définition
La sonorisation est le renforcement d'une ou plusieurs sources sonores trop faibles afin de leur permettre d'être entendues par un auditoire plus large.
Les moyens utilisés sont :
- Les microphones dynamiques ou statiques et les boîtes DI (boîtes de direct - direct injection) servant à capter les sources sonores ;
- Les consoles ou tables de mixage analogique ou numérique recevant les signaux des microphones et DI, servant à équilibrer le niveau sonore d'entrée et de sortie des sources, à les corriger (égaliseur), les répartir dans l'espace (panoramique gauche, centre, droite, 5.1…), les mélanger pour les reduire à une sortie stéréo ou plus ;
- Les périphériques servant à traiter le signal comme les compresseurs, gates, reverbs, délais, égaliseurs…
- Les périphériques servant à corriger le son de façade et de retour comme les égaliseurs graphiques, les analyseurs, les compresseurs, les filtres ;
- Les filtres, actifs ou passifs ;
- Les amplificateurs ;
- Les enceintes façade et retours couramment appelées " boîtes " en sonorisation ;
- L’ensemble de fixation ou de dépose du système de façade/retour ;
- Le câblage du système de sonorisation.
La chaîne sonore
Citation : " La qualité d’une chaine sonore est celle de son élément le plus faible " (i.e. ça ne sert à rien d'avoir de supers amplis, une super table, si les micros sont mauvais)
Le micro
Le micro a pour rôle de capter le son d'un instrument ou d'une voix et de le transformer en signal électrique. Les microphones utilisés en sonorisation professionnelle ont un coût qui est déterminant pour la qualité du résultat attendu. Ils sont caractérisés par :
- leur technologie (statique, dynamique, électret) ;
- leur bande passante (étendue ET morphologie) ;
- leur sensibilité ;
- leur réponse spatiale (omnidirectionnel, cardioïde, hypercardioïde…).
Les micros utilisés en concert sont généralement des dynamiques (robustes et plutôt bon marché) alors que ceux utilisés en studio (statiques) sont beaucoup plus fragiles et chers.
Le placement des micros est capital en sonorisation pour éviter les larsens, notamment pour les overheads de batterie (2 micros censés capter le son global de celle-ci et placés sur la tête du batteur – d’où le nom anglais over-head = " au-dessus de la tête ") et pour éviter les oppositions de phases pour certaines fréquences.
Le préamplificateur ou préampli
Il y a différents niveaux sonores dans une chaîne audio classique.
- Le niveau Microphone de l’ordre de quelques mV, c’est ce qui sort directement des micros de l’instrument et des micros de voix ;
- Le niveau Ligne (nominalement 2 volts) ;
- Le niveau Instrument, dont la tension et l’impédance sont très variables selon l’instrument de musique ;
- Le signal amplifié dont la valeur dépend de la puissance des amplis. Généralement de l’ordre de la dizaine de volts.
Le préampli va donc servir à élever l’intensité du son du niveau micro au niveau ligne. En général on ne le voit pas car il prend très peu de place et est souvent intégré au matériel (dans le corps du micro ou dans la table de mixage) ; mais il peut aussi se trouver comme un élément séparé (généralement les préamplis séparés ont une meilleure qualité que les préamplis intégrés).
La console de mixage ou table de mixage
La console de mixage peut être analogique ou numérique et permet de régler le son de chaque source sonore individuellement et de les mélanger afin d’avoir un son propre et homogène pour un concert ou un enregistrement de groupe. Mais aussi, la console de mixage peut être adaptée pour modifier spécialement une source et gérer le passage d’une source à une autre, comme dans les discothèques. Le mix se fait alors en direct (live) et donne au mixeur (alors appelé disc-jockey ou DJ – prononcer " Didj’’é’’ ") un rôle d’artiste.
L’amplification
Pour fonctionner, les enceintes doivent recevoir du courant. La puissance restituée est directement proportionnelle à la tension de ce courant. L’amplificateur a pour but d’augmenter cette tension.
En sonorisation, cette tâche est généralement attribuée à une batterie d'amplificateurs commandés par un filtre actif. Chacun se spécialisant dans une bande de fréquence donnée.
Les enceintes
Une enceinte est généralement constituée d’un caisson (baffle) et de haut-parleurs protégés par un filtre passif.
