Un peu de théorie

Notre sujet mêle l’acoustique, l’audiophilie et l’informatique. C’est pourquoi, si nous voulons comprendre de quoi il retourne, ce que nous voulons faire et comment il convient de le faire, une brève remise en mémoire de quelques notions basiques s’impose.

Le son

Le son est une onde produite par la vibration mécanique d’un support fluide ou solide et propagée grâce à l’élasticité du milieu environnant. Les sons se définissent au moyen de trois caractéristiques :

  • La fréquence (ou hauteur) exprimée en Hertz (Hz) : à une fréquence basse correspond un son grave, à une fréquence élevée un son aigu. L’oreille humaine moyenne ne perçoit les sons que dans une certaine plage de fréquences située environ (selon l’âge, la culture, etc.), entre 15 Hz (en dessous les sons sont qualifiés d’infrasons) et 20 kHz (au-delà, les sons sont qualifiés d’ultrasons).

  • L’amplitude (ou intensité) exprimée en décibels (dB) : le son peut être fort ou faible (les musiciens disent forte ou piano). La notion de niveau sonore ne donne qu’une vague idée de la sensation perçue, car il faut prendre en compte la sensibilité de l’oreille de l’auditeur, qui varie principalement selon la fréquence du son (l’oreille est moins sensible aux basses fréquences). 0 dB correspond au minimum que l’oreille humaine peut percevoir (appelé seuil d’audibilité), et non au silence absolu. Le seuil de la douleur est de 130 dB, mais l’ouïe peut déjà subir des dommages à partir de 85 dB.

  • Le timbre : le timbre détermine la couleur du son. Il est différent pour chaque type de source sonore et distingue, à l’oreille, deux sons qui auraient la même fréquence et la même intensité ; par exemple la même note jouée avec la même intensité mais avec une trompette, un violon ou un piano.

NB : Les vibrations des infrasons inaudibles (par exemple ceux produits par un « caisson de basses », ou « subwoofer » en anglais) peuvent malgré tout être perçues par le corps (notamment au niveau de l’abdomen).

Principe de la reproduction analogique des sons 

  • Un signal est analogique lorsque son information est représentée par la variation d’une grandeur physique. Le terme « analogique » décrit la relation entre un mouvement vibratoire et un courant électrique qui correspond à l’image de cette vibration. La forme d’ondes du signal audio et celle du signal électrique sont « analogues ».

  • Dans un système de reproduction analogique du son, l’onde sonore est d’abord convertie, via un microphone, en variations d’un courant électrique. Ces signaux électriques sont ensuite mémorisés (enregistrés) sur un support (disque ou bande magnétique). Dans le cas du disque vinyle, le signal est enregistré dans la modulation latérale de chacune des deux parois du sillon (pour les disques stéréophoniques).

  • Pour reproduire le son ainsi converti et mémorisé, on fait tourner le disque à une vitesse constante sur un plateau motorisé.

  • Dans le sillon, on dépose une pointe de lecture (aiguille, saphir ou diamant) reliée mécaniquement à une tête (ou « cellule ») fixée à l’extrémité d’un bras monté sur pivot.

  • Grâce à un électro-aimant, cette tête convertit les vibrations de la pointe de lecture (provoquées par les aspérités gravées dans le sillon) sous forme de signal électrique.

  • Ce courant (très faible au départ de la cellule) est amplifié et envoyé vers un ou plusieurs haut-parleurs. Ceux-ci fonctionnent comme des microphones inversés et convertissent les variations électriques en vibrations mécaniques d’une membrane dont les mouvements restituent l’onde sonore.