Synthétiseur
Synthétiseur
1/4 Les 104 minutes ont pour but de faire entendre le plus de sons différents d’un synthé.
Un synthétiseur, ou trivialement synthé, est un instrument de musique électronique capable de créer et de manipuler des sonssous forme de signal électrique. Les sonorités varient en fonction de la technique de synthèse sonore utilisée (tables d’ondes,échantillons, oscillateurs électroniques, synthèse additive, synthèse soustractive, synthèse FM, modélisation physique,modulation de phase…).
Principes
Les sons peuvent être créés soit de manière analogique à l’aide de circuits électroniques à comportement continu, soit de manière numérique à l’aide de circuits numériques ou de logiciels. L’une des méthodes consiste à répliquer les structures de synthèse d’origine en modélisant numériquement les circuits analogiques, mais toutes les ressources possibles des technologies numériques (circuits DSP ou CPU des ordinateurs) sont utilisées pour générer ou modifier des sons musicaux. De nombreuses structures de synthèse sont proposées utilisant des principes de base variés, quelquefois combinés.
Un synthétiseur nécessite habituellement l’utilisation d’un clavier pour jouer de l’instrument. Toutefois, l’interface d’un synthétiseur n’est pas forcément un clavier, elle peut se présenter sous forme d’un ruban tactile ou même être la détection de la position de la main du joueur dans l’espace. Un clavier peut être inclus avec l’instrument quand il est sous forme physique. Certains synthétiseurs vendus sous forme de modules standard sans clavier ont nécessité l’adjonction d’un clavier, notamment grâce à l’interface MIDI. Cependant, quand le synthétiseur est sous forme logicielle, on lui adjoint soit ce type de clavier, soit plus souvent un modèle au standard USB.

L’enveloppe ADSR
Un des aspects les plus caractéristiques de tout son est son enveloppe d’amplitude. Cette enveloppe détermine si le son est percussif, comme le piano ou la caisse claire d’une batterie, ou persistant, comme une corde de violon. Le plus souvent, la mise en forme du profil de l’amplitude d’un son est réalisée avec un modèle d’enveloppe « ADSR » (Attack, Decay, Sustain, Release, i.e. attaque, déclin, maintien, relâchement) appliqué pour piloter le volume des oscillateurs. À part le sustain, chacune de ces étapes est concrétisée par un changement du volume (souvent exponentiel). D’autres types d’enveloppes plus complexes sont proposés, avec des segments supplémentaires.
Les enveloppes servent aussi à piloter tous paramètres de synthèse, tels la variation de la fréquence d’un filtre, le balayage d’une forme d’onde, etc… Les variations exponentielles sont habituellement utilisées car elles modélisent plus précisément le comportement des instruments réels.
- la durée d’attaque est la durée de la première montée du niveau
- la durée de déclin est la durée de la baisse suivante jusqu’au niveau de maintien
- le niveau de maintien, la troisième étape, est le niveau constant produit quand une touche est maintenue
- la durée de relâchement est la durée de la décroissance du niveau de maintien jusqu’au niveau nul quand la touche est relâchée. Si la touche est relâchée pendant l’étape d’attaque ou de déclin, la phase de maintien est habituellement passée. De manière similaire, un niveau de maintien de zéro produira une enveloppe à durée fixe (plus ou moins percussive), sans niveau continûment maintenu, même si une touche est maintenue.
Bien que les oscillations des vrais instruments changent également de fréquence, la plupart des instruments peuvent être bien modélisés sans ce raffinement. Ce raffinement est nécessaire pour créer un vibrato.
Méthodes de synthèse
Trois types de synthèse sonore ont prédominé dans l’histoire des synthétiseurs.
Les plus courants sont les synthèses analogiques soustractive et additive (l’additive fut utilisée dès le début du xxe siècle sur un instrument appelé le Telharmonium. Ce fut la première). Elles se basent sur des formes d’onde simples (sinusoïdale, triangulaire ou carrée le plus souvent). La synthèse additive combine différentes ondes sinusoïdales (comme un orgue par exemple). La synthèse soustractive utilise des signaux riches en harmoniques, et nécessite des filtres pour ajuster le timbre.