Les haut-parleurs n’ont pas une réponse linéaire à toutes les fréquences. En effet, ayant un élément vibrant (la membrane), les haut-parleurs sont caractérisés par une fréquence de résonance ; les sons proches de cette fréquence passeront mieux que les sons éloignés.
Pour rendre un son correct, il faut pouvoir restituer de manière égale toutes les fréquences. C’est pourquoi on divise généralement le son en plusieurs bandes de fréquences. Chacune aura son haut-parleur, globalement on aura linéarisé la réponse des haut-parleurs. Dans du matériel Hi-Fi, on utilise généralement 3 HP (boomer, medium, tweeter) pour les basses, les médiums et les aigus. Dans une sono de concert, on se passera parfois du medium. En effet, celui-ci sert à parer les déficiences de restitution sonore du woofer à faible puissance.
Les enceintes de façade d’un concert ne sont jamais posée à terre, cela assourdirait les spectateurs assis aux premiers rangs, les derniers rangs n’entendraient rien, et entre les deux il y aurait un brouhaha de médiums-graves incompréhensibles. C'est pourquoi les enceintes sont toujours placées au moins à 1m50 du sol, avec une exception pour les subwoofers qui se servent du sol pour transmettre les infrasons.
Aigus
Les aigus sont produits par des haut-parleurs spéciaux appelés tweeters (en référence au gazouillis des oiseaux). Leur plage de fréquence est généralement comprise en 4 kHz et 15 kHz. Les tweeters haut de gamme montent beaucoup plus haut, jusqu’à 40 kHz.
Les tweeters sont très petits donc avec des bobinages fins et fragiles. C’est pourquoi il ne faut jamais brancher un tweeter non protégé sur un ampli à l’aveugle : on teste de nouveaux amplis TOUJOURS sur des woofers (une grosse salve d’aigus risque au pire de ne pas être resituée par le woofer tandis qu’un coup de grosse caisse, même léger fera exploser le tweet…). D’ailleurs, il faut impérativement protéger un tweeter par un filtre coupe-bas.
Médiums
Les médiums sont restitués par des haut-parleurs appelés médiums. Ces derniers servent à compenser le manque de netteté des woofers à faible puissance. Leur plage de fréquence va généralement de 500 Hz à 5 kHz. Les médiums haut de gamme peuvent avoir une bande plus large, allant de 150 Hz à 6 kHz.
Graves
Les graves sont restitués par des haut-parleurs appelés woofers ou boomers qui ressemblent aux médiums en plus gros. Leur plage de fréquence est généralement comprise entre 50 Hz et 1000 Hz. Toutefois, dans le haut de gamme, les très bons boomers descendent jusqu'à 18 Hz.
Un woofer a une large membrane (30 à 50 cm de diamètre). Plus elle est large, plus la réponse en fréquence descend. Mais il faut beaucoup d’énergie pour la faire vibrer (inertie). Aussi les bobinages sont gros et consommateurs de puissance. Ces derniers sont souvent auto-ventilés par un soufflet placé entre l’aimant et la membrane qui fait circuler l’air autour de la bobine lorsque l’on fait sortir un son par le woofer.
Souvent, pour éviter la perte de puissance, un évent renvoie vers l’avant l’air pulsé par le côté de la membrane qui est dans l’enceinte. C’est le système bass-reflex.
Infrasons
Si en dessous de 20Hz on n’entend plus les sons, au-delà d’une certaine intensité, on les ressent, ce sont les infrasons. Ce phénomène correspond, à forte puissance, à une résonance de la cage thoracique, recherchée par les amateurs de musique techno.
On utilise alors des subwoofers qui reprennent exactement le rôle des woofers mais pour les plages de fréquences très basses. Leur plage de fréquence est habituellement de 20 à 120 Hz, mais il existe des caissons de basse de très haut de gamme capables de descendre jusqu’à 8 Hz.
Les enceintes de monitoring
Les moniteurs sont des enceintes de très haute fidélité étudiées pour avoir une parfaite restitution du son. Elles sont particulièrement utilisées dans les studios d’enregistrement pour avoir un aperçu objectif d’un mixage.
