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Sound engineer AEPS307 Deloose Brice

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1/ Introduction ................................................................................................................... 4 2/ Les précurseurs de la musique créée à l’aide de moyens électroniques........................ 4

2.1. Au temps des allumeurs de réverbères… ............................................................... 4 2.2. La fixation du son sur un support ........................................................................... 5

2.2.1. Le Phonographe et autres « tourne-disques ».................................................. 5 2.2.2. La bande magnétique....................................................................................... 6

2.3. Les premiers instruments électroniques ................................................................. 8 3/ Les premiers synthétiseurs ............................................................................................ 9

3.1. Le telharmonium ou dynamophone........................................................................ 9 3.2. Le theremin........................................................................................................... 10 3.3. Le sphäraphon ..................................................................................................... 11 3.4. Le rumorarmonio................................................................................................. 12 3.5. Les ondes martenot.............................................................................................. 12 3.6. L’ « automatically operating musical instrument of electric oscillation type » .. 13 3.7. Le kaleidophon .................................................................................................... 13 3.8. Le trautonium ...................................................................................................... 13 3.9. Le rythmicon ou polyrythmophone ..................................................................... 14 3.10. L’electrochord ................................................................................................... 15 3.11. Le variphone ...................................................................................................... 15 3.12. L’orgue hammond ............................................................................................. 15 3.13. L’ondioline ........................................................................................................ 16 3.14. L’electronic sackbut .......................................................................................... 16 3.15. Le mark I ........................................................................................................... 17

4/ L’ère du numérique ..................................................................................................... 17 4.1. Les premiers synthétiseurs................................................................................... 17

4.1.1. Le Synket....................................................................................................... 17 4.1.2. Buchla........................................................................................................... 18 4.1.3. Le moog........................................................................................................ 18 4.1.4. Le yamaha DX7............................................................................................ 20 4.1.5. Le synclavier ................................................................................................ 20 4.1.6. Le Dartmouth digital synthesizer ................................................................. 20

4.2. L’arrivée de l’informatique ................................................................................. 21 4.2.1. Les précurseurs .............................................................................................. 21 4.2.2. Le développement ......................................................................................... 22 4.2.3. Le langage MIDI ........................................................................................... 23 4.2.4. De nos jours ................................................................................................... 24

4.2.4.1. L’UPIC de Xenakis ................................................................................ 24 4.2.4.2. De Syter aux GRM Tools ...................................................................... 25

4.3. L'ère commerciale ................................................................................................ 25 4.3.1. Les korg MS10 et MS20................................................................................ 26 4.3.2. Le CMI de Fairlight et son précurseur le Mellotron...................................... 26 4.3.3. Les ARP 2500 et 2600................................................................................... 28 4.3.4. Les premiers polyphoniques.......................................................................... 28 4.3.5. Les premiers séquenceurs.............................................................................. 28

4.4. La fin de l'analogique et l'explosion commerciale ............................................... 29 5/ Comment fonctionnent les divers types de synthèse................................................... 34

5.1. Synthétiseurs, séquenceurs et échantillonneurs.................................................... 34 • 5.1.1. Le VCO (Oscillateur) .................................................................................. 34

3

• 5.1.2. Le VCA (Amplificateur).............................................................................. 34 • 5.1.3. Le LFO......................................................................................................... 35

5.2. Les différents types de synthèse ............................................................................ 35 • 5.2.1. La synthèse soustractive .............................................................................. 35

5.2.1.1. Principe................................................................................................... 35 5.2.1.2. Sources sonores ...................................................................................... 35 5.2.1.3. Description d'un filtre ............................................................................. 36

• 5.2.2. La synthèse FM............................................................................................ 36 • 5.2.3. La synthèse AM........................................................................................... 37 • 5.2.4. La synthèse LA (synthèse mixte) ................................................................ 37 • 5.2.5. La synthèse additive .................................................................................... 38 • 5.2.6. La synthèse « wavetable » (à table d’ondes) ............................................... 39 • 5.2.7. La synthèse vectorielle ................................................................................ 40 • 5.2.8. Le waveshaping ........................................................................................... 40 • 5.2.9. La lecture d'échantillons .............................................................................. 40 • 5.2.10. La synthèse à modélisation physique ........................................................ 41 • 5.2.11. La synthèse à modélisation analogique virtuelle ....................................... 44

