Introduction
Dès que l’électricité fut maîtrisée, en tant que source d’énergie exploitée, au 19e siècle, l’humain n’a cessé de repousser les limites des possibilités offertes.
Et notamment dans le domaine du son. Les premières expérimentations acoustiques datent de la fin du 19e siècle, c’est Antonio Meucci, lors d’une autre expérience, qui découvrit par hasard la transmission de la voix par l’électricité, bien avant l’invention du téléphone par Alexander Graham Bell et Elisha Gray.
Antonio Meucci
Alexander Graham Bell
Elisha Gray
Le téléphone convertissait les vibrations sonores en signaux électriques.
Les inventions
Elisha Gray, a d’ailleurs, dès 1874, deux ans avant l’invention du téléphone, créer le télégraphe harmonique, appareil avec des relais, permettant de transmettre de la musique sur les lignes télégraphiques.
Extrait du brevet du télégraphe harmonique
Récepteur du signale du télégraphe harmonique
Édouard-Léon Scott de Martinville a développé, en 1857, le phonotaugraphe qui fut le premier appareil à enregistrer la voix. Longtemps oublié au profit de Thomas Edison, son invention et ses recherches sont aujourd’hui réhabilitées.
Édouard-Léon Scott de Martinville
Le
phonotaugraphe
Thomas Edison, en 1877, améliore l’invention de Scott de Martinville, avec son phonographe, qui enregistre le son, mais le reproduit, également.
Thomas Edison
Illustrations du journal Harper’s Weekly
en date du 20 mars 1878
Après toutes ces inventions, ont lieu, les premières expériences sur les sons produits par des oscillateurs électriques. Des circuits électriques ont été utilisés pour créer des oscillations, c’est-à-dire des mouvements réguliers de courant électrique.
Les oscillateurs
Ces oscillateurs pouvaient générer des signaux électriques qui, lorsqu’ils étaient convertis en son par des haut-parleurs, produisaient des tonalités. C’était comme jouer une note de musique en utilisant l’électricité au lieu d’un instrument traditionnel.
Un oscillateur pouvait faire vibrer un circuit à une certaine fréquence, et cette vibration se traduisait par un son à une hauteur précise.
Soit, selon le type d’oscillateur et la forme d’onde qu’il génère, le son émis, a des caractéristiques spécifiques qui lui sont propres.
Cela met l’accent sur le lien entre la forme d’onde et les caractéristiques du son.
Ces découvertes ont été fondamentales pour le développement de la musique électronique et des technologies sonores que nous utilisons aujourd’hui.
Un peu d’histoire
Le Telharmonium
Grâce aux travaux, sur les sons musicaux, de ces prédécesseurs, Thaddeus Cahill crée le « Telharmonium« , appareil électromécanique pesant plusieurs tonnes qui jouait de la musique sur des lignes téléphoniques. Il fonde une compagnie pour distribuer la musique et, grâce à un abonnement, les hôtels, les restaurants ou les particuliers, pouvaient demander d’être connectés à l’instrument. C’était de véritables concerts en ligne.
Un appareil électromécanique produit du son mécaniquement, dans ce cas-ci, avec des roues phoniques (une roue motorisée par note). Il est considéré comme étant le premier synthétiseur.
Thaddeus Cahill
Telharmonium
200 tonnes de machines permettent au système de fonctionner
Malheureusement, pour des raisons financières et techniques, les concerts par téléphone ont dû être arrêtés.
En 1906, cherchant à amplifier les signaux téléphoniques, Lee de Forest invente, la lampe à triode, qui peut à la fois, contrôler et amplifier des signaux électriques. Cette invention nous fait entrer dans l’ère électronique.
Les ondes Martenot et le Thérémine
Deux inventeurs, le musicien Maurice Martenot et l’ingénieur Lev Termen, vont, chacun de leur côté, développer de nouveaux instruments électroniques. Les « Ondes Martenot » pour le premier et « le thérémine » pour le second, qui tous deux, dès leur commercialisation, ont eu un énorme succès.
Un appareil électronique produit du son électroniquement à partir d’oscillateur, dans les cas présents, c’est un oscillateur à lampes hétérodynes (phénomène de fréquence perturbée par la présence d’un corps à proximité d’une antenne).
Maurice Martenot
Lev Termen et son thérémine
Les deux instruments ne pouvaient jouer qu’une seule note à la fois. Cela signifie, qu’il n’était pas possible de jouer des accords. Dès lors, des recherches ont été menées pour créer un instrument polyphonique, un orgue électronique.