L’oreille
C’est elle qui perçoit les sons. Elle n’a pas une réponse linéaire en fréquence. De plus, cette réponse (appelée acuité auditive) varie selon les individus. On notera tout de même un pic à 1-2KHz (ce qui est naturel puisque c’est autour de cette fréquence que se trouve la voix (apparemment les fréquences émises par la voix d'un nourrisson sont celles qui sont le mieux entendues par l'oreille). L’oreille commence à entendre théoriquement les sons à 0dB de pression (10dB dans la pratique), les sons deviennent douloureux à partir de 110dB mais l’oreille peut subir des lésions irreversibles dès 85dB environ.
L’exposition à un bruit à 85dB ne doit pas dépasser 8h dans une journée ; 4h à 88dB, 2h à 91dB, etc. Pour environ 4 minutes d’exposition maximale à 105dB, seuil maximal autorisé en France ! Il est donc très important de limiter le son, et en cas de son trop fort se protéger avec des bouchons.
Les équipements particuliers
Les câbles
Les câbles sont généralement protégés par une gaine qui a aussi pour but de limiter le couplage capacitif entre les deux fils.
Il y a trois types de câbles, chacun adapté à un niveau sonore :
- Les câbles micros pour le niveau micro ;
- Les câbles " line " pour le niveau ligne ;
- Les câbles HP pour le niveau amplifié.
La différence entre les câbles micro et line résident surtout dans l’atténuation des parasites électromagnétiques (par un blindage). Un câble micro voyant transiter un courant très faible sera plus protégé et donc plus cher. Rien cependant n’empêche d’utiliser un câble ligne pour un micro ou l’inverse. Souvent on utilise des câbles micro pour le niveau line.
Les câbles HP ressemblent aux fils d'une prise 220V : des conducteurs de grosse section, non blindés. Ces derniers voient passer parfois de grandes intensités et doivent éviter les pertes.
Les connecteurs
Il existe différents types de sources/récepteurs audio, chacun ayant son type de connecteur privilégié :
| son | niveau | Connecteurs | Connecteurs secondaire |
|---|---|---|---|
| Micros classiques | Mic | XLR | |
| Micros amplifies | Line | Jack 6,35 | |
| Guitares amplifiées | Line | Jack 6,35 | |
| Ordinateurs, Baladeur (CD, K7, MP3) | Line | Jack 3,5 | |
| Source hifi (lecteur CD, magnétoscope…) | Line | RCA | |
| Effets | Line | Jack 6,35 | XLR |
| Haut parleurs | HP | Speakon | Bornier ou Jack 6,35 |
| Haut parleurs Hifi | HP | Bornier | Speakon |
| Haut-parleurs de sono amplifiés | Line | Jack 6,35 | XLR |
| Ampli hifi (entrée) | Line | RCA | |
| Ampli hifi (sortie) | HP | Bornier | |
| Ampli Sono(entrée) | Line | XLR | Jack 6,35 |
| Ampli sono (sortie) | HP | Speakon | Bornier ou Jack 6,35 |
- Jack 3,5 : surtout utilisé en Hifi mobile (baladeur), il prend peu de place, et peut être facilement branché et débranché.
- Jack 6,35 : surtout utilisé en sono, il est robuste et facile à connecter.
- XLR : surtout utilisé pour les micros, il marque un câble symétrique blindé pouvant convenir à un niveau line ou mic. Il est utilisé pour tous les micros et parfois pour les branchements d’effets en symétrique. Ses trois atouts sont robustesse, pas de court-circuit lors de la connexion et clip de sûreté pour éviter les déconnexions intempestives (si on tire sur le câble par exemple).
- RCA : utilisé en HIFI sur les lecteurs CD, magnétoscopes, etc. il est utilisé sur les tables de mixage spéciales pour DJ.
- Dénudé : utilisé pour brancher les Haut-parleurs.
- Speakon : connecteur permettant de relier des enceintes de diffusion sonore, prenant de plus en plus de place sur le marché. Il existe plusieurs sortes de Speakon: 2 points, 4 points, 6 points et 8 points. Ces connecteurs sont appréciés lorsqu'il s'agit de diffusion multiamplifiée (Graves, mediums, aigus par exemple avec deux fils à chaque amplification) Il est apprécié pour sa facilité de branchement, le fait qu’on ne puisse pas le retirer par simple traction (il faut aussi effectuer une rotation).