Bibliographie ....................................................................................................................... 46

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1/Introduction

Tout au long de ce travail, je tenterai de suivre l’évolution de la synthèse sonore, afin d’en étudier les influences et l’utilité dans la composition de musiques électroniques. Il va sans dire que cette recherche ne peut se concevoir sans faire référence à l’électronique et à l’informatique musicale. Il me semble par ailleurs important de définir ce qui est synthèse et ce qui ne l’est pas. En effet, de nombreux « dispositifs musicaux » ont vu le jour avant que l’on puisse réellement parler de synthèse, et pour certains la catégorisation n’est pas évidente. Aussi je donnerai la définition simple suivante: un synthétiseur est un montage électronique oscillant, générant du son. Par ailleurs, il nécessite le raccordement à un dispositif de reproduction sonore tel qu’un haut-parleur. Tout ce qui est du domaine de l’électromagnétisme ou de dispositifs faisant osciller des matériaux est de l’ordre du corps sonore. La seule différence est que l’excitateur de pareils dispositifs est soit électronique, soit électromagnétique.

J’essayerai aussi de démontrer en quoi ces avancées technologiques nous ont amenés à penser la musique différemment et en mesurer l’impact sur les techniques de composition.

En annexe, je joins une illustration audio des œuvres mentionnées en caractère bleu dans ce travail.

2/ Les précurseurs de la musique créée à l’aide de moyens électroniques

2.1. Au temps des allumeurs de réverbères…

En 1759, en France, le jésuite Jean-Baptiste de La Borde (1730-1777) construit le clavecin électrique, un instrument avec clavier qui utilise l'électricité statique pour frapper des cloches avec de petits clapets métalliques. Cette invention marque le début d'un enthousiasme sans précédent pour toutes les formes d'innovations technologiques en rapport avec la musique 1.

En 1877, Charles Cros (1842-1888) en France et Thomas Alva Edison (1847-1931) aux Etats-Unis déposent un brevet concernant l’enregistrement du son. Cette invention permet la conservation du son et sa reproduction à l’identique 2.

Il faut attendre 1880 pour pouvoir parler vraiment de synthétiseurs grâce à Thomas Edison qui permet la diffusion de l’électricité.Vers la fin du 19e siècle arrivent les premières machines électriques, qui vont déjà intéresser certains compositeurs toujours baignés dans la tradition instrumentale. Cependant celles-ci vont petit à petit amener le musicien à réfléchir aux techniques disponibles pour faire de la musique. Au début du 20e siècle, certaines innovations techniques vont révolutionner nos rapports au son et ouvrir de nouveaux espaces d’exploration sonore : les moyens d’élargir la palette des sons et la possibilité de reproduction directe du son 3.

L’ère de la machine est désormais bel et bien en marche… 1 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors1.htm 2 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors1.htm 3 http://www.eei.org/industry_issues/industry_overview_and_statistics/history htm

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2.2. La fixation du son sur un support

2.2.1. Le Phonographe et autres « tourne-disques »

D’une part, la première machine électrique ayant permis la création de musiques sur support est le paléophone (1877) - sorte de phonographe - de Charles Cros, le premier à avoir une idée précise du cinéma sonore 4.

D’autre part, toujours en 1877, Edison invente lephonographe.

Comme le dit Sadoul : « Le 6 octobre 1889, Edison de retour d’Europe pénétra pour la première fois dans la « chambre no.5 », il y vit l’image de W.K.L. Dickson en redingote, qui le salua en employant ces mots : « Bonjour, monsieur Edison. Je suis heureux de vous voir de retour. J’espère que vous êtes satisfait du kinéphonographe».Il s’agissait du premier film parlant 5.

Sa source étaitDickson, W. K. L. and Dickson, A: History of the Kinetograph, Kinetoscope and Kinetophonograph, London, 1895.

Même si cette date est contestée, il est certain que des projections de laboratoire furent réalisées en 1890.

