Optimiser le son live - La thermodynamique d'un concert rock

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Ceux d’entre vous qui font de la sono­ri­sa­tion passent un nombre d’heures incal­cu­lable à soigner chaque détail de la chaîne audio en compa­rant, en pondé­rant avec opiniâ­treté et en exami­nant chaque problème par le détail. Est-ce que cette table de mixage sonne mieux ? Dois-je dépen­ser 2.000 € de plus pour un compres­seur pour voix ? Est-ce que tu peux dépla­cer le micro guitare de deux milli­mètres vers la gauche STP ? Est-ce que l’ali­men­ta­tion fantôme endom­mage les micros à ruban ?

Une ques­tion persiste cepen­dant : dans quel but faites-vous tout ce travail ?

Trans­for­mer la perfec­tion en chaos

Est-il vrai qu’un système de sono­ri­sa­tion sonne mieux lorsqu’il est suspendu que lorsqu’il est empilé sur le sol ? Comment se fait-il que le son soit toujours plus brillant à la posi­tion de mixage ?

Avez-vous remarqué qu’un même lieu sonne diffé­rem­ment d’un soir à l’autre même lorsque vous ne touchez à rien ? Toutes ces ques­tions s’ex­pliquent partiel­le­ment ou entiè­re­ment dès qu’on apprend ce qu’est la ther­mo­dy­na­mique d’un concert rock. Ces connais­sances permettent égale­ment de prendre des déci­sions effi­caces pendant l’ins­tal­la­tion et le mixage qui, contrai­re­ment aux longues minutes passées à peau­fi­ner les réglages d’un compres­seur à lampes hors de prix, apportent des amélio­ra­tions sonores que les spec­ta­teurs perçoivent réel­le­ment.

Cet article n’est pas un exposé scien­ti­fique truffé d’équa­tions : il en existe déjà de nombreux un peu partout. Mon but est de vous présen­ter diffé­rents facteurs ther­mo­dy­na­miques complexes sous forme de concepts faciles à appré­hen­der afin de vous aider à opti­mi­ser le son de chaque envi­ron­ne­ment dans le cadre de votre travail de tech­ni­cien et d’in­gé­nieur du son.

Pour que les choses soient bien claires, il me semble qu’il faut divi­ser les problèmes ther­mo­dy­na­miques poten­tiels en trois caté­go­ries :

● Problèmes rela­tifs à l’ab­sorp­tion acous­tique

● Problèmes rela­tifs à la direc­tion des sons

● Problèmes rela­tifs à la vitesse de propa­ga­tion du son

Humi­dité et absorp­tion

Vous connais­sez certai­ne­ment le phéno­mène suivant : Lorsque le concert commence, le son est criard quand vous mani­pu­lez le filtre des hautes fréquences ; puis fina­le­ment, 30 minutes plus tard, tout se met en place et sonne correc­te­ment. Pour­tant, vous réali­sez que vous n’avez pas touché à grand chose. Une raison concrète explique ce phéno­mène et il ne faut pas croire que le seul respon­sable est le groupe sur la scène qui a enfin trouvé sa vitesse de croi­sière.

Dans les envi­ron­ne­ments peu humides, même des chan­ge­ments rela­ti­ve­ment faibles du taux d’hy­gro­mé­trie ont des réper­cus­sions sonores beau­coup plus pronon­cées que des varia­tions propor­tion­nelles dans un envi­ron­ne­ment forte­ment humide. Autre­ment dit, dans un lieu à très faible taux d’hy­gro­mé­trie (de 0 à 5%), le son a tendance à être surbrillant. Ensuite, l’aug­men­ta­tion de l’hu­mi­dité causée par la présence des spec­ta­teurs a tendance à mater le son. Mais jusqu’à un certain seuil seule­ment : les envi­ron­ne­ments très humides au-dessus d’en­vi­ron 30% d’hy­gro­mé­trie peuvent engen­drer un son à nouveau plus brillant.

Ainsi, l’at­té­nua­tion sélec­tive de fréquences causée par les varia­tions d’hu­mi­dité est plus percep­tible entre 5 et 30% d’hy­gro­mé­trie et affecte essen­tiel­le­ment les fréquences à partir de 2 kHz.