Elles ont connu leurs heures de gloire dans les années 1970 puis leur retour en grâce dans les années 1990 à 2000 à cause de leur usage très répandu dans lesmusiques actuelles, et cela continue aujourd’hui grâce à leur facilité d’accès sous forme de logiciel informatique. Toutefois il ne s’agit plus d’un traitement analogique du son mais d’un traitement numérique qui simule le comportement analogique des synthétiseurs de cette époque.

Le DX7 utilise la synthèse FM.
Dans les années 1980, un autre type de synthèse a remporté un large succès, il s’agit de la synthèse FM. Le principe est radicalement différent, il s’appuie sur la modulation de fréquence ou la distorsion de phase utilise un générateur pour en moduler un autre.
Attention, les instruments de musique électroniques munis d’un clavier ne sont pas forcément des synthétiseurs dans le sens littéral du terme s’il s’agit d’appareils qui reproduisent des sons préenregistrés plutôt que de fabriquer des sons de toutes pièces-(instruments numériques). Ces sons proviennent de la numérisation (échantillonnage, quantification) du signal provenant d’un microphone. Ces sons numérisés existent sous forme de fichiers qui sont stockés sur un support magnétique/optique ou flashés dans une mémoire. Ces fichiers sont facilement modifiés par des logiciels de MAO (DAW en anglais). Les séquenceurs et les échantillonneurs permettent d’alimenter en son les synthétiseurs et lesexpandeurs avant restitution sur des haut-parleurs.
Modules
Les premiers synthétiseurs génèrent des sons par des techniques électroniques analogiques composés par de nombreux modules interconnectés électriquement entre eux. Les synthétiseurs numériques plus récents fonctionnent différemment, utilisant des processeurs, mais ils gardent souvent une architecture modulaire inspirée par l’analogique (Virtual Analogic). Parmi les composants les plus utilisés figurent :
- Les oscillateurs (ou VCO pour Voltage-Controlled Oscillator), qui créent les sons de base avec un timbrequi dépend de la méthode de synthèse.
- Les filtres (ou VCF pour Voltage-Controlled Filter), permettant de transformer le son en filtrant certaines fréquences.
- Les amplificateurs audio (ou VCA pour Voltage-Controled Amplifier), ayant pour rôle d’amplifier le signal, et donc de faire varier son volume.
Les composants précédents sont controllables (d’où l’appellation Voltage-Controlled), il existe donc des composants permettant de les moduler :
- Les enveloppes (ADSR ou autres) permettent de faire moduler le son de manière synchronisée avec le début et fin de note.
- Les LFO (Low Frequency Oscillator), pouvant être utilisé pour moduler le son de manière périodique, pour obtenir par exemple un vibrato ou un tremolo.
Les synthétiseurs modulaires permettent de combiner librement tous ces composants, ou même d’en ajouter. Dans les synthétiseurs plus compacts ces modules sont pré-cablés, et ne peuvent être combinés que de la manière prévue par le constructeur.
Histoire
L’histoire de la synthèse sonore et celle du synthétiseur étant intimement liées, elles sont toutes deux regroupées ici.
Ancêtres
En 1874, après avoir déposé infructueusement le brevet du téléphone (une heure après Alexandre Graham Bell), Elisha Grayinvente le télégraphe musical. Celui-ci comporte un clavier de deux octaves et exploite via des électro-aimants les vibrations de lamelles métalliques. La diffusion est assurée par le réseau téléphonique. En 1897, l’américain Thaddeus Cahill invente leTelharmonium, appelé aussi Dynamophone car il fonctionne à l’aide de 408 dynamos. Il inspirera la conception de l’orgue Hammond 40 ans plus tard et utilise lui aussi le réseau téléphonique. En 1907, Lee De Forest invente le tube à vide (la « lampe » électronique, la triode) qui va permettre de réaliser des circuits électroniques. En 1917, le Russe Léon Theremineinvente le Theremin, instrument peu courant mais encore joué et construit aujourd’hui. Il ne comporte pas de clavier mais deux antennes qui sont influencées par les positions des mains, l’une servant à piloter la hauteur et l’autre le volume du son ; ce son est le résultat de la différence entre deux oscillateurs travaillant à très hautes fréquences. C’est lui qui fait les « chœurs » dans le morceau Good Vibrations de Brian Wilson (Beach Boys) et que l’on entend aussi comme l’instrument principal du thème du générique de la série TV britannique Inspecteur Barnaby.
