La compression dynamique du son part I - La compression dynamique du son (I)

Avant de commen­cer, nous allons préci­ser ce que nous enten­dons par compres­sion. En effet, ce terme est souvent un peu flou dans l’es­prit des novices puisqu’il est employé pour des trai­te­ments tota­le­ment diffé­rents. Dans diffé­rents dossiers, nous allons donc vous parler de la compres­sion dans les sens suivants :

• La compres­sion dyna­mique du son (c’est le présent article, ainsi que la partie II dispo­nible ici)
• La compres­sion des données (destruc­tive ou non)
• La compres­sion tempo­relle

Dans ce premier dossier, nous allons donc nous restreindre à la compres­sion dyna­mique du son.

Quelques compres­seurs analo­giques biens connus

Nous allons présen­ter ici les compres­seurs logi­ciels. Evitons d’em­blée les polé­miques consis­tant à dire qu’un compres­seur logi­ciel n’ar­rive pas à la cheville d’un compres­seur analo­gique. Les compres­seurs analo­giques et numé­riques (i.e. logi­ciels) ont souvent une fina­lité diffé­rente, et il ne s’agit nulle­ment ici de compa­rer les compres­seurs des deux mondes.

Prin­cipe de base

Défi­ni­tions

1 : Crête maxi­male 2,3 : Crêtes secon­daires 4 : Creux mini­mal

Vous avez peut-être déjà entendu parler de compres­sion dyna­mique du son, concept tant utilisé par nos amis ingé­nieurs du son. Pour bien comprendre l’es­sence du concept, il nous faut tout d’abord nous souve­nir de certaines carac­té­ris­tiques fonda­men­tales du son.

Premiè­re­ment, il faut savoir qu’un son se carac­té­rise physique­ment par l’évo­lu­tion d’une pres­sion acous­tique dans le temps (ou d’une varia­tion élec­trique lorsque le son est enre­gis­tré sur un support analo­gique, ou encore de la varia­tion d’un nombre lors de l’en­re­gis­tre­ment sur un support numé­rique). Lorsqu’à un instant donné cette pres­sion acous­tique est maxi­male ou mini­male, le point est appelé respec­ti­ve­ment crête et creux.

Deuxiè­me­ment, il est néces­saire de savoir ce que signi­fie la dyna­mique. Ce terme s’uti­lise dans deux cas diffé­rents :

• La dyna­mique d’un instru­ment (en déci­bels, ou dB), ou plus géné­ra­le­ment d’un son, corres­pond au niveau de la crête maxi­male que l’ins­tru­ment est capable de géné­rer. C’est ce que nous appel­le­rons le niveau sonore (à diffé­ren­cier de la puis­sance sonore, expliquée plus loin).
• La dyna­mique d’un support d’en­re­gis­tre­ment corres­pond à l’écart entre le niveau de la crête maxi­male que ce support peut enre­gis­trer et le niveau corres­pon­dant à l’ab­sence de signal en entrée du support (en pratique, ce niveau mini­mal corres­pond au bruit de fond intrin­sèque au support d’en­re­gis­tre­ment). Par exemple, si vous enre­gis­trez un instru­ment sur une cassette analo­gique, le simple fait d’uti­li­ser ce support vous impose d’avoir constam­ment un bruit de fond. Vous ne pour­rez pas enre­gis­trer un son d’un niveau plus faible que ce bruit de fond, puisque ce dernier recou­vrira le signal utile. A contra­rio, au delà d’un certain niveau en entrée, l’en­re­gis­tre­ment satu­rera, c’est à dire que les niveaux enre­gis­trés corres­pon­dront à cette valeur maxi­male enre­gis­trable par le support et non à ce qui devrait être enre­gis­tré.

Le même son que précé­dem­ment, dont on a abusi­ve­ment augmenté le niveau sonore. Il appa­raît alors le phéno­mène de satu­ra­tion, visible ici par l’apla­tis­se­ment radi­cal des crêtes.

Ayant défini les deux concepts précé­dents, nous pouvons enfin défi­nir le terme central de ce dossier : la compres­sion est un outil qui abaisse la dyna­mique d’un son en effec­tuant un apla­tis­se­ment des crêtes dépas­sant un certain seuil.