L’orgue à Ondes
Ce sont l’ingénieur radio Armand Givelet et le facteur d’orgues Eloi Coupleux qui l’inventent, l’Orgue à Ondes, il possède environ deux cents lampes et fonctionne sur le principe de la synthèse soustractive. Ils créent la société Musique électro-synthétique afin de le commercialiser.
La synthèse soustractive permet d’enlever, d’un son riche en harmonique, certaines fréquences, pour ensuite moduler celles que l’on garde.
Armand Givelet
Eloi Coupleux
Le trautonium
À la même époque, en 1929, l’électrotechnicien et physicien Friedrich Trautwein, invente le trautonium, un instrument électronique monophonique dont le clavier est remplacé par une barre servant de résistance électrique, surmontée d’un fil métallique. Pour créer un son, l’instrumentiste presse le doigt sur le fil (ou une touche intermédiaire) et le met en contact avec la barre.
L’orgue électromécanique
En 1934, Laurens Hammond, ingénieur et inventeur, crée le premier orgue électromécanique dont le principe, est de capter du courant induit par le magnétisme à l’aide de petites roues dentées entraînées par un moteur synchrone, les amplifie et génère des sons via un haut-parleur. Cette invention, avait pour but de remplacer les orgues à tubes des églises. Ce sont finalement les joueurs de jazz qui s’en empara. Le plus célèbre fut le Hammond B-3.
L’ondioline
En 1942, le musicien, poète et fabricant d’instruments électroniques, Georges Jenny, invente l’Ondioline, instrument à lampe, clavier électronique monophonique fonctionnant avec un système de tubes à vide. Son clavier est suspendu par des ressorts, permettant ainsi un vibrato naturel. Le but de Jenny, était de mettre sur le marché un instrument moins onéreux que les Ondes Martenot.
En 1948, les physiciens, John Bardeen, William Shockley and Walter Brattain, inventent le transistor, petit composant qui aide à contrôler le flux d’électricité, allume et éteint les circuits, et amplifie les signaux. Plus petit et moins coûteux que la lampe à triode, il lui succédera.
Le synthétiseur modulaire
Robert Moog, ingénieur électronicien, invente dans les années 50, le premier synthétiseur modulaire, qui est un instrument analogique monophonique, fonctionnant selon le principe de la synthèse soustractive. Un module est un circuit électronique qu’on peut connecter à un autre avec des câbles, chaque module possède des entrées, des sorties et des boutons de réglage pour modifier le son. Il a le désavantage de prendre beaucoup de place.
Analogique, signifie que le synthétiseur crée et modifie un signal électrique qui est analogue (d’où son nom) à l’onde sonore que l’instrument crée. C’est-à-dire que le signal électrique monte et descend de la même manière que la membrane de l’enceinte fait vibrer l’air, en avançant et en reculant, pour créer des ondes sonores.
Il est très vite suivi par le Minimoog, synthétiseur modulaire analogique monophonique pré-câblé. Cet instrument portable, est tout de suite un succès auprès des musiciens, malgré le fait qu’il n’est possible de ne jouer qu’une seule note à la fois.
En 1962, le physicien Donald Buchla, invente le Buchla 100, instrument modulaire fonctionnant selon le principe de la synthèse additive, c’est-à-dire, que l’on crée des sons simples qu’on complexifie en les superposant. Il a la particularité de fonctionner avec des boutons et des séquenceurs. Un séquenceur permet de jouer automatiquement une combinaison de notes, de rythmes et d’effets prédéfinis.
L’évolution des synthétiseurs
En 1974, Tom Oberheim, crée le premier module d’expansion de synthétiseur (modèle SEM-1), suivit par le synthétiseur analogique monophonique programmable Oberheim OB-1. Et c’est Oberheim qui crée le premier synthétiseur analogique polyphonique (modèle FVS-1).
En 1971, l’ingénieur électronique, Marcian Hoff, invente le microprocesseur, puce qui traite l’information, exécute des instructions pour réaliser les tâches d’un appareil électronique. Il s’impose dans la synthèse sonore dès 1975 avec le synthétiseur Prophet 5.
Du synthétiseur modulaire monophonique imposant au synthétiseur analogique polyphonique portable, ces instruments ont beaucoup évolués, malheureusement au dépens de la capacité de créer de nouveaux sons. En effet, ces instruments de musique portables embarquent des sons pré-programmés.
