Son stéréophonique

Le son stéréophonique, plus communément appelé stéréo, est une méthode de reproduction sonore visant a recréer l’illusion d’un espace sonore. Cela est habituellement réalisé à l’aide de deux canaux (gauche et droit) diffusés par au moins deux transducteurs (haut-parleurs ou écouteurs).

Le terme stéréophonie vient du grec stereo « spatial, solide » et phono « ton, le son ».

Clément Ader¹ eut semble-t-il en premier l’idée d’une diffusion binaurale, en 1881. En 1884, sept ans seulement après l’invention du téléphone, le théatrophone permettait à des auditeurs d’écouter, avec un écouteur par oreille et un micro par écouteur, la musique jouée à l’Opéra Garnier, à Paris, depuis un bâtiment voisin².

Le terme stéréophonie apparaît en France en 1924³. « Elle sera pour l’oreille ce que les yeux attendent du cinéma en relief », écrit en 1930 l’ingénieur du son Georges-Clément Lévy⁴.

En 1931 Alan Blumlein (en) conçoit en Angleterre le premier système de son binaural, avec deux canaux. Il prend un brevet pour une de prise de son par paire de micros à directivité en huit installés au même point, l’enregistrement sur une seule piste de disque avec les deux signaux à 45° de part et d’autre de la verticale, et le matriçage des signaux permet d’obtenir des signaux de somme, monophonique, et de différence gauche-droite. Tous ces principes seront à la base de la stéréophonie, telle qu’elle se développe après la Seconde Guerre mondiale.

Outre-Atlantique à la même époque les équipes des laboratoires Bell travaillent sur des systèmes multicanaux de perspective auditive⁵. Ces travaux incluent une évaluation psychoacoustique de la localisation des sons.

À la fin des années 1930, la stéréophonie, avec d’autres qualificatifs techniques que le public est peu en mesure de comprendre, comme superhétérodyne et contre-réaction, est un argument de vente pour les récepteurs de radio ; ces appareils dirigent certaines fréquences sur des haut-parleurs orientés dans une direction différente des autres⁶.

En 1940, les studios de Walt Disney Pictures créent et montrent en stéréophonie trois canaux plus un de contrôle le film musical Fantasia⁷. Cependant, le système stéréophonique baptisé Fantasound exigeait une longue installation du matériel, les projecteurs ordinaires n’étant en rien compatibles avec le système, et les salles étant équipées d’un seul haut-parleur derrière l’écran. Après une tournée de démonstration dans 14 salles, Disney distribua une version monophonique qui devint celle de référence.

En 1954, le film Oklahoma ! est distribué en son magnétique 6 pistes sur 70 mm, avec le système Todd-AO.

La diffusion des électrophones remplaçant les anciens gramophones mécanique rend possible le disque microsillon, qui devient stéréophonique en 1958 suivant le système Blumlein, avec les Decca Records et Erato. Le disque est mono-compatible grâce au déphasage des canaux, les électrophones monophoniques sensibles uniquement au déplacement latéral de la pointe transcrivant ainsi la somme des canaux droite et gauche. Les premiers enregistrements stéréophoniques sur disque microsillon ayant fait date dans la distribution au grand public furent ceux d’Antal Dorati à la toute fin des années 1950. Ce dernier enregistra l’Ouverture solennelle 1812 avec l’Orchestre symphonique de Minneapolis en 1958 puis la Victoire de Wellington avec l’Orchestre symphonique de Londres en 1960. Dans les deux œuvres, la stéréophonie permet de rendre l’effet obtenu en concert d’opposition entre les deux camps des guerres napoléoniennes. Ces deux enregistrements stéréophoniques ont été effectués par les ingénieurs du son de Philips Phonografic Industries.

Les postes périphériques Europe 1 et Radio-Luxembourg eurent l’idée dans les années 1960 d’associer leurs efforts pour créer, le temps d’une demi-journée, une émission en stéréophonie (il fallait deux postes de radio, l’un sur Europe 1 et l’autre sur Radio-Luxembourg. Parmi les animateurs de cette farce technologique (où tous les procédés de la stéréo furent déployés, à commencer par le son d’une balle de ping-pong allant et venant entre ces deux postes) se trouvaient Jean Yanne etJacques Martin.

De façon plus sérieuse, la télévision française (RTF) avait collaboré avec France IV – l’unique chaîne à modulation de fréquence qui deviendrait plus tard France Musique – pour reproduire en stéréo le son d’une œuvre de Jean Prat (musique de Jean Prodromidès), Les Perses, d’après la tragédie d’Eschyle. Le téléviseur diffusait le son frontal et le poste de radio le son arrière. De même, dans le domaine de la musique de variété, cette expérience fut renouvelée avec un « Show Franck Pourcel » en stéréo.^{[réf. souhaitée]} Ces expériences restèrent sans lendemain, le son des téléviseurs étant de qualité médiocre à l’époque, ce qui causait un déséquilibre du son (en principe Hi-Fi) du récepteur radio à modulation de fréquence. D’ailleurs, les récepteurs à modulation de fréquence étant alors très peu répandus, de nombreux spectateurs ont vu Les Perses avec le son de la télévision et celui de France IV en modulation d’amplitude sur les ondes moyennes, dont le son était bien pire – en raison des interférences et de la faible bande passante – que celui de de la télévision. Le NICAM ne viendra que bien plus tard corriger ce défaut.