A gauche : sinu­soïde dont le niveau sonore augmente linéai­re­ment A droite : la même sinu­soïde après compres­sion. A partir d’un seuil (ici, –12 dB), l’aug­men­ta­tion de l’os­cil­la­tion est réduite par le compres­seur, et cette oscil­la­tion ne dépasse jamais –6 dB

Imagi­nez un ingé­nieur du son qui écoute les musi­ciens jouer ; quand il entend que le son dépasse un certain niveau, il baisse le fader de volume en consé­quence ; quand le volume des instru­ments dimi­nue, l’in­gé­nieur du son remonte le fader de volume. Cela peut sembler être de la science fiction, ou bien une façon imagée d’ex­pliquer le rôle d’un compres­seur. En fait, il s’agit de la façon de procé­der des ingé­nieurs du son avant l’ap­pa­ri­tion des compres­seurs ! Le compres­seur auto­ma­tise donc ce trai­te­ment.

Utilité de la compres­sion

Pour comprendre plus fine­ment l’uti­lité de la compres­sion, admet­tons que l’on peut consi­dé­rer deux aspects du son : le premier est son oscil­la­tion, état extrê­me­ment chan­geant du son, qui corres­pond notam­ment aux crêtes visibles sur le vu-mètre. Le second, en rapport étroit avec le sujet qui nous inté­resse, est la puis­sance du signal, corres­pon­dant – pour simpli­fier – à son niveau moyen. Or, si l’oreille est sensible au premier facteur, chose qui vous paraît évidente, elle l’est encore plus au second. En effet, deux sons peuvent très bien ne pas dépas­ser 0 dB sur le vu-mètre de Sound Forge et sembler avoir un niveau sonore moyen très diffé­rent.

Lorsque le son est compressé, son niveau maxi­mal est réduit (puisque les crêtes les plus élevées ont disparu). On peut donc, comme vous l’avez certai­ne­ment compris, augmen­ter le niveau moyen du signal en consé­quence. L’ou­til de compres­sion de Sound Forge est couplé avec une option appe­lée «  Auto Gain Compen­sate  », qui fera ce travail en augmen­tant le niveau géné­ral du son de telle manière que la crête maxi­male soit à 0 dB. Ce proces­sus est appelé maxi­mi­sa­tion. Le niveau moyen du son en sera augmenté. Dans les sché­mas ci-dessous, vous voyez bien que le son de droite est plus fort, et pour­tant au vu-mètre, les deux atteignent 0 dB.

Ces captures d’écran mettent en avant la diffé­rence entre dyna­mique et puis­sance du son : les crêtes maxi­males atteignent 0 dB dans les deux cas, mais on voit clai­re­ment que le son compressé et maxi­misé est en moyenne plus fort.

Comment ce phéno­mène est-il possible ? Par la méthode suivante : le signal musi­cal oscille la plupart du temps en dessous de la crête du morceau. Par exemple, imagi­nons que votre enre­gis­tre­ment de guitare dure 2 minutes et que son niveau maxi­mal se trouve en dessous de –6 dB durant ces 2 minutes, sauf à un endroit précis où vous trou­vez une crête à 0 dB. Celle-ci est très rapide et quasi inau­dible. Il serait dommage que l’en­semble du morceau soit 6 déci­bels en dessous de ce qu’il pour­rait être sans cette crête ! On va donc « écra­ser » (d’où le terme « compres­ser ») celle-ci au même niveau que les autres et augmen­ter globa­le­ment le niveau de la musique de 6 dB.

Conclu­sion : le niveau du morceau sera au final plus élevé sans que le son soit pour autant modi­fié de manière audible.