Maurice Martenot invente en 1928 « les ondes Martenot », instrument qui utilise le même principe de différence entre deux fréquences élevées mais dispose d’un clavier et d’un moyen de faire des glissandos. Cet instrument au son fascinant a été réédité en 2001 sous le nom d’Ondéa et est exploité notamment en concert parYann Tiersen. Bien avant, des artistes comme Olivier Messiaen, Edgar Varèse ou Darius Milhaud ont composé pour lui un véritable répertoire. Deux ans plus tard, leTrautonium de l’allemand Friedrich Trautwein est le premier synthétiseur à synthèse soustractive. La bande-son du film Les Oiseaux d’Alfred Hitchcock a été entièrement réalisée avec cet instrument, par Oskar Sala, notamment les cris des oiseaux. En 1935, c’est la naissance de l’orgue Hammond, conçu par Laurens Hammond qui travaillait à l’origine à la mise au point d’un moteur destiné à une horloge. Les sons de l’orgue Hammond sont créés par un grand nombre de roues phoniques (sortes de dynamos) et selon un procédé de synthèse additive. Cet instrument est totalement polyphonique. Destiné initialement aux églises, il sera popularisé par le gospel puis le blues, le jazz et le rock. Il est encore très populaire aujourd’hui[Quand ?][réf. nécessaire]. En 1947, l’électronicien français Constant Martininvente le Clavioline, instrument à clavier (une octave et demi) n’ayant qu’un seul oscillateur.
En 1950, le chef d’orchestre Raymond Scott crée le Clavivox pour produire des jingles publicitaires, puis l’Electronium, un instrument très avant-gardiste puisqu’il est à la fois un synthétiseur et un séquenceur, permettant donc de programmer des mélodies. Sept ans plus tard, en 1957, Max Mathews, ingénieur aux Bell Laboratories écrit le premier programme de synthèse numérique, appelé MUSIC-I, pour l’IBM 704. En 1964, Moog commercialise son premier synthétiseur1, et Paul Ketoff présente son « Synket »2. 1969, le guitariste des Beatles, George Harrison utilise un Moog sur leur album Abbey Road. Pete Townshend, du groupe Who crée l’année suivante des boucles avec un synthétiseur ARP sur Who’s Next. Le synthétiseur deviendra alors un instrument de rock. En 1972 sort le premier synthétiseur duophonique, l’ARP Odyssey conçu par Alan R. Pearlman. En 1974, les premiers synthétiseurs polyphoniques apparaissent, avec le SEM3 à deux voies puis quatre et huit voies, introduits par Tom Oberheim. Dès 1983, première démonstration publique du Musical Instrument Digital Interface ou interface MIDI, raccordant un Jupiter-6 (Roland) et un Prophet-600 (Sequential Circuits), par Dave Smith4. La même année, commercialisation du Yamaha DX75.
Synthétiseurs notables
Voici une liste des instruments qui ont représenté une étape importante au niveau du son ou d’un style musical et qui méritent un article dédié. Pour chaque instrument, des musiciens ou des styles étroitement liés sont indiqués. Pour davantage de modèles de synthétiseurs, voir Catégorie:Synthétiseur.
- Alesis Andromeda (utilise des composants numériques et modernes pour piloter un circuit de synthèse entièrement analogique) (Klaus Schulze)
- ARP 2600 (Klaus Schulze, Jean-Jacques Birgé, Depeche Mode, Erasure, The Who, Stevie Wonder, Weather Report, Edgar Winter, Space, Genesis, Lightwave,Jean Michel Jarre, New Order, Chemical Brothers, Simian Mobile Disco, Aphex Twin)
- ARP Odyssey (Klaus Schulze, Ultravox, Styx, Herbie Hancock, Spock’s Beard, Deep Purple (Jon Lord).