La synthèse numérique
En 1957, la synthèse numérique de son est initiée par Max Mathews et est principalement le fait des laboratoires de recherche jusqu’aux années 80, période durant laquelle la commercialisation des premiers synthétiseurs-échantillonneurs a débuté. Les années 80 ont également vu l’émergence de la micro-informatique, avec des innovations comme le synthétiseur DX7 de Yamaha, qui utilise la modulation de fréquence (synthèse FM) pour générer une grande variété de sons.
Dans les années 80, l’émergence des micro-ordinateurs et la création de l’interface MIDI, protocole qui permet une communication simplifiée entre synthétiseurs et ordinateurs et facilite le transit des données musicales. Grâce aux avancées technologiques, les synthétiseurs modernes, souvent basés sur des méthodes hybrides : association de synthèse soustractive et lecture de table d’ondes, offre un plus grand éventail de sons et permet à un public plus large de s’initier à la synthèse sonore.
La synthèse par table d’ondes utilise des formes d’ondes préenregistrées pour créer des sons, en faisant défiler ces motifs sonores horizontalement. En combinant cette technique avec des enveloppes, il est possible de moduler l’évolution du son.
Les différents type de synthétiseurs
Aujourd’hui, l’offre des synthétiseurs est diverse et variée, chacun présentant ses avantages et ses défauts. On est loin des appareils imposants et non transportables des premiers modèles.
Modulaire, à clavier, à touches, à séquenceur, les possibilités qu’ils offrent sont phénoménales. Les synthétiseurs permettent ainsi de produire une large gamme de sons, allant des sons analogiques traditionnels à des textures sonores complexes et évolutives.
Ils sont classés en quatre catégories :
– Synthétiseurs modulaires monophoniques
Un module est un circuit électronique qu’on peut connecter à un autre avec des câbles, chaque module possède des entrées, des sorties et des boutons de réglage pour modifier le son.
– Synthétiseurs analogiques
Ils possèdent deux catégories
– Synthétiseur analogique monophonique
Ils génèrent et modifient les sons à l’aide de circuits analogiques. Il possède la fonction de sauvegarde de sons ou la possibilité d’être contrôlé via le protocole MIDI.
– Synthétiseur analogique polyphonique
Ils utilisent des circuits analogiques pour produire plusieurs voix, permettant ainsi de jouer des accords, ce qui les rend plus complexes et plus coûteux que les modèles monophoniques.
– Synthétiseurs numériques
Ils possèdent quatre catégories
– Synthétiseur virtuellement analogique
Ils utilisent un processeur numérique pour émuler le comportement des circuits analogiques. Cela facilite la création de polyphonies. Ils conservent une structure et une apparence inspirées des synthés analogiques légendaires.
– Synthétiseur basé sur des échantillons
Ce sont des synthétiseurs numériques qui reproduisent des sons préenregistrés d’instruments acoustiques plutôt que d’émuler le comportement des circuits analogiques. Cela permet de disposer d’une banque variée de sons.
– Station de travail pour synthétiseur
Les stations de travail pour synthétiseurs sont principalement basées sur l’échantillonnage, mais intègrent aussi d’autres méthodes de synthèse comme le virtuellement analogique ou le FM, un séquenceur MIDI multi-pistes, des effets et un enregistreur audio multi-pistes. Leur capacité, à générer une large gamme de sons permet de produire des morceaux entiers avec un seul clavier maître.
– La synthèse FM et la synthèse par tables d’ondes
La synthèse FM consiste à créer des sons en utilisant deux signaux : une onde porteuse et une onde modulateur, l’idée principale est que la fréquence de l’onde porteuse est modifiée par l’onde modulateur, tandis que la synthèse par table d’ondes utilise des formes d’ondes préenregistrées pour créer des sons, en faisant défiler ces motifs sonores horizontalement. En combinant cette technique avec des enveloppes, il est possible de moduler l’évolution du son.
– Synthétiseurs hybrides
Les synthétiseurs hybrides combinent des éléments analogiques et numériques, offrant ainsi la polyvalence des oscillateurs numériques et la richesse sonore des filtres analogiques.
Qu’est-ce que la synthèse ?
La synthèse est un procédé qui consiste, via des composants électroniques ou de logiciels, à créer de nouveaux sons en manipulant et en combinant différentes sources audio pour générer et modifier des formes d’ondes.
Les différents type de synthèse
Ils sont nombreux et permettent de laisser libre cours à votre imagination. Suivant le type de son que vous souhaitez créer, façonner : simple, complexe, réaliste, fantastique, irréel, etc., l’offre des méthodes vous permettra de trouver celle qui vous conviendra ou qui est le plus adapter à ce que vous cherchez pour un projet précis.
– La synthèse soustractive
La synthèse soustractive consiste à enlever, d’un son riche en harmonique, certaines fréquences, pour ensuite moduler celles que vous gardez.