Carac­té­ris­tiques prin­ci­pales de la compres­sion

Main­te­nant que le prin­cipe de base de la compres­sion dyna­mique du son est compris, rentrons un peu plus dans l’uti­li­sa­tion détaillée de cet outil. Dans Sound Forge, vous avez accès à plusieurs types de compres­sion. Commençons par la compres­sion dyna­mique la plus couram­ment utili­sée. Pour accé­der à cette fonc­tion de compres­sion stan­dard (l’autre type de compres­sion dyna­mique, que nous abor­de­rons plus loin, étant la multi­bande), allez dans le menu « Effects > Dyna­mics > Graphic ». Vous devriez norma­le­ment visua­li­ser une fenêtre telle que ci-dessous :

Le compres­seur avant modi­fi­ca­tion des para­mètres

Le graphe, qui prend la plus grande place sur la fenêtre, montre la rela­tion qu’il y a entre le son d’ori­gine et le son après compres­sion. L’axe des abscisses indique comment évolue le niveau sonore du son avant effet de compres­sion. Sur l’axe des ordon­nées, c’est le niveau de sortie (après compres­sion) que vous pouvez voir.

Vous avez deux manières de modi­fier les para­mètres de la compres­sion. La plus intui­tive consiste à créer des points sur le graphe et à modi­fier la courbe ainsi créée. Ce mode vous permet égale­ment de géné­rer des courbes de compres­sion discon­ti­nues, chose tota­le­ment impos­sible avec les compres­seurs analo­giques du monde réel.

Vous avez accès à quatre curseurs en dessous du graphe, dont nous allons détailler l’uti­lité. Comme nous l’avons dit plus tôt, la compres­sion réagit dyna­mique­ment selon le son. Le compres­seur se met en marche à partir d’un certain niveau sonore (seuil), qui peut être réglé grâce au curseur appelé «  thre­shold  ».

L’ef­fet dyna­mique de compres­sion appa­raît et dispa­raît en suivant une courbe prédé­fi­nie : l’en­ve­loppe. Cette dernière se compose d’une attaque et d’un relâ­che­ment déter­mi­nés par les curseurs « Attack » et « Release ». L’at­taque corres­pond au temps mis par le compres­seur pour commen­cer à être actif, et le relâ­che­ment au temps d’ac­ti­vité du compres­seur une fois que le son d’ori­gine repasse en dessous du seuil. Nous allons voir plus loin que ces réglages sont essen­tiels et doivent être déter­mi­nés en fonc­tion de plusieurs para­mètres (types d’ins­tru­ments, style musi­cal, effet recher­ché etc.)

Enfin, le curseur « Ratio » indique le niveau d’at­té­nua­tion du compres­seur lorsque le son d’ori­gine dépasse le seuil déter­miné par le curseur «  thre­shold  ». Ce facteur est, comme les précé­dents, extrê­me­ment impor­tant puisque le son peut être plus ou moins déna­turé selon la valeur du ratio (un ratio élevé aura tendance à défor­mer davan­tage le son qu’un ratio faible). Par exemple, un ratio 2:1 signi­fie qu’une crête dépas­sant de 2 dB le seuil de compres­sion ne dépas­sera plus que de 1 dB ce même seuil.

Voilà pour ce qui est des compres­seurs «  clas­siques  », c’est à dire qui opèrent sur l’en­semble du son. Il existe cepen­dant des compres­seurs plus subtils encore, et surtout plus poly­va­lents, puisqu’il est possible de restreindre leur champ d’ac­ti­vité à une bande de fréquence spéci­fique. L’uti­lité de ce type de compres­seur, dit multi­bande, sera expli­ci­tée plus loin, lorsque nous parle­rons du maste­ring. Nous verrons aussi quelques réglages clas­siques de compres­sion selon l’ins­tru­ment et le style musi­cal.

Cas concrets d’uti­li­sa­tion de la compres­sion

De nos jours, la compres­sion est utili­sée à plusieurs niveaux, parfois de manière abusive, disons le honnê­te­ment, notam­ment à cause de la course au volume sonore à laquelle parti­cipent majors et radios. Souvent, néan­moins, la compres­sion est utili­sée à bon escient. Nous allons donc voir les multiples façons d’uti­li­ser la compres­sion.