Au cours des années 1930, le phonographe est employé dans les créations des compositeurs tels qu’Edgard Varèse (1883-1965) - 1954, Déserts pour orchestre et interpolations de “sons organisés” sur deux bandes monophoniques, puis dans le Poème Électronique en 1958 - et John Cage (1912-1992) - par exemple dans « Imaginary Landscape » 1939-1952, où il utilise deux phonographes à vitesse variable. Il s’agit de la première utilisation musicale d’un son fixé sur support 6.

Plus tard, le phonographe laissera la place aux tourne-disques qui vont servir à composer les premières œuvres concrètes de Pierre Schaeffer (1910-1995) et de son compagnon à la radio d’essai de Paris, Pierre Henry (1927- ) - Etude aux bruits et Etude aux chemins de fer de P. Schaeffer en 1948 et Symphonie pour un homme seulde P. Henry et P. Schaeffer en 1950 7. Le phonographe influence aussi des compositeurs « classiques » tels qu’Igor Stravinsky (1882-1971) qui composa sa Sérénade pour piano en 1925. Dans cette œuvre, il veilla à ce que chacun des 4 mouvements ne dure pas plus de 3 minutes afin de pouvoir être gravés sur un disque 78trs de 10 pouces 8.A Dessau, en 1927 Oskar Schlemmer (1888-1943) utilise des sons enregistrés sur disques pour ses créations de théâtre

4 Techniques du son tome 3 p 361

http://www.universalis.fr/encyclopedie/Z030116/_PALEOPHONE_DE_CHARLES_CROS_ET_PREMIER_ENREGISTREMENT_DE

_LA_VOIX_HUMAINE_PAR_EDISON.htm 5 Sadoul, G. (1948) Histoire gÈnÈrale du cinÈma 1. L’invention du cinÈma 1832-1897 Paris : DenoÎl, p.145 6 http://www.ars-sonora.org/html/numeros/numero03/03g.htm 7 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors7.htm 8 Katz Mark, Capturing Sound (How Technology Has Changed Music) Berkeley and Los Angeles : University of California Press, 2004

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expérimental au Bauhaus et son concept d'œuvre totale. Il créa aussi Triadic Ballet sur la musique de Paul Hindemith (1895-1963) 9.

Jacques Poullin développe les deux Phonogènes (chromatique et à coulisse) et le Morphophone au début des années 1950 et Francis Coupigny travaille à un synthétiseur pendant la décennie suivante 10.

Peu de temps après apparut la bande…

2.2.2. La bande magnétique

L’histoire de la musique électronique et électroacoustique, pendant la première partie du 20ème siècle,est d’avantage liéeau développement des instruments, qu’à la naissance d’un réel art musical. Ces instruments n’ont pas réellement été associés à des idées musicales novatrices. Il faut attendre l’invention de la bande magnétique pour voir apparaître des nouvelles mentalités. Les compositeurs se mettent à réfléchir à ce que l’on peut qualifier de musique ou non. Ils commencent à déformer et moduler des matières sonores, ils génèrent de la sorte de nouvelles matières. Ceci était évidemment impossible tant qu’on ne pouvait pas fixer un son sur un support.

En 1935, lors de l’exposition de la radio allemande, la société AEG présente à Berlin le premier enregistreur sur bande magnétique : le Magnetophon K1.

Ce sera le premier magnétophone à bande produit industriellement. Le principe était déjà le même que sur les magnétophones des années 80 : la bande était composée de pigments métalliques collés sur une base en plastique. En effet, la bande se compose de trois parties : la dorsale (base en plastique), le liant (colle) et les particules ferromagnétiques. Ceci fait penser à l’invention de Valdemar Poulsen (1869-1942) qui a développé un procédé capable d’enregistrer le son sur un rouleau de fil en acier (le Télégraphone) et dont le brevet fut déposé en 1898. Mais ce procédé comportait peu d’avantages à côté des tourne-disques de l’époque. Le télégraphone reçut une attention toute particulière quand il fut montré à l’Exposition Universelle à Paris en 1900 11.

Le support optique du cinéma permettra de dessiner directement les sons. Après Tönendes ABC de Moholy-Nagy (1895-1946),la synthèse optique se poursuit dans les années 1930 avec Rudolf Pfenninger (1899-1976) en Allemagne, Norman Mc Laren (1914-1987) au Canada et Yevgeny Sholpo à Leningrad.

