Cet article est la première partie d'un grand dossier sur la compression dynamique du son. Il constitue également une suite de tutoriaux sur Sound Forge - puisque nous utiliserons ce logiciel pour illustrer notre propos.

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.