Le microphone comme transducteur Part. 1
Au-delà de l’émotion que procure l’objet en soi, de la passion inhérente à la prise de son, du souvenir, du mythe et de la légende auxquels ils sont associés, les microphones sont des transducteurs convertissant la pression sonore en tension électrique.
Ce n’est donc pas dans cet article, vous l’avez compris, que l’on vantera les qualités d’un microphone pour ses vertus artistiques et esthétiques. Il n’est pas question non plus de vexer ou de désillusionner quiconque sur ces pratiques et ces convictions personnelles mais bel et bien de rappeler les qualités essentielles vers lesquelles tout microphone doit tendre.
Comparé à une enceinte, la majorité des microphones possèdent des spécifications exemplaires : ainsi, leurs réponses en amplitude et en phase sont quasiment linéaires en fréquence, leurs directivités relativement constantes sur tout le spectre, leurs réponses impulsionnelles toujours mieux amortie. De plus, une seule capsule de microphone capte l’ensemble du spectre audible évitant ainsi toutes les contraintes liées aux filtres.
Alors que dire, que le choix d’un microphone se fait pour ses défauts ? Que ce n’est pas le microphone qui est directement responsable de la qualité de l’enregistrement ? Qu’il n’existe pas un microphone plus adapté qu’un autre à l’enregistrement d’un instrument ?
Nuançons.
Tous les microphones possèdent une réponse en fréquence plate à ± 1dB entre 200 et 2000Hz, ceci est valable pour tous les microphones : du dynamique au micro canon en passant par toutes les variantes. C’est une qualité essentielle pour restituer l’ensemble du spectre vocal.
Pour ces microphones, (Evolution, Beta57... sur la Figure 1 : U87), on observe une remonté en fréquence vers 4kHz de quelques dB. Cette particularité améliore l’intelligibilité, on la qualifie de bosse de présence. Elle permet aussi de compenser la réponse en fréquence lorsqu’un microphone n’est pas directement placé dans l’axe de la bouche. La directivité de la voix est omnidirectionnelle dans les graves et plus ou moins cardioïde dans l’aigu.
Certains constructeurs cherchent à privilégier une certaine brillance à leurs modèles, elle se caractérise par une augmentation du niveau vers 8kHz (RE20, KMS140... Figure 2 : DO21), parfois associée à une bosse de présence. Au-delà de 8kHz et en dessous de 200Hz, il n’y a aucun intérêt à rester linéaire pour un enregistrement vocal. On risque de capter des bruits parasites, (ronflette, bruit de vent, plosive ou encore des sifflantes pour l’aigu).
Ces compensations sont des égalisations acoustiques mais pourraient être faites de manières équivalentes par les correcteurs de la console.
L’enregistrement d’instrument ou d’ambiance doit respecter l’ensemble du spectre audible et la réponse en fréquence doit être la plus linéaire possible.
Figure 1
Figure 2
Seuls, les microphones omnidirectionnels sont capables d’enregistrer les basses fréquences dans leur intégralité, (Schoeps MK2, TLM 50... Figure 3 : DPA 4006), la technologie employée pour rendre un microphone directif tend à court-circuiter les graves. Sauf en champ proche ou l’effet de proximité vient booster les fréquences graves de manière artificielle. Certains microphones ont effet de proximité très important par rapport à d’autres microphones compensés pour une utilisation en champ proche. Cela donne ce ton très grave de certains animateurs radio parfois recherché mais trop souvent exagéré.
La réponse en fréquence dans l’axe n’est donc pas influencée outre mesure par les caractéristiques de la directivité.
Figure 3
L’étendu spectrale du registre de l’extrême aigu est directement liée au diamètre de la capsule. Si un 4007 dont le diamètre est inférieur à 7mm a une réponse s’étalant jusqu à 35kHz, les microphones à larges membranes U87, C12 ..., ne parviendront que difficilement à reproduire des fréquences supérieures à 15kHz. Les microphones avec des diaphragmes intermédiaires seront donc idéals pour une utilisation avec les fréquences d’échantillonnages habituelles.
L’avantage des grandes capsules réside dans leur sensibilité élevée ce qui à comme conséquence une meilleure immunité aux bruits. Néanmoins le niveau de pression maximale avant distorsion est plus favorable aux capsules de faible diamètre surtout pour les microphones statiques (électrets et polarisés).
Donc, si on oublie quelques microphones très typés comme les micro cravates, les Lavaliers ou encore les microphones dédiés à la captation d’un spectre réduit (micro pour grosse caisse, ou parabole pour enregistrement des oiseaux), on peut dire que les microphone dédiés à la voix et à la musique sont les deux seuls types de réponses en fréquence observables parmi la profusion des modèles de microphones disponibles.
Continuons.
Différents microphones ayant approximativement la même réponse n’ont pas la même qualité subjective. Serait-on sensible à des variations de niveau inférieur à 1dB ? Non :
Nous avons déjà vu que la réponse polaire du capteur est directement responsable de la couleur particulière du microphone lorsque l’on enregistre en champ lointain.
Une écoute comparative de microphones doit se faire au même emplacement physique. Une légère variation de leurs positions influence l’écoute de manière très significative en raison des réponses impulsionnelles différentes de chacun des emplacements ainsi qu’en raison des directivités très marqués de certains instruments. Si la captation se fait en champ proche, seul l’énergie axiale est captée et si la courbe de réponse des microphones est similaire, on ne devrait pas observer de changement de couleur si les microphones sont placés au même endroit.
Si les microphones possèdent des diagrammes polaires différents en fonction de la fréquence, c’est en raison de leur technologie de conception (diamètre de la membrane et méthode de conception des directivités).
Figure 4
Figure 5
Figure 6
Même pour des microphones omnidirectionnels, la directivité est très fortement influencée par le diamètre de la capsule. (Voir Figure 4 et Figure 5 , la réponse polaire d’un Schoeps Mk4 et d’un DPA 4007). Si on observe en Figure 6 la courbe omnidirectionnelle d’un Neumann M149, la différence est encore plus flagrante. En effet la technologie à double membrane de la capsule utilisée pour ce modèle réalise la sommation de deux capsules cardioïdes montées tête bêches pour la constitution de la directivité omni. Le résultat obtenu ici provoque une accentuation pour l’énergie captée latéralement alors que les deux microphones précédents sous estimaient l’énergie provenant de l’arrière aux hautes fréquences.