Réflexion et réfrac­tion

Vous avez déjà fait des rico­chets ! Et vous avez certai­ne­ment remarqué que tout dépend de la vitesse et de l’angle d’at­taque de la pierre : si la pierre arrive trop lente­ment, elle s’en­fonce dans l’eau ; si son angle d’at­taque par rapport à la surface de l’eau est trop élevé, elle coule égale­ment ! Et bien, bizar­re­ment, « notre rock » se comporte de façon simi­laire. Les ondes sonores glissent comme des rico­chets, la surface de l’eau étant rempla­cée par les têtes des spec­ta­teurs et une « couche ther­mique ».

Vous vous deman­dez ce que vient faire cette couche ther­mique dans un concert rock ? Et bien 5.000 spec­ta­teurs dansant joyeu­se­ment peuvent former une masse de chaleur en face des enceintes. Étant donné que le son porte le facteur vitesse en lui (il se déplace à envi­ron 340 m/s), seul son angle d’at­taque sur la couche d’air chaud varie. Réci­tez le mantra « La sono, systé­ma­tique­ment, tu suspen­dras ! » en appuyant bien sur le verbe « suspendre ».

On vous le dit : suspen­dez la façade au plafond plutôt que de l’em­pi­ler sur un support surélevé ! Cela faci­li­tera la visi­bi­lité de la scène et amélio­rera l’angle d’at­taque du son sur la couche d’air chaud. Car autant nous espé­rons des rico­chets infi­nis, autant nous voulons éviter que la musique glisse au-dessus des têtes des spec­ta­teurs. En suspen­dant la façade suffi­sam­ment haut, on améliore la capa­cité du son à péné­trer dans la couche ther­mique pour réga­ler les oreilles des spec­ta­teurs.

Mais est-ce que le son rebon­dit vrai­ment sur la couche ther­mique créée par la masse humaine ? En quelque sorte ! En fait, plusieurs facteurs jouent un rôle et ils peuvent donner le même résul­tat bien qu’étant combi­nés de façons diffé­rentes. Le son qui rebon­dit sur les têtes des spec­ta­teurs semble consti­tuer le facteur le plus impor­tant et vous pour­rez consta­ter que cette diffé­rence sonore existe réel­le­ment en vous suréle­vant un peu. Mais ce n’est pas tout. Quand les spec­ta­teurs trans­pirent au point de déga­ger une atmo­sphère plus dense et plus humide que celle du lieu, certaines portions du son qui atteint cette couche d’air rebon­dissent vers le haut un peu à la manière de rico­chets.

Encore plus inté­res­sante selon moi, l’autre cause de ces réflexions est la réfrac­tion, un phéno­mène dépen­dant de la vitesse, que nous abor­de­rons dans la partie suivante.

Vitesse et temps

Comme si tout cela n’était pas déjà suffi­sam­ment compliqué, le problème prin­ci­pal concerne les varia­tions de la vitesse du son. En effet, la vitesse du son s’ac­cé­lère au fur et à mesure que la tempé­ra­ture augmente. De même, elle augmente dans les envi­ron­ne­ments humides. Enfin, la densité de l’air, qui augmente lorsque l’al­ti­tude dimi­nue, entraîne égale­ment l’ac­cé­lé­ra­tion du son. Toujours plus vite.

Cela signi­fie que la vitesse du son d’un concert rock sur une plage du Costa Rica, dans une chaleur et une humi­dité équa­to­riales, sera proba­ble­ment supé­rieure de 8% à celle d’un concert dans les alpes suisses où l’air est quasi­ment dénué d’hu­mi­dité et atteint des tempé­ra­tures néga­tives. Bien entendu, les varia­tions de la vitesse du son engen­drées par les diffé­rentes couches ther­miques d’un lieu très spacieux n’ont aucune inci­dence, sauf peut-être lorsqu’il s’agit de reca­li­brer les temps de delay.

Pour ce qui concerne le son direct d’une enceinte jusqu’à vos oreilles, ce facteur ne joue quasi­ment aucun rôle. Cepen­dant, le mélange du son direct et du son indi­rect, c’est-à-dire du son qui a rebondi sur les murs ou d’autres surfaces réflé­chis­santes, est plus préoc­cu­pant.