- Cavagnolo Exagone XM64 Un des rares synthétiseurs analogiques monophoniques produits par une firme française (1982)
- Clavia Nord Lead (The Prodigy, Space, Zoot Woman, The Weathermen, Jean Michel Jarre, le premier synthétiseur à utiliser des circuits numériques pour émuler des circuits analogiques)
- Casio CZ-101 L’un des premiers synthétiseurs numériques bon marché (Vince Clarke, Erasure)
- Elka Synthex L’un des derniers grands analogiques (Tangerine Dream, Space, Jean-Michel Jarre, Stevie Wonder, Giorgio Moroder)
- E-mu Emulator (The Residents, Depeche Mode, Deep Purple, Genesis)
- EMS VCS3 (Klaus Schulze, Roxy Music, Hawkwind, Tim Blake, Pink Floyd, Space, Jean Michel Jarre, BBC Radiophonic Workshop, Brian Eno)
- Ensoniq ESQ-1 (Jean Michel Jarre, Steve Roach)
- Ensoniq VFX (Tony Banks, Space, Oscar Peterson, Jean-Jacques Birgé)
- Fairlight CMI (Daniel Balavoine, Jean Michel Jarre, Kate Bush, Space, Peter Gabriel, Mike Oldfield, Jan Hammer, Pet Shop Boys, The Art of Noise)
- Korg M1 (Bradley Joseph, Space, Trisomie 21, The Cure)
- Korg MS-20 (Erasure, Digitalism, Chemical Brothers)
- Korg Wavestation (Tony Banks)
- Korg Triton (Bradley Joseph, Derek Sherinian)
- Korg 01/W (Alex Staropoli)
- Korg Karma (Jean Michel Jarre)
- Korg I 30 (Jean-Christian Michel – Bach Transcriptions)
- Kurzweil K2000 Synthétiseur disposant du système V.A.S.T (Jean Michel Jarre, Pink Floyd), Lightwave
- Lyricon Premier instrument à vent électronique produit en grande série. (Michael Brecker, Tom Scott, Chuck Greenberg, Wayne Shorter)
- Moog modular synthesizer (Rush uniquement le pédalier, Wendy Carlos, Tomita, Tonto’s Expanding Head Band, Klaus Schulze, Tangerine Dream, Emerson, Lake & Palmer, The Beatles, Weezer, Space, Massive Attack)
- Moog Taurus (Rush, Jean Michel Jarre, Genesis, The Police, U2, The Cure)
- Minimoog (Gary Numan, Pink Floyd, Jean Michel Jarre, Erasure, Rush, The Cure, Yes, Emerson, Lake & Palmer, Stereolab, Devo, Ray Buttigieg, George Duke)
- Oberheim OB-X, Oberheim OB-Xa (Rush, Prince, Styx, Supertramp, Van Halen,Jean Michel Jarre)
- PPG Wave 2 (Rush, Depeche Mode, Jean Michel Jarre, Jean-Jacques Birgé, Tangerine Dream (Edgar Froese), The Fixx, Thomas Dolby)
- Roland Jupiter-8 (Rush, Duran Duran, Erasure, OMD, Huey Lewis and the News, Space, Indochine, Massive Attack, Jean Michel Jarre)
- Roland JD-800 Premier synthétiseur numérique à reproposer une interface conviviale « un bouton une fonction » comme sur ses ancêtres analogiques.(Jean Michel Jarre, Francis Rimbert, Vangelis, Genesis, The Prodigy, Pet Shop Boys)
- Roland JP-8000 Le synthétiseur qui a posé les bases sonores de la trance, notamment ce son de dent de scie très chaud et typique (Jean Michel Jarre, Francis Rimbert)
- Roland TB-303 (techno, acid house, Fatboy Slim, Daft Punk)
- Roland D-50 (Jean Michel Jarre, Enya, IQ)
- Roland MT-32 Un standard de facto pour la musique et les bruitages des jeux vidéo
- Roland V-Synth synthétiseur de recherche intégrant la technologie VariPhrase, la synthèse à oscillateurs multiples, les algorithmes COSM, la synthèse Vocal Designer, une interface de programmation remarquable (écran tactile, nombreux contrôleurs temps réel comme le Time Trip Pad ou encore le double D-Beam) […] Le V-Synth GT sorti en 2007 ajoute, entre autres, la synthèse AP et une architecture dual core permettant de doubler la puissance du V-Synth original. (Front 242,Skinny Puppy, Orbital, Jean-Jacques Birgé, Vitalic)