Dans les années 1960, la radio devient stéréophonique sur la bande FM. Pour rester compatible avec les récepteurs existants, monophoniques, on transmet un signal monophonique dans les mêmes conditions qu’auparavant, plus un signal de différence gauche-droite (en modulation d’amplitude, plus vulnérable à de mauvaises conditions de réception) qui module une sous-porteuse à 38 khz de la principale.

La prise de son stéréophonique

La prise de son stéréophonique met en œuvre au moins deux microphones, qui captent une image sonore (acoustique) du lieu avec :

• soit une différence de temps ou de phase, (c’est ce qu’on appelle traditionnellement la stéréophonie de temps les microphones sont en deux points de l’espace),
• soit avec une différence d’intensité (c’est ce qu’on appelle traditionnellement la stéréophonie d’intensité deux micros directifs formant un angle et qui capteront une intensité sonore plus forte dans leur axe). Il est possible de mélanger les deux types de stéréophonie (on parle alors de couple quasi-coïncident, comme le célèbre (du moins en France) couple ORTF⁸), d’utiliser un obstacle entre les deux micros, ce qui aura pour effet de simuler l’action du crâne avec un rendu plus réaliste (disque ou tête artificielle). La stéréophonie permet de restituer un espace sonore avec une meilleure fidélité que la reproduction monophonique.

La prise de son destinée à une reproduction stéréophonique peut et est devenue au fil des années une prise de son multipiste qui sera, de ce fait, suivie d’un mixage en stéréo.

La prise de son multipiste

Dans l’enregistrement musical, la stéréophonie est le plus souvent réalisée en enregistrant au moyen de microphones proches de la source chaque instrument ou voix, sur des pistes séparées d’un magnétophone multipiste. Le signal des pistes est ensuite envoyé aux canaux (droite, gauche, éventuellement surround), éventuellement enrichies d’une réverbération synthétique. Un réglage dit panoramique permet de doser la proportion dans chaque canal. On réalise de cette manière essentiellement une stéréophonie d’intensité. On mélange aussi à des captations stéréophoniques, occupant deux pistes, le signal de microphones proches d’un élément qui doit être mis en avant.

En cinéma et en audiovisuel, de la même façon, on utilise l’enregistrement multipiste pour mélanger des ambiances enregistrées par captation stéréophonique avec des enregistrements monophoniques de tournage et des enregistrements de doublage et de bruitage réalisés en auditorium.

D’autres microphones ou systèmes (liste non exhaustive) : MMAD, decca tree, OCT Surround, INA5, sphère Schoeps KFM360, carré Hamasaki, croix IRT, holophone H2pro, dpa S5, dpa 5100 etc.

La reproduction stéréophonique

Lors de la restitution, deux haut-parleurs (ou enceintes acoustiques) sont chargés de reproduire le signal de chacun des deux canaux, droite et gauche. La disposition des enceintes acoustiques et de l’auditeur doit (du moins en théorie) respecter un schéma simple : celui d’un triangle équilatéral, l’auditeur se trouvant à une pointe et les enceintes aux deux autres pointes. Naturellement les deux enceintes doivent correspondre à leurs canaux respectifs (droite et gauche). Elles doivent aussi être enphase pour que les mouvements des membranes des haut-parleurs n’aient pas tendance à s’annuler : le « plus » de chaque enceinte doit être relié au « plus » du canal de sortie correspondant de l’amplificateur. Si ce n’est pas le cas (on dit que les enceintes sont « hors phase ») la restitution sera entachée de défauts divers : diminution du volume des sons grave, instabilité de l’image stéréophonique⁹.

Il faut remarquer qu’une restitution stéréophonique n’exige pas forcément deux enceintes acoustiques. Des réalisations sortant du schéma traditionnel ont été testées, mises au point et parfois commercialisées. Le plus connu est sans doute le système Stereolith dont l’inventeur, Walter Schupbach, a reçu le Grand Prix du Salon des Innovations 1986 à Genève¹⁰. Ces techniques vont toutefois à l’encontre des habitudes et leur concept n’est pas simple à comprendre si bien qu’elles n’ont connu qu’un succès limité, bien que Revox ait commercialisé des enceintes Stereolith sous le nom de Duetto.

Les formats de production

Analogiques

Bande magnétique (1/4 de pouce ou demi pouce)

Numérique

D’abord PCM enregistré sur bande de façon linéaire, puis de façon non linéaire sur des DAW, Digital audio workstation, stations informatiques d’enregistrement et de montage audio.

Les formats de reproduction ou de diffusion

• En analogique, la gravure puis le pressage de disques vinyles, ou la cassette audio, la radiodiffusion FM stéréo.
• En numérique: pour le CD audio l’encodage 16 bits / 44,1 kHz.

Les formats compressés de diffusion

• Les familles des codages Mpegs
• Le format MP3
• La famille des AC3 de Dolby
• Les formats Microsoft, Apple, etc.
• Les formats libres (ogg, flac, etc).

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Format audio
• Quadriphonie
• Son multicanal
• Enregistrement sonore
• Captation stéréophonique
• Panoramique polyphonique
• (en)Stereophonic sound
• (en)Binaural recording
• André Charlin

Bibliographie

• Claude Bailblé, « La musique sur un triangle », L’audiophile, n^o 16,‎ juin 1991, p. 42-49 (lire en ligne) (première de cinq parties voir Index de la revue Audiophile, 1988-1995)

Liens externes

• « Son et enregistrement », le site de Claude Gendre
• Son stéréophonique sur La chronique d’Albert
• Le son sur ciné-club de Caen.com
• (de) Visualisation de systèmes de prise de son stéréo à deux microphones
• (en) Multichannel Audio for television [PDF]