Compres­sion pendant l’en­re­gis­tre­ment

Les ingé­nieurs du son utilisent souvent un compres­seur à l’en­re­gis­tre­ment. Pour en expliquer la raison, prenons l’exemple de l’en­re­gis­tre­ment d’un solo de guitare de deux minutes. Les crêtes dont nous avons parlé précé­dem­ment se situent géné­ra­le­ment en dessous d’un certain niveau (-6 dB par exemple), mais imagi­nons qu’à un instant précis, un pince­ment un peu plus fort de la corde génère une crête à 0 dB. Le niveau géné­ral de l’en­re­gis­tre­ment sera alors limité à cause de cette crête. En effet, le niveau maxi­mal enre­gis­trable par le support est de 0 dB et l’en­semble du morceau ne dépasse jamais –6 dB, mis à part à l’unique crête de 0 dB. Vous allez donc enre­gis­trer l’en­semble du solo à un niveau rela­ti­ve­ment faible. Par consé­quent, tous les éléments qui génèrent du bruit de fond après le compres­seur (ex : les entrées de la table de mixage) auront un impact plus impor­tant sur le signal enre­gis­tré. Vous aurez plus de bruit de fond, et ce à cause d’une malheu­reuse crête unique. Si vous déci­dez d’aug­men­ter la sensi­bi­lité de l’en­trée de la table de mixage de 6 dB, vous aurez, à l’en­droit de la crête maxi­male, de la satu­ra­tion. Le compres­seur règle le problème puisqu’il augmente le niveau sonore de 6 dB sans alté­rer le son de manière audible, en écra­sant progres­si­ve­ment la crête fautive.

Rentrons plus dans le détail sur la façon d’uti­li­ser le compres­seur. Dans un premier cas, imagi­nons que vous vouliez enre­gis­trer une voix sans la défor­mer (pour de la variété, par exemple). La compres­sion devra alors être la plus trans­pa­rente possible, c’est à dire qu’elle modi­fiera le son de manière quasi imper­cep­tible. Vous devrez donc mettre le seuil le plus haut possible afin de ne compres­ser que les montées les plus puis­santes du chan­teur. L’at­taque sera réglée à envi­ron 10 ms, suffi­sam­ment rapide pour que l’ef­fet soit déclen­ché à temps sans pour autant choquer. Le relâ­che­ment se situera entre 100 ms et 200 ms afin de lais­ser le temps à la voix de dispa­raître en douceur. Enfin, vous évite­rez de dépas­ser un ratio de 2:1 afin de défor­mer le son au mini­mum.

Dans un second cas, imagi­nons que vous dési­riez avoir une voix puis­sante pour un morceau de rock. Le seuil du compres­seur sera alors beau­coup plus bas, ce afin de maxi­mi­ser le niveau de la voix en perma­nence. L’at­taque du son sera courte (3 à 5 ms). Le réta­blis­se­ment se situera encore une fois entre 100 et 200 ms. Enfin, le taux sera rela­ti­ve­ment élevé (4:1 par exemple, mais le mieux est de tester au cas par cas).

Vous l’avez compris, les réglages dépendent non seule­ment de l’ins­tru­ment joué, mais aussi d’autres facteurs comme le style musi­cal, votre volonté de trans­for­mer la voix ou de respec­ter parfai­te­ment le grain, etc.

Compres­sion pendant le mixage

Les instru­ments sont géné­ra­le­ment parfai­te­ment audibles tout au long du morceau lorsqu’ils sont pris sépa­ré­ment. Par exemple, si la chan­teuse chuchote au début du morceau puis crie comme une damnée un peu plus tard, les paroles reste­ront compré­hen­sibles même lors des passages où le niveau sonore est faible. Il en est tout autre­ment lorsque plusieurs instru­ments jouent en même temps. En effet, le niveau rela­tif des instru­ments est l’un des éléments déter­mi­nants pour l’in­tel­li­gi­bi­lité de chacun d’entre eux. Si votre chan­teuse est accom­pa­gnée d’une guitare de rock, d’une batte­rie, d’une basse, d’un piano… personne ne l’en­ten­dra lorsqu’elle se conten­tera de chan­ter, et elle sera la seule enten­due lorsqu’elle pous­sera ses cris furieux. Il est alors néces­saire d’aug­men­ter le niveau de sa voix au début du morceau, lorsqu’elle sussure des mots doux à l’au­di­toire, afin d’en­tendre ce qu’elle dit. En revanche, lorsqu’elle crie que son amour est fini pour toujours, mieux vaut bais­ser le volume ! Ou, mieux, lais­ser le compres­seur faire ce travail à votre place.