9 http://www.encyclopedia.com/doc/1E1-Schlemme.html

et http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors1.htm 10 http://www.furious.com/Perfect/ohm/inagrm.html 11 http://www.acmi.net.au/AIC/POULSEN_BIO.html

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Dans les années 1950, une machine pour la synthèse sonore optique sera utilisée dans le studio de Cologne.

L’année 1951 est l’année de l’arrivée des premiers magnétophones en France. Pierre Schaeffer, ingénieur et musicien au Club d’essai de la Radio Télévision réalise Etudes aux objets (1958), œuvre sur bande. Cette même année Pierre Henry crée le studio Apsome. En 1951 toujours, Pierre Schaeffer crée son propre « Phonogène », un appareil à bande qui permettait de jouer sur la vitesse et la transposition des sons 12.

En 1988, ils composèrent ensemble Orphée 51 et Orphée 53 à l’aide de bandes 13.

Le principal atout de l’époque pour la bande magnétique était qu’elle permettait d’intervenir sur la temporalité des événements enregistrés. Il est donc logique qu’à l’époque tous les compositeurs de musique électroacoustique (ce qui implique un support) aient utilisé la bande. C’était le seul moyen technique permettant un montage. On pouvait travailler directement avec le son, l’écouter et le répéter ou composer avec sa morphologie.

Les Beatles collaborent avec Georges Martin, musicien de formation classique qui leur ouvre de nombreux horizons en termes d’arrangements et de technologie pour des chansons comme Yesterday et leurs premiers enregistrements studio en stéréo, puis sur 4 et 8 pistes… Cette technologie bouleverse les habitudes des musiciens : les possibilités sont nombreuses comme enregistrer les musiciens un par un, garder seulement certaines prises, certaines pistes…

Du début des années soixante jusqu’au début des années nonante, le magnétophone offrira aux musiciens la possibilité d’enregistrer des bruits et de les utiliser à leur guise. Ainsi par exemple, sur l’album Revolver , en 1966, apparaissent les premiers collages. Des solos de guitare sont joués « à l’envers » (la bande de la piste de guitare solo a été coupée puis retournée et recollée) - exemple sur I’m only sleeping. L’album se termine par un titre quasi-visionnaire, Tomorrow never knows, dont la rythmique est entièrement basée sur une boucle qui lui donne une couleur très étrange, en plus de nombreux collages de sons, dont plusieurs à l’envers. Cette chanson annonce la suite de l’œuvre des Beatles, qui vont se concentrer sur le travail en studio exclusivement. Sgt. Pepper’s lonely hearts club band, en 1967 : bruits d’animaux, de foules, orchestrations, titre final résultant d’un collage de deux chansons (John et Paul)… Sur The Beatles (« album blanc », 1968) : Revolution N° 9, réalisé avec Yoko Ono, est un collage inspiré de l’avant-garde new-yorkaise. Abbey Road (1969) se termine par un long assemblage de chansons, construit un peu comme une pièce symphonique, avec différents mouvements, et des thèmes musicaux récurrents…14

Les ordinateurs et les synthétiseurs analogiques vont, eux, apporter aux compositeurs et musiciens une autre révolution musicale, à savoir la possibilité de composer leur propre matière sonore 15.

La bande a inspiré nombre de compositeurs tels que Luigi Russolo (1885-1947), Ferruccio Busoni (1866-1924), Edgard Varèse (1883-1965), et bien d’autres qui ont 12 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors7.htm 13 http://www.nuit-bleue.com/presse/PIERRE_HENRY.pdf

et http://www.vasulka.org/Kitchen/PDF_Eigenwelt/pdf/021-062.pdf de David Dunn 14 http://www.davduf.net/La-technique-du-collage-dans-la.html 15 http : //sonhors.free.fr/

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développé des théories selon lesquelles la musique pouvait inclure toute forme de bruit. Tout est, ou peut être musique selon eux.