Dans la jour­née, alors que la salle de concert était encore vide et froide, il a fallu beau­coup de temps pour analy­ser et égali­ser l’acous­tique du lieu à l’aide d’équi­pe­ments complexes afin de créer une réponse acous­tique linéaire et homo­gène. Plus tard, pendant que le public arrive, le lieu se remplit, se réchauffe et devient humide, ce qui augmente la vitesse de propa­ga­tion des ondes sonores. A présent, toutes les ondes sonores arrivent plus tôt aux oreilles des audi­teurs, celles qui parcourent de longues distances (le son indi­rect) ayant gagné plus de temps que celles qui se sont propa­gées sur de courtes distances. Ainsi, les fréquences en phase dans la jour­née sont peut-être à présent en oppo­si­tion de phase et l’ac­cé­lé­ra­tion du son a ravagé l’éga­li­sa­tion du système. Mais ce n’est pas le seul problème engen­dré par l’ac­cé­lé­ra­tion du son.

Imagi­nez un concert en plein air où la fraî­cheur de la nuit flot­te­rait au-dessus des centaines de spec­ta­teurs en sueur. On peut parler d’une inver­sion de couches ther­miques : l’air chaud est en bas et l’air froid en haut. Les ondes sonores proje­tées par les enceintes se déplacent lente­ment dans la masse d’air froid en direc­tion de la zone de chaleur. Lorsque les portions infé­rieures des ondes sonores pénètrent dans la masse d’air chaud et humide, leur vitesse augmente et cause des réfrac­tions vers le haut. Ce phéno­mène ther­mique de détour­ne­ment des ondes sonores s’ap­pa­rente à la réfrac­tion de la lumière qui engendre les mirages dans la chaleur des déserts. L’aug­men­ta­tion de l’angle d’at­taque permet de réduire les effets néga­tifs du phéno­mène de réfrac­tion.

En un coup d’œil

En résumé, les envi­ron­ne­ments chauds et à taux d’hy­gro­mé­trie neutre semblent être la solu­tion la plus prati­cable pour un concert réussi. Les envi­ron­ne­ments froids sont stériles et encom­brés de courants d’air ; ils produisent souvent un son agres­sif et stri­dent. A mon avis, non seule­ment l’at­mo­sphère chaude et moite d’un bon concert rock accé­lère et mate le son, mais en plus elle semble favo­ri­ser la rela­tion entre les artistes et leur public.

En consi­dé­rant les trois facteurs ther­mo­dy­na­miques, que sont l’ab­sorp­tion, la direc­tion et la vitesse, tout en se servant de l’ex­pé­rience sur le terrain, on peut déga­ger plusieurs concepts utiles :

1) Concer­nant le son, les varia­tions du taux d’hy­gro­mé­trie sont plus tolé­rables dans les envi­ron­ne­ments forte­ment humides.

2) Une tempé­ra­ture constante dans l’en­semble du lieu est béné­fique au son. Étant donné que la tempé­ra­ture du corps des spec­ta­teurs est plutôt élevée, et sachant que le concert atti­rera de nombreux visi­teurs, un air ambiant raison­na­ble­ment chaud contri­buera à l’ob­ten­tion d’une masse ther­mique homo­gène.

3) Le taux d’hy­gro­mé­trie d’un lieu fermé et chaud aura tendance à augmen­ter plus forte­ment qu’un lieu frais en raison du facteur humain.

4) Le fait de suspendre les enceintes de façade permet d’amé­lio­rer le son.

5) Mixer un concert en surplom­bant la couche d’air chaud et humide émanant des spec­ta­teurs ne permet pas à l’in­gé­nieur du son de se faire une idée précise de ce que le public perçoit.

6) Les lieux qui favo­risent les fortes varia­tions de tempé­ra­ture et d’hy­gro­mé­trie ont souvent une réponse acous­tique complexe et impré­vi­sible.

7)

8) Un ther­mo­mètre ou un hygro­mètre peuvent être utiles pour analy­ser et comprendre plus préci­sé­ment comment la ther­mo­dy­na­mique affecte le son du concert.

L’un des moments que je préfère lors du mixage d’un concert concerne la prévi­sion et l’an­ti­ci­pa­tion des premières notes, des sons, du volume sonore et des facteurs exogènes. Le moment de l’en­trée du groupe sur scène est l’un des plus grands défis auxquels un ingé­nieur du son doit faire face.

Il est toujours diffi­cile de faire la part des choses entre ces connais­sances et les outils mis à dispo­si­tion afin d’ob­te­nir un mixage clair et bien défini. Chaque concert consti­tue un paysage sonore unique ; cette unicité, cette inter­ac­tion parti­cu­lière de si nombreuses variables, qu’elles soient maîtri­sables ou incon­trô­lables, fait de chaque concert rock une expé­rience exclu­sive, poten­tiel­le­ment magique et mémo­rable.

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