Les DI-box (ou boîte d'injections directes)
DI est l’abréviation de " Direct Injection " et aussi appelé " boîte d’injections directes ". Ces boîtiers se branchent entre une source asymétrique haute impédance (par exemple une basse, un sampleur…) et une entrée symétrique basse ou moyenne impédance. Le but est donc d'effectuer une " adaptation d'impédance " et de rendre le signal " symétrique " (avec lequel on peut parcourir plusieurs dizaines de mètres). La conversion symétrique->asymétrique, bien que moins répandue, existe également.
Les DI peuvent être :
- passives (il y a alors une perte de niveau du signal). Il s'agit en fait de transformateurs abaisseurs (conversion HI->BI) ou élévateurs (conversion BI->HI) de tension ;
- actives (elles nécessitent une alimentation pour permettre une amplification et/ou certains effets).
Ces boîtiers sont utilisés par exemple pour adapter un niveau micro en niveau ligne. Un exemple courant est l’utilisation d’une DI pour relier une guitare (signal asymétrique, haute impédance) directement sur une table de mixage (sur l’entrée micro avec une DI passive, sur l’entrée ligne avec une DI active).
Les effets
Les effets sont des modifications programmées du signal sonore. Ces modifications se font sur un niveau line (pas besoin de puissance, besoin d’un signal peu sensible aux parasites).
Ils se répartissent en 3 grandes familles :
Les effets dynamiques
Construits autour de VCA ils ont une action sur la dynamique des sources et sont généralement insérer dans les tranches de la console :
- L’expander (effet)/gate (diminution ou coupure du son en dessous d’un certain niveau, utile pour diminuer le souffle lorsqu’un chanteur ne chante pas dans le micro) ;
- La compression (réduction des écarts de dynamique, permet de faire sortir/rentrer des instruments dans le mix) ;
- Le limiteur (permet de protéger les amplis/enceintes) ;
- Le déesseur (il s'agit d'un compresseur associé à un égaliseur. Il permet de diminuer les sifflantes tout en préservant le son).
Les effets temporels
Les effets temporels sont basés sur des delays simples ou combinés. Ils sont généralement employés sur les bus auxiliaires post-fader.
- Le delay (permet de retarder un signal, très utile pour la spatialisation du son, ainsi que pour combler les retards induits par la distance séparant les haut-parleurs) ;
- La réverbération/écho (pour donner du corps à la source sonore et lui donner artificiellement une place dans le plan sonore proche/eloigné) ;
- les Chorus / Flanger / Phaser : ce sont des effets de delays combinés à des déphasages. Utilisés généralement pour grossir les sons des guitares ou sur les cymbales.
Les filtres
- Le cross-over (permet de séparer les aigus/médiums/graves d’un son pour attaquer ensuite les amplis et les enceintes individuellement.
- L’égaliseur (modification du spectre d’un son, suppression des principaux larsens) ;
- L’enhancer (permet de redonner des harmoniques à un son, de contrer l’appauvrissement dû aux traitements précédents, crée artificiellement des harmoniques en distortionnant certaines fréquences choisies, et en jouant subtilement sur des déphasages) ;
- Le larsen-killer (permet de supprimer automatiquement un larsen sans dénaturer le son).
Les racks
Le rack est un châssis monobloc permettant de fixer tous les appareils de traitement du son. Cette structure contient un nombre fixé de baies (rack en anglais) où l’on introduit les différents effets. Les dimensions d’une baie sont 1,6 pouce de hauteur par 19 pouces de longueur (la profondeur n’est pas fixée). Certains appareils mesurent 3,2 pouces de haut et utilisent donc deux baies. Les avantages d’un rack sont :
- Protéger les effets d'éventuels chocs ;
- Faciliter le déplacement des effets (les racks sont très souvent sur roulette avec des poignées) ;
- Avoir une seule prise d'alimentation électrique (commune pour tous les effets) ;
- Améliorer la ventilation des appareils ;
- Permettre au sonorisateur d'avoir instantanément rassemblés les principaux appareils dont il se sert.