- Sequential Circuits Prophet 5 (Berlin, Phil Collins, The Cars, Erasure, Steve Winwood, Underworld, MSTRKRFT, Chromeo)
- NED Synclavier (Michael Jackson, Stevie Wonder, Laurie Anderson, Frank Zappa, Pat Metheny Group)
- Waldorf Wave, un monstre de la synthèse à tables ondes,
- WaveFrame AudioFrame (Peter Gabriel, Stevie Wonder)
- Yamaha DX7 (Jean Michel Jarre,Rush, Steve Reich, Depeche Mode, Zoot Woman, The Cure, Brian Eno, Jean-Philippe Rykiel, Jean-Jacques Birgé, Howard Jones,Nitzer Ebb, Front 242)
- Yamaha VL-1 Premier synthétiseur à modélisation physique
- Yamaha CS-80 Premier Synthétiseur polyphonique 8 notes de la marque, totalement analogique, à clavier gérant le Polyphonic aftertouch, pesant environ 100 kg, sans doute le plus expressif de tous, tel un instrument acoustique (Vangelis, Space, Hans Zimmer, Eddie Jobson, Jean-Michel Jarre)
- Yamaha SHS-10 L’un des premiers « keytars » (synthé en bandoulière comme une guitare) des années 1980 (Martin Circus) (Showbread (band))
- Yamaha Motif Série de synthétiseur de production musicale.
- RSF Polykobol II La référence française des synthétiseurs analogiques polyphoniques à mémoire des années 80, instrument rare utilisé par Lightwave, Jean Michel Jarre)
Principaux fabricants
- Access Music
- Alesis
- ARP
- Akai
- Acxel2 (Idarca-Audio Inc faillite en 2010)
- Buchla and Associates
- Casio
- Clavia
- Crumar
- Dave Smith Instruments
- Doepfer
- Electronic Music Studio (EMS)
- Elektron
- E-mu
- Ensoniq
- Fairlight
- Formanta Polivoks
- Generalmusic
- Hartmann Music
- Ibbsynth
- Kawai
- Ketron
- Korg
- Kurzweil Music Systems
- Linn Electronics, Inc.
- MFB
- Moog
- New England Digital (NED)
- Novation
- Oberheim
- PAiA Electronics
- Palm Products GmbH (PPG)
- Realtime Music Solutions (RMS)
- Roland Corporation
- RSF
- Sequential Circuits
- Societa Industrie Elettroniche (SIEL)
- Spectrasonics
- Steiner-Parker
- Studio Electronics
- Technics
- Waldorf Music
- Yamaha
Notes et références
- (en) http://createdigitalmusic.com/2007/03/23/this-week-in-synths-the-stearns-collection-moog-modular-mike-oldfields-ob-xa-and-the-moog-iiip/ [archive]
- Keyboard Magazine Presents Vintage Synthesizers, p. 71
- http://www.vintagesynth.com/oberheim/sem.php [archive]
- http://mixonline.com/TECnology-Hall-of-Fame/smith-sequential-midi-090106/ [archive]
- (en) http://www.vintagesynth.com/yamaha/dx7.php [archive]
Annexes
Bibliographie
- (en) Modulations: a history of electronic music, Peter Shapiro, Iara Lee 1999 (ISBN 189102406X)
- (fr) Modulations: une histoire de la musique électronique, Pauline Bruchet, 2004 (ISBN 2844851479)
Articles connexes
- Synthétiseur modulaire
- Synthèse sonore soustractive
- Synthèse sonore additive
- Synthèse FM
- Synthèse vocale
- MIDI
- Vélocité d’un clavier numérique
- Orgue numérique
- Synthesizer Greatest, compilations de musiques réalisées au synthétiseur
- Vocodeur
Liens externes
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