2.3. Les premiers instruments électroniques

Le premier instrument réellement électrique estl’oscillateur électrique(1874)d’Elisha Gray (1835-1901) qu’il appliquait sur son télégraphe musical (1876), équipé d’un mini clavier et où, pour la première fois, les sons sont émis par un haut-parleur. Elisha avait découvert qu’il pouvait contrôler le son d’un circuit électromagnétique auto-oscillant. De la sorte il inventel’oscillateur monophonique. Il s’agit d’une lamelle vibrante métallique insérée dans un champ magnétique. Le télégraphe musical transmettait le son par une ligne téléphonique à l’aide d’électroaimants. On ne peut pas encore réellement parler de synthétiseur, il s’agit plutôt d’un dispositif sonore ou l’excitateur est électromagnétique 16.

L’américain Elisha Gray invente le télégraphe musical en 1876. Il aurait pu être reconnu comme l’inventeur du télégraphe mais Alexander Graham Bell dépose le brevet une heure avant et fonde la Western Electric Company 17.

Autre innovation, en 1899, par le physicien anglais William Du Bois Duddell (1869-1942). Alors qu'il est sollicité pour résoudre les problèmes d'éclairage électrique urbain par lampe à arc au carbone dans les rues de Londres (principe très bruyant), il s'aperçoit qu'en changeant la tension d'alimentation des lampes, les fréquences audio deviennent contrôlables. En raccordant un clavier aux lampes à arc, il crée le premier instrument électronique. Cette découverte ne sera jamais brevetée, ni commercialisée. Les sons produits par cet instrument électronique sont audibles sans l’aide d’un système téléphonique ou d’un haut-parleur. Il s’agit ici encore d’un dispositif musical et non d’un synthétiseur (selon les critères décrits au début de ce travail).

Les inventions de Duddel vont servir de base à la réalisation du telharmonium 18.

16 http://www.acmi.net.au/AIC/GRAY_BIO.html et http://www.obsolete.com/120_years/machines/telegraph/index.html 17 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors1.htm 18 http://chem.ch.huji.ac.il/history/duddell.html

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3/ Les premiers synthétiseurs

3.1. Le telharmonium ou dynamophone

Déposé dès 1896, le premier brevet dutelharmoniumde l’américain Taddeus Cahill (1867-1934) décrit un appareil produisant des sons à partir de roues. Pour la première fois, ce brevet utilise le mot « synthesizing ».L’idée de ThaddeusCahill était de construire un instrument musical polyphonique entièrement mécanique et électrique pour diffuser de la musique via les lignes téléphoniques. Il est doté d’un clavier sensitif. Ceci marque la première innovation importante dans la distribution de la musique.Quatre ou cinq roues permettent de créer des sons complexes et le dessin des échancrures de chaque roue génère une forme d’onde particulière. Il pouvait aussi générer des sons de diverses intensités. Des brosses métalliques frottent sur la circonférence sculptée des roues mises en rotation par des moteurs électriques. Au total, avec 408 roues, l’appareil peut faire entendre 84 notes réparties sur sept octaves.Il faudra cependant attendre 1900 pour voir apparaître un premier prototype à Washington. Il sera plus modeste que le dispositif déposé en ne comprenant que 35 roues. En 1911, une version contenant 145 roues est construite et rendue publique à New York. Elle pèse 200 tonnes. Le telharmonium est considéré comme le pionner de la synthèse additive. Le bruit produit par la mécanique de l'instrument est tel qu'il est nécessaire de le placer dans une pièce séparée de celle où se trouvent les haut-parleurs.

Pour l’anecdote, il faut savoir que pour le transporter il fallait un train de 6 wagons et deux personnes pour le faire fonctionner. Tout ceci n’effraya pas des compositeurs tels que Ferruccio Busoni qui composa dès 1907 Sketch of a new aesthetic of music, œuvre pour Telharmonium. Malgré le fait qu’il eut été une révolution électronique, il n’a pas permis de créer de nouvelles formes musicales. Il sera modifié en 1933 par Laurens Hammond (1895-1973) et va devenir le fameux orgue électronique « Hammond ». Des compositeurs comme Karlheinz Stockhausen (1928-2007) vont l’utiliser pour ses sons hors du commun (In Momente -1961/62).

