Sonorisation,sono,lumiere

La chaîne sonore
Voir l’article Technologies des musiques amplifiées.
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

Micros de scèneLe 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 pur la qualité du résultat attendu. Ils sont caractérisés par :

leur technologie (statique, dynamique, electret)
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 bon marché) alors que ceux utilisés en studio 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 trois niveaux sonores dans une chaîne sono classique.

Le signal « mic » de l’ordre de quelques mV, c’est ce qui sort directement des micros de l’instrument et des micros de voix.
Il y a le niveau « Line » (nominalement 2 Volts),
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 mic au niveau line. En général on ne le voit pas car ils prend très peu de place et est souvent intégré au matériel (dans le corps du micro ou dans la table de mixage).

La console de mixage ou table de mixage

Utilisation d'une table de mixageLa 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 qui se retrouvent, pour les meilleurs d’entre eux, adulés comme des stars.

L’amplification
Pour fonctionner, les enceintes doivent recevoir du courant. La puissance restituée est directement proportionnelle au voltage 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 frequence donnée.

Les enceintes
Une enceinte est généralement constituée d’un caisson (baffle) et de haut-parleurs protégés par un filtre passif.

Les hauts-parleurs n’ont pas une réponse linéaire à toutes les fréquences. En effet, ayant un élément vibrant (la membrane), les hauts-parleurs sont caractérisés par une fréquence de résonnance; 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 hauts-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 brouaha 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 gazouilli 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 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 nourisson 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 « mic »
Les câbles « line » pour le niveau « line »
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
Son hifi (ordinateurs) Line Jack 3.5
Source hifi (lecteur CD, magnétoscope… ) Line RCA Jack 3.5
Effets Line Jack 6.35 XLR
Haut parleurs HP Speakon Jack
Haut parleurs Hifi
Line Jack 3.5
Haut-parleurs de sono amplifiés Line Jack 6.35
Ampli hifi (entrée) Line RCA
Ampli hifi (sortie) HP Bornier
Ampli (entrée) Line Jack 6.35 XLR
Ampli sono (sortie) HP Speakon Bornier

Jack 3.5 : Surtout utilisé en Hifi, 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 sureté pour éviter les déconnexion 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 DIs
DI est l'abréviation de "Direct Input" et aussi appelé "boite de direct". Ces boîtiers se branchent entre une source asymétrique haute impédance et une entrée symétrique basse ou moyenne impédance. Le but est donc d'effectuer une "adaptation d'impédance" et de rendre le signale "symétrique" (avec lequel on peut parcourir plusieurs dizaines de mètres).

Les DI peuvent être :

passives (il y a alors une perte de niveau du signal)
actives ( nécessite une alimentation pour permettre une amplification)
Ces boîtiers sont utilisés par exemple pour adapter un niveau ligne en niveau micro. 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 consoles:

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 écart de dynamique, normalisation du son, 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 egaliseur. Il permet de diminuer les sibilantes 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 buss auxilliaires 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 hauts-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: Sont des effets de delays combinés à des déphasages. Utilisés généralement pour grossir le sons des guitares ou sur les cymbales

Les filtres
Le cross-over (effet) (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 (effet) (permet de redonner des harmoniques à un son, de contrer l’appauvrissement dû aux traitements précédents, crée artificiellement des harmonquies en distortionnant certaines frequences 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 chassis 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 patch
Il existe deux types de patchs : le patch de scène et le patch de rack.

Le patch de scène est en fait une rallonge multiprise (généralement en XLR) qui permet d’éviter que chaque instrument ait un câble de 20m 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 femmelles. 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

guitare - ampli guitare - table de mixage - effets - amplis - enceintes

voix - micro - (préampli micro) - table de mixage ...

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 boitiers 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, 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.
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.

Le plan de scène
Lorsqu’un groupe de musique va jouer, il fait parvenir au sonorisateur le plan de scène afin que ce dernier puisse disposer les câbles, les pieds de micro, et autres accessoires. Et préparer son matériel (nombre de pistes, effets prévus, retours…)

Les balances
Les balances commencent généralement par le test des micros, des amplis et des enceintes, suit le réglage de la batterie (grosse caisse, overheads etc.), de la basse, des guitares et enfin des voix. 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