Compres­sion au maste­ring

Vous avez mixé tous les morceaux de votre futur album et main­te­nant, vous voudriez fina­li­ser ce dernier. A moins de faire de la musique clas­sique, vous voudrez certai­ne­ment que le niveau sonore des morceaux de votre album soit rela­ti­ve­ment homo­gène. Pour cela, vous allez mesu­rer le niveau moyen des morceaux grâce, par exemple, à l’ou­til de statis­tiques de Sound Forge, dans le menu «  Tools > Statis­tics  », ou bien, encore mieux, vous fier à votre oreille (solu­tion que je vous suggère en prio­rité, puisque le volume sonore, vous l’avez compris, est quelque chose d’as­sez subjec­tif).

Les statis­tiques d’un son avant et après compres­sion. On remarque que la puis­sance RMS, qui donne une idée assez juste du volume sonore « subjec­tif », est bien supé­rieure dans le cas d’un son compressé.

Le compres­seur multi­bande inter­vient égale­ment à cette étape, dans un but diffé­rent du compres­seur géné­ral. Il sert géné­ra­le­ment à corri­ger des instru­ments dont l’une des harmo­niques s’ex­prime un peu trop violem­ment. Si par exemple vous écou­tez votre mix et que le son d’une caisse claire semble couvrir de façon exagé­rée les autres instru­ments lorsqu’elle est frap­pée, vous pouvez limi­ter son impact à l’aide d’un compres­seur multi­bande. Pour cela, commen­cez par trou­ver la fréquence incri­mi­née, en balayant toutes les fréquences avec un filtre passe-bande de gain élevé et de largeur mini­male (pour plus d’in­for­ma­tions sur cette tech­nique, repor­tez-vous au précé­dent numéro, dans le tuto­riel sur Sound Forge, chapitre inti­tulé «  suppri­mer les fréquences para­sites d’un son  »). Ensuite, vous allez réduire l’ac­tion du compres­seur à une bande de fréquences centrée sur la fréquence que vous dési­rez atté­nuer. Faites glis­ser le curseur «  Center  » à la fréquence que vous avez trou­vée précé­dem­ment. Choi­sis­sez le type «  Band Notch  », ainsi qu’une attaque et un relâ­che­ment en adéqua­tion avec l’ins­tru­ment que vous voulez compres­ser et avec votre style musi­cal. Si l’ef­fet ne semble pas s’étendre sur une bande assez large, augmen­tez-la à l’aide du curseur « Width ». Et voilà, la caisse claire qui cinglait vos oreilles s’est un peu calmée, tout en restant présente.

Le compres­seur multi­bande de Sound Forge permet l’uti­li­sa­tion de quatre compres­seurs simul­ta­né­ment, dont le champ d’ac­ti­vité se réduit à chaque bande de fréquences spéci­fiée

Conclu­sion

En parlant de la compres­sion dyna­mique du son, nous avons abordé un sujet rela­ti­ve­ment pointu. Pour mémoire, j’avoue ne pas avoir entendu, la première fois que j’ai utilisé un compres­seur, de diffé­rence avec le signal origi­nal (je l’avais certai­ne­ment mal réglé et ce n’était pas fran­che­ment un modèle haut de gamme !). Après avoir compris son fonc­tion­ne­ment, j’en avais abusé sur une ryth­mique, pour m’aper­ce­voir après coup que le son était devenu tota­le­ment inef­fi­cace (les basses avaient disparu). Je conseille donc à tous ceux et celles qui décident d’uti­li­ser cet outil de prendre les précau­tions néces­saires, de tâton­ner, d’écou­ter le résul­tat, de suivre les conseils d’in­gés son et de tout faire dans la subti­lité. Souvent, une bonne compres­sion est une compres­sion qui ne s’en­tend pas.

Mais rassu­rez-vous, vous n’êtes pas encore lâchés à vous-mêmes, car nous conti­nue­rons de parler de la compres­sion dyna­mique du son dans le prochain numéro, au travers de cas concrets cette fois-ci, en utili­sant les outils logi­ciels comme Sound Forge et certains plug-ins, fichiers audio à l’ap­pui.