Le Telharmonium sera abandonné au cours de la Première Guerre mondiale 19.

La diode est inventée en 1904 par Lee de Forest et John A Fleming. Plus tard viendront la triode, la tétrode, la pentode et bien plus tard le transistor. Ces inventions vont permettre de créer des oscillateurs électriques, des circuits amplificateurs, des compresseurs et autres instruments « sonores ». 19 http://portal.unesco.org/culture/en/ev.php-URL_ID=26532&URL_DO=DO_TOPIC&URL_SECTION=201.html

et http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors2.htm)

et http://eamusic.dartmouth.edu/~wowem/electronmedia/music/eamhistory.html

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En 1913, le peintre et musicien Luigi Russolo (1885-1947) déclare, dans « L’art des bruits», que le nombre limité d’instruments musicaux ne peut plus étancher la soif acoustique de l’homme moderne. Néanmoins la pensée musicale est toujours très « classique » avec une vision des hauteurs en gammes chromatiques (tons, demi-tons) 20.

3.2. Le theremin

En 1920, le Russe Lev Sergeivitch Termen (appelé aussi Léon Theremin ; 1896-1993) directeur du laboratoire d’oscillation électrique de Saint-Petersbourg, invente un nouvel instrument électronique. Il présente l’Etherophone à Petrogard. Plus tard cet instrument portera le nom de son inventeur : le Theremin. En déplaçant la main par rapport à une antenne, on crée des interférences de vibrations à haute fréquence, dont on entend la fréquence différentielle, pendant que l’autre main agit sur l’amplitude du son. Il fonctionne par principe électromagnétique. En effet, 2 antennes génèrent chacune un champ magnétique, l’une pour contrôler le niveau (VCA) et l’autre pour contrôler la fréquence (VCO). En interférant avec les mains dans ces champs, on module un certain son à un certain volume. Il s’agit de deux oscillateurs jouant des fréquences ultrasoniques. Une de ces fréquences est fixe (portante) et l’autre variable (modulante). La main droite détermine la hauteur du son en fonction de sa distance par rapport à la première antenne tandis que l’amplitude est commandée par la main gauche et l’autre antenne (en forme de boucle). En 1928, sort un modèle amélioré où la main gauche contrôle aussi un module qui permet de séparer le jeu en jouant des notes successives et le volume est commandé par une pédale. Le compositeur soviétiqueAndrei Filippovitch Paschenko a une révélation. Il abandonne temporairement la composition d’opéras en 1924 et devient le premier compositeur pour thérémin (Symphonic Mystery). Après Paschenko il y eut aussi Joseph Schillinger qui inclua un thérémin dans sa Première SuiteAirphonic en 1929 21.

Au début des années 60, il sera transistorisé et vendu en kit par un jeune électronicien plein d’avenir appelé Robert A. Moog (1934-2005). Edgard Varèse a été un des utilisateursde ce nouvel instrument (exemple avec Equatorial, une pièce « électronique » écrite pour le thérémin en 1934) au même titre que des musiciens tels que Gershwin, Ravel, Milhaud, VarËse, Messiaen ou Jolivet 22.

Une série de concerts sera organisée en Europe de 1927 à 1931. Le thérémin aura un succès éphémère dans les années 30 aux Etats-Unis où il est commercialisé par la firme RCA. L'exemple le plus connu de l'utilisation du thérémin est le Good vibrationsdes Beach Boys, morceau enregistré en 1966 23.

On peut également entendre un thérémin dans des chansons de Led Zeppelin (Whole Lotta Love en 1969 et In Through the Out Door en 1979) ainsi que dans la bande originale du film Ed Wood. Clara Rockmore a entièrement consacré un disque à cet instrument, The

20 http://www.obsolete.com/120_years/machines/futurist/ 21 http://www.autistici.org/dhexform/ParteStorica.pdf

et http://www.theremin.nl/scriptie/eng/en10.html 22 Anette vande Gorne: http://www.ars-sonora.org/html/numeros/numero03/03g.htm 23 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors3.htm

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art of the Theremin. Le thérémin a également été utilisé dans des films de science-fiction des années cinquante 24.

