Le son, la hauteur et l'octave

Bienvenue dans ce cours. Avant d'ouvrir le piano roll et de parler de gammes ou d'accords, nous allons partir de la matière première de tout ce que vous produisez : le son lui-même. Cette première leçon vous servira partout, quand vous accorderez une 808, quand vous réglerez un égaliseur ou quand vous doublerez un lead à l'octave. Rien de compliqué ici, seulement quelques idées très solides sur lesquelles tout le reste va s'appuyer.

Un son, c'est de l'air qui vibre

Quand votre enceinte joue un kick, sa membrane avance et recule très vite. Elle pousse l'air, puis le relâche, et ces petites variations de pression voyagent jusqu'à votre oreille, où elles font vibrer le tympan. Tout son, qu'il s'agisse d'une voix, d'un piano ou d'une snare, est une vibration de ce genre.

Certaines vibrations sont régulières : le même mouvement se répète, identique, des centaines de fois par seconde. Votre oreille entend alors une hauteur précise, une note que vous pourriez chanter. D'autres vibrations sont désordonnées, comme celle d'un hi-hat ou du souffle d'une snare : on parle plutôt de bruit, et l'on aurait bien du mal à en chanter la note. Beaucoup de sons mélangent les deux, mais ce cours parle d'abord des sons qui ont une hauteur.

La hauteur se mesure en hertz

La hauteur dépend du nombre de vibrations par seconde, qu'on appelle la fréquence. On la mesure en hertz : un son à 200 hertz fait 200 allers et retours par seconde. Plus il y a de vibrations, plus le son est aigu ; moins il y en a, plus il est grave. Écoutez quatre sons très simples, de plus en plus rapides.

Ce sont des sinusoïdes, les sons les plus purs qui existent, sans aucune couleur ajoutée. Vous entendez la hauteur monter à chaque bouton. L'oreille humaine perçoit à peu près les fréquences comprises entre 20 hertz et 20 000 hertz, c'est-à-dire 20 kilohertz. La limite haute baisse avec l'âge, et plus vite encore quand on s'expose souvent à des volumes forts : c'est une bonne raison de baisser un peu le casque pendant les longues sessions.

Le la 440, la note qui sert de repère

Pour que tous les instruments puissent jouer ensemble, les musiciens se sont mis d'accord sur une note de référence : le premier la situé au-dessus du do central du piano vibre à 440 hertz. Sur ce site, cette note s'affiche A4, selon le logiciel que vous avez choisi dans les réglages ; nous verrons dans la prochaine leçon pourquoi les logiciels ne lui donnent pas tous le même nom. Les accordeurs, les synthés et les plugins sont presque tous réglés sur ce la 440 par défaut.

Les deux sons ont exactement la même hauteur, et pourtant vous ne les confondez pas. Ce qui les distingue s'appelle le timbre, la couleur du son : le piano contient des fréquences supplémentaires qui manquent à la sinusoïde. Nous l'étudierons dans la leçon sur les harmoniques et le timbre. Pour l'instant, retenez que la hauteur et le timbre sont deux choses différentes.

Doubler la fréquence, c'est monter d'une octave

Faisons maintenant une expérience décisive. Partons d'un son à 220 hertz, doublons sa fréquence pour arriver à 440, puis doublons-la encore pour arriver à 880. Écoutez les trois sons l'un après l'autre, puis les deux premiers joués ensemble.

Vous l'avez sans doute remarqué : les trois sons donnent l'impression d'être la même note, de plus en plus aiguë. Et quand on joue les deux premiers ensemble, ils se fondent au point qu'on a du mal à les séparer. Cette distance, obtenue en doublant la fréquence, s'appelle l'octave. C'est pour cela que les trois sons portent le même nom : ce sont trois la, dans trois octaves différentes.

Dans l'autre sens, diviser la fréquence par deux fait descendre d'une octave. Le tableau suivant suit le la du grave à l'aigu, avec, pour chaque octave, l'endroit où on le croise souvent dans un morceau.

Regardez la colonne des fréquences. Entre A1 et A2, il n'y a que 55 hertz d'écart ; entre A5 et A6, il y en a 880. Pourtant, votre oreille entend la même distance musicale, une octave. Elle ne compte pas les hertz qui s'ajoutent, elle compare des rapports. C'est pour cela que les égaliseurs et les analyseurs de spectre utilisent une échelle spéciale, dite logarithmique, sur laquelle chaque octave occupe la même largeur à l'écran : de 50 à 100 hertz, il y a autant de place que de 5 000 à 10 000 hertz.

Pourquoi deux la sonnent pareil

Quand deux sons sont à l'octave, l'aigu fait exactement deux vibrations pendant que le grave en fait une. Leurs mouvements retombent ensemble à chaque cycle, sans jamais se contrarier. Il y a une deuxième raison, plus profonde. Un son musical n'est presque jamais une fréquence seule : un la à 220 hertz contient aussi, plus faiblement, des fréquences à 440, 660, 880 hertz et ainsi de suite, qu'on appelle ses harmoniques. Or toutes les fréquences d'un la à 440 hertz se trouvent déjà parmi celles du la à 220. L'oreille entend donc le la aigu comme une partie du la grave.

Cette parenté est si forte que la plupart des traditions musicales traitent deux notes à l'octave comme une seule et même note. En production, vous vous en servez sans arrêt. Dans la figure suivante, la deuxième mesure est la copie exacte de la première, une octave plus haut. Écoutez : c'est bien la même mélodie.

Les producteurs doublent souvent un lead une octave au-dessus pour le rendre plus brillant, ou une basse une octave en dessous pour lui donner du poids. La mélodie ne change pas, seule sa place dans le grave ou dans l'aigu change. Nous y reviendrons dans la leçon sur les registres et la place de chaque partie.

Les zones du spectre que vous devez connaître

Les producteurs et les ingénieurs du son découpent l'étendue des fréquences en grandes zones. Les limites exactes varient d'une personne à l'autre, alors prenez les chiffres du tableau comme des repères approximatifs, pas comme des frontières.

Faites le lien avec les notes. A1, à 55 hertz, est dans le sub. C1 vibre à environ 33 hertz et C2 à environ 65 : une 808 jouée entre ces deux notes a donc sa fondamentale presque entièrement dans le sub. À l'autre bout, un hi-hat n'a pas vraiment de note, et son énergie se loge surtout dans les aigus. Écoutez quatre sinusoïdes, une par zone. Avec le haut-parleur d'un téléphone, il est probable que vous n'entendiez presque rien au premier bouton : mettez un casque.

Cette disparition du sub sur les petits haut-parleurs explique un problème que vous avez peut-être déjà rencontré : une 808 énorme au casque, qui devient presque inaudible sur un téléphone. Nous verrons dans la leçon sur la 808 et le sub comment on la rend audible partout. Pour l'instant, prenez l'habitude de relier chaque note à sa fréquence, avec l'atelier suivant.

Dans la prochaine leçon, nous ouvrons enfin le piano roll : vous allez voir comment ces notes se rangent sur son clavier, et pourquoi chaque logiciel numérote les octaves à sa façon.