Les patchs
Il existe deux types de patchs : le patch de scène et le patch de rack :
- Le patch de scène est en fait, pour simplifier, une rallonge multiprise (généralement en XLR) qui permet d’éviter que chaque instrument ait un câble de 20 m de long pour le relier à la console de mixage (généralement au fond de la salle) ;
- Le patch de rack se présente généralement sous la forme d'une série de connecteurs Jack 6,35 femelles. Il permet au sonorisateur de réagencer les interconnexions entre les différents appareils constituant le rack sans devoir déconnecter et reconnecter tous les fils qui trainent derrière.
Schéma de câblage
Lien vers un schéma de câblage (lien).
Les techniques de sonorisation
L’installation
La sonorisation d’un concert s’est rapidement standardisée :
- sur la scène, on trouve tous les micros pour capter les sons, les guitares électriques étant souvent captées par un micro placé devant le HP de l’ampli guitare pour avoir la " coloration " de l’ampli. Les instruments électroniques ainsi que les basses sont généralement repris par des boîtiers de symétrisation (DI-Box). On y trouve aussi les retours pour que les musiciens puissent s’entendre ;
- à côté de la scène, on trouve la régie retours qui gère le son qui va revenir aux musiciens pour qu’ils s’entendent jouer et chanter. On trouve aussi les coulisses qui permettent aux artistes de se préparer ;
- de part et d’autre de la scène, généralement surélevées par rapport au public (pour améliorer la diffusion du son), on trouve les enceintes de façade ;
- au milieu du public se trouve la régie principale qui va mixer et réarranger le son des différents instruments pour l’envoyer en façade, vers le public. La position de la régie en plein milieu du public est stratégique, elle permet d’avoir la vision du rendu sonore la plus neutre, la plus objective, mais aussi la plus proche de ce qu’entendront les spectateurs) ;
- en plein air, pour contrer la déperdition sonore, on trouve souvent des enceintes de rappel qui relaient le son pour les derniers spectateurs qui sont tout au fond.
La fiche technique son, le patch, le plan de scène
Lorsqu’un groupe de musique va jouer, il fait parvenir au sonorisateur par le biais de l'organisateur une fiche technique son comprenant 3 volets :
1)La fiche technique :
Elle regroupe les demandes de l'artistes et de son technicien son en termes de matériel de sonorisation (type de consoles et d'enceintes, nombres de compresseur, distance de la régie façade à la scène, particularités…)
2)Le patch :
C'est un tableau indiquant les numéros de lignes correspondant aux tranches de la console, le nom de l'instrument, le type de micros, les inserts d'effets, le type de pied micro et le besoin en alimentation fantôme de chaque micro.
3)le plan de scène:
C'est un graphique représentant de manière visuelle l'emplacement sur scène des musiciens, des instruments, des retours, des alimentations électriques, éventuellement de praticables permettant de surélever la batterie par exemple…
Les balances
- Réglage de base (les balances se déroulent souvent dans cet ordre (en gros, dans l'ordre décroissant des puissances des instruments) :
- le câblage le (en conformité avec le patch).
- le test des micros, des amplis et des enceintes (analyseur de bruit rose).
- suit le réglage du mix (l'ordre est donné en gros et varie en fonction des sonorisateurs et du contexte) :
- La batterie (grosse caisse, overheads, etc.) ;
- La basse ;
- Les Percus ;
- Les cuivres ;
- Les guitares ;
- Les voix.
- Réglage des retours. Une fois toutes les pistes mixées et égalisées pour la façade, on règle les retours pour que tous les musiciens puissent s’entendre et particulièrement les chanteurs (cf. réglage pour petites scènes).
- Réglage pour " petites " scènes :
Sur les petites scènes, notamment en intérieur, les retours participent également à la sonorisation, il est donc préférable de les régler en premier. On commence par la basse que l’on règle pendant que le batteur joue, suivent les guitares (pendant que le batteur et le bassiste jouent), les guitares (tout le monde joue), et finalement la voix. Souvent, un égaliseur ou un larsen-killer, seront à placer sur le circuit de retour voix, afin de pouvoir gagner quelques décibels : en effet, le chanteur se plaint très souvent de ne pas s’entendre, et un chanteur qui ne s'entend pas est un chanteur qui a de fortes chances de chanter faux.
Ensuite on règle la façade en corrigeant certaines fréquences, afin de corriger la déformation spectrale inhérente aux retours (les retours ont souvent une réponse non linéaire pour limiter les larsens).