Lev Sergeivitch Termen reçut le brevet de l’Aéliphone en 1924. Cet appareil comprenait 11 tubes 25.

En juin 1921 trois "concerts de bruits" sont donnés au théatre des Champs-Elysés à Paris. Différents instruments créés par Luigi Russolo y sont utilisés. Ce dernier inventa plusieurs instruments sonores à partir de 1913, entre autres l’Intonorumori, le Rumorarmonio, ou encore l’Enharmonic piano 26.

Russolo avec son Intonorumori

3.3. Le sphäraphon L'Allemand Jörg Mager utilise deux lampes triodes comme oscillateurs pour son spherophone(Sphäraphon), présenté au festival de Donaueschingen. Le spherophone est une évolution de l’Electrophone. Le compositeur Rimsky-Korsakov écrivit quelques œuvres expérimentales en quart de ton pour cet instrument.Plus tard, cet instrument sera amélioré et deviendra le Partiturophone. Produit en 1930, il permettait de jouer 4 ou 5 voix simultanément (une voix par clavier) 27.

24 http://www.thereminworld.com/news.asp?cat=89 25 http://forum.stirpes.net/music/8695-lev-sergeivitch-termen-inventor-theremin.html 26 http://www.obsolete.com/120_years/machines/futurist/) 27 http://www.obsolete.com/120_years/machines/spharaphon/index.html

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3.4. Le rumorarmonio

En 1927, Luigi Russolo s'installe à Paris pour fuir le fascisme. Il gagne sa vie en créant en direct la musique de films muets d'avant-garde, grâce au Rumorarmonio (instrument qu'il a créé et qui regroupe sous la forme d'un piano droit, quelques-uns de ses bruiteurs), puis grâce au Russolophone. Il effectue notamment la sonorisation des films de Jean Painlevé, Eugène Deslaw et Jean Epstein. Pierre Henry, lui rend hommage en 1975 en composant Futuristie. A cette occasion, il fait fabriquer quelques bruiteurs.

3.5. Les ondes martenot En 1928, l’ingénieur Maurice Martenot (1898-1980) présente ses Ondes Musicalesplus tard appelées Ondes Martenot à l’opéra de Paris. Le principe de synthèse sonore est le même que pour le Theremin(Thereminvox) mais l’interface avec le musicien prend la forme d’un clavier et d’un ruban avec un anneau. La hauteur des notes est réglée à des valeurs fixes correspondant aux notes de la gamme. « L’ondiste »utilise un clavier d’octaves et un ruban attaché à un anneau que l’on enfile à l’index de la main droite. En tirant sur le ruban, il obtient un glissando continu. Il est également possible de changer le timbre grâce à des filtres. Le son est diffusé par un haut-parleur principal et 3 diffuseurs de coloration. Une touche de nuance permet de simuler l’action de l’archet et du souffle. Cet instrument monophonique a tout de suite eu un certain succès28. Beaucoup de compositeurs ont utilisé cet appareil - Pierre Boulez (1925- )�� André Jolivet (1905-1974), Darius Milhaud (1892-1974) et surtout Olivier Messiaen(1908-1992) qui a composé un bon nombre d’œuvres pour Ondes Martenot comme Oraison (1937), Fête des belles eaux (1937) (pour six Ondes Martenot), Turangalîla (1946-48). Le succès de la mythique BO du film Planète Interditeen 1954est, sans aucun doute, fortement lié à la présence de sons générés par les Ondes Martenot Premier « synthétiseur » utilisable par des musiciens, les Ondes Martenot furent transistorisés et pilotés numériquement par la suite et sont toujours commercialisées actuellement 29. Selon la médiathèque de l’IRCAM, c’est en 1928 que Stockhausen constate aussi que "les conditions de travail que connaissent tous ces studios sont fort primitives" : "Ils disposent en effet d'un matériel qui est conçu à d'autres fins - notamment pour des analyses du son ou des mesures techniques..." Une situation que Stockhausen déplore : "les conceptions des musiciens se heurtent aux limites techniques" et, de plus, "le temps investi et l'énergie dépensée sont en totale disproportion en regard des résultats obtenus". Stockhausen soulève ici un problème : les machines dont sont dotés les studios sont rarement conçues à des fins musicales (les quelques exceptions, comme le Monochord, confirment la règle). Et à ce sujet, Stockhausen tient à noter "la mise au point par RCA d'un appareil" qui lui semble "répondre parfaitement aux exigences" d'un studio de musique électronique. Il parle bien évidemment du RCA Mark II. Un autre problème que Stockhausen évoque aussi est le rapport au temps (musical). En effet, les sons ainsi générés peuvent être infiniment brefs, mais peuvent aussi durer indéfiniment30.