– La synthèse additive
La synthèse additive consiste à créer des sons simples que vous complexifiez en les superposant.
– La synthèse des échantillons
La synthèse des échantillons consiste à prendre des extraits sonores existants (les échantillons) qui proviennent d’une capsule temporelle (un enregistrement ancien ou une collection sonore stockée dans le passé), pour ensuite les transformer en nouveaux sons modernes via des techniques de synthèse numérique.
– La synthèse granulaire
La synthèse granulaire consiste à fragmenter des échantillons en petits morceaux de sons (les grains) pour générer de nouveaux sons en jouant avec leur position, leur volume, leur ordre, etc., à une échelle microscopique.
– La synthèse FM
La synthèse FM, modulation de fréquence, consiste à créer des sons en utilisant deux signaux : une onde porteuse (onde sinusoïdale sans harmoniques) et une onde modulateur (onde plus basse ou plus haute que l’onde porteuse). L’idée principale est que la fréquence de l’onde porteuse est modifiée par l’onde modulateur.
– La synthèse par table d’ondes
La synthèse par table d’ondes consiste à utiliser des formes d’ondes préenregistrées pour créer des sons, en faisant défiler ces motifs sonores horizontalement. En combinant cette technique avec des enveloppes, il est possible de moduler l’évolution du son.
– La synthèse vectorielle
La synthèse vectorielle consiste à utiliser quatre sons de base, ces quatre sons de base sont placés aux coins d’un plan bidimensionnel, formant un carré. Ces différents sons, sont contrôlés par une manette permettant de les mélanger.
– La synthèse spectrale
La synthèse spectrale consiste à décomposer un son complexe en ses composantes fréquentielles (les différentes « notes » ou « bandes » de fréquence) à l’aide d’un spectrogramme, permettant une analyse très précise de ses caractéristiques en fréquences et en temps, pour ensuite pouvoir le manipuler.
– La synthèse de la cote ouest
La synthèse de la cote ouest consiste à démarrer d’une forme d’onde simple pour ensuite utiliser la mise en forme d’onde et le filtrage pour créer des sons complexes.
– La synthèse à modélisation physique
La synthèse à modélisation physique consiste à simuler numériquement les processus physiques qui produisent un son, en tenant compte de l’excitateur (ex. : le souffle dans un instrument à vent), de la résonance ( ex. : la taille et la forme de cet instrument) et des propriétés matérielles (ex. : la matière de cet instrument, le bois ou le cuivre), afin de générer des sons d’instruments très réalistes.
Les différentes utilisations
Dans le besoin d’élargir les sonorités d’instruments traditionnels, de chercher de nouveaux timbres, de s’émanciper de la partition, des nouvelles formes audio ont émergé grâce aux instruments électroniques et à la synthèse sonore.
– Musique
Dès l’arrivée de ces instruments, les musiciens s’en sont emparés, malgré la difficulté d’utilisation sur scène. Les instruments, beaucoup trop encombrant, ont trouvé leur place au sein de quelques studios d’enregistrement.
En 1928, Ginette Martenot, la sœur cadette de Maurice Martenot, joue pour la première fois des « Ondes Martenot » à l’Opéra de Paris. S’en suit une série de concerts en même temps que les nombreuses améliorations que Martenot ne cessera d’apporter à son invention durant toute sa vie.
Des artistes tels qu’Edith Piaf, Bobby Lapointe, Jacques Brel, Radiohead, etc., l’intégreront dans leur répertoire.
Thérémine
Clara Rockmore, violoniste et Lucie Rosen sont les premières musicienne à en jouer.
Brian Wilson du groupe The Beach Boys compose la chanson I Just Wasn’t Made For These Times présente sur l’album Pet Sound où Paul Tanner joue de cet instrument et la chanson Good Vibrations présente sur l’album Smiley Smile.
Les Rolling Stones, aussi, l’utilise dans leurs chansons, Please Go Home présente sur l’album Between The Buttons et 2000 Light Years From Home, présente sur l’album Their Satanic Majesties Request
Led Zeppelin, également, dans leur chanson Whole Lotta Love, présente sur l’album Led Zeppelin 2, joué par Jimmy Page, etc.
Orgue à Ondes
L’organiste, compositeur et improvisateur Charles Tournemire, en 1931, est le premier à jouer de cet instrument, dans l’église Saint-Louis de la ville de Villemomble. Un an plus tard, c’est le compositeur Louis Victor Jules Vierne, qui en joue à la station de radio privée Poste Parisien, à Paris.
Parmi les premiers à s’emparer de l’orgue, Duke Ellington pour le morceau April in Paris, Wild Bill Davis pour le morceau Johnny Came Lately ou encore Jimmy Smith pour le morceau The Champ, etc.
Synthétiseur Moog Modulaire
Le compositeur, arrangeur, parolier Mort Garson est le premier à composer pour l’instrument, joué par Paul Beaver, pour l’album The Zodiac: Cosmic Sounds en 1967.
C’est la musicienne Wendy Carlos, avec son album classique légendaire Switched on Bach qui va populariser le Moog Modulaire.
Buchla 100
En 1967, le compositeur Morton Subotnick sort l’album Silver Apples of the Moon.
En 1975, la compositrice Suzanne Ciani sort l’album Buchla Concerts 1975.
En 2016, la compositrice, interprète et productrice Kaitlyn Aurelia Smith, sort l’album Ears.
– Cinéma
Le cinéma est, également, tout de suite séduit par les possibilités qu’offrent ces instruments de musique, innovants.
Ondes Martenot
Pierre Vellones compose pour le film Karakoram de Marcel Ichac en 1936, Maurice Jarre pour le film Le docteur Jivago, Yann Tiersen pour Le fabuleux destin d’Amélie Poulain, Émilie Simon pour La marche de l’empereur, etc.
Thérémine
Miklos Roza compose pour le film Spellbound d’Alfred Hitchcock en 1945, Bernard Herrmann pour le film Le Jour où la Terre s’arrêta de Robert Wise en 1951, etc.
Hammond B-3
Jimmy Smith compose pour le film La Métamorphose des Cloportes de Pierre Granier-Deferre en 1965 et pour la bande annonce du film Les félins de René Clément en 1964, les morceaux The Cat et Delon’s Blues, etc.
Synthétiseur Moog Modulaire
Wendy Carlos compose pour les films Shining en 1980 et Orange Mécanique en 1971, tout deux de Stanley Kubrick et pour Tron en 1982 de Steven Lisberger.
– Opéra
Arthur Honegger écrit trois œuvres pour les « Ondes Martenot » : Sémiramis en 1933, Jeanne au bûcher en 1935 et Le Cantique des cantiques en 1937.
– Conception sonore
La conception sonore, c’est l’art de façonner le son pour raconter une histoire ou transmettre une ambiance. En créant, en manipulant et en organisant des sons pour créer une œuvre. Cela inclut la création de bruits, d’effets sonores, de musiques d’ambiance, et la façon dont tous ces éléments sont mixés.
Buchla 100
La compositrice Suzanne Ciani conçoit de nombreuses reproductions d’effets sonores et de logos sonores avec ce synthétiseur.
Voici le lien vers l’article Quelques fous … et folles du synthé qui vous permet de découvrir plein d’autres artistes.
La suite ?
La musique quantique
Les ordinateurs quantiques vont succéder aux ordinateurs traditionnels qui fonctionnent avec des transistors, composant qui avait succédé à la lampe à triode et qui, aujourd’hui, à atteint ses limites. L’informatique quantique progresse rapidement, c’est une nouvelle ère qui s’ouvre pour l’industrie musicale.
| Voici un ouvrage sur la musique quantique par ordinateur d’ Eduardo Reck Miranda Si vous souhaitez en découvrir plus. Musique quantique par ordinateur : Fondements, méthodes et concepts avancés |
Conclusion
Depuis la fin du 19e siècle jusqu’à aujourd’hui, les passionnés du son, de l’électrique et de l’électronique non cessé de repousser les limites du paysage sonore.
Ce langage peut sembler, au premier abord, difficile d’accès, certes l’utilisation d’instrument à ondes ou à modules demande beaucoup de persévérance et d’une bonne oreille musicale, mais cela est le cas pour de nombreux instruments traditionnels. La dextérité et l’éducation de l’oreille s’apprennent, c’est comme pour tout.
Ce que je retiens, à travers ce voyage de la musique de synthèse, c’est la capacité de l’humain à s’inventer, à se réinventer plutôt. Sa capacité à faire confiance à son imagination, à sa créativité et sa capacité à s’emparer de tout ce que la technologie, les sciences, les innovations peuvent lui apporter.
Si vous avez apprécié ce tour d’horizon, n’hésitez pas à me le dire en commentaire, ce sera un plaisir de vous lire.
Toute suggestion est la bienvenue, cela permettra à tout le monde d’en profiter et si vous avez des questions, posez-les-moi, j’y répondrai si cela correspond à mes connaissances.
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À bientôt !