28 http://www.synthe.info/historique_synthes.php 29 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors4.htm 30 http://mediatheque.ircam.fr/articles/textes/Szendy96d/

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3.6. L’ « automatically operating musical instrument of electric oscillation type »

Edouard Coupleux et Joseph-ArmandGivelet exposent à l'exposition de Paris de 1929 le Automatically Operating Musical Instrument of the Electric Oscillation Type. Un papier perforé y contrôle 4 voix, un peu comme dans un piano mécanique, mais l'on peut également sur chaque voix régler la modulation pour obtenir un trémolo et changer les timbres grâce à des filtres. Commercialement parlant, cette machine n'a pas rencontré de succès mais elle a servi de base à d'autres appareils comme le Kent Music Box au début des années 50 ou, plus important, le RCA Music Synthesizer.

3.7. Le kaleidophon

En 1929 toujours, Jörg Mager invente le Kaleidophon. Cet instrument fut construit sous l’influence des idées tonales de Schoenberg et Ferrucio Busoni 31.

3.8. Le trautonium Enfin arrive le trautonium 32 de Friedrich Adolf Trautwein en 1930. Cet instrument monophonique utilisait le principe de la synthèse soustractive, le son était généré par un oscillateur à basses fréquences.

On jouait en serrant un fil (résistance) contre une barre métallique suivant des repères correspondant à l’échelle chromatique. Le son est produit à partir d’un circuit électronique qui fait osciller un tube néon ou une lampe. Le système est similaire au ruban sensitif de Moog :le « ribbon controller », apparu une quarantaine d’années plus tard.Une deuxième barre en métal qu’on actionnait par une pédale servait à commander le volume et l’articulation de chaque note, le timbre changeait en fonction d’une série de commutateurs. L’oscillateur du Trautonium fournit un signal en dents de scie, contrairement aux Ondes Martenot où le signal est sinusoïdal. Le spectre très riche est ensuite filtré par un banc de filtres réglable. Cet instrument quoique commercialisé par Telefunken n’a pas eu un grand succès. Il fut déjà utilisé par Richard Strauss. Le Trautonium eut son heure de gloire : il permit de générer les cris des oiseaux du fameux film The birds d’Alfred Hitchcock en 1963 par Oskar Sala (1910-2002) 33. Trautwein a par ailleurs été considéré comme : le « précurseur de la musique d’avant-garde », par les piliers et pionniers de la musique électronique, à savoirKraftwerk 34.

Par ailleurs le célèbre compositeur Paul Hindemith (1895-1963), exprima son grand intérêt pour cette invention. Ensemble, avec Trautwein et Rudolph Schmidt, ils rendirent publique la première composition pour Trautonium : Triostückepour trois Trautoniums.

31 http://www.obsolete.com/120_years/machines/spharaphon/index.html 32 http://www.trautonium.com/ 33 http://www.trautonium.com 34 http://esound.v-23.com/?p=13

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Par la suite c’est Sala, élève de Paul Hindemith et reconnu comme virtuose du Trautonium qui permit à cet instrument de survivre et continua de le développer. Ainsi sortit en 1935 la première version pour radio de trautonium, le concert de trautonium en 1936 et en 1949 Mixturtrautonium (rendu public en 1952). Un disque permet d’entendre Sala jouer Langsames Stück und Rondo für Trautonium de Paul Hindemith. Sala composa des centaines d’œuvres avec la dernière version du trautonium dont plus de 300 pour des films. Sala utilisait d’ailleurs encore récemment le Mixtur Trautonium 35.

3.9. Le rythmicon ou polyrythmophone Vers1931, Leon Theremin invente aussi le Rythmicon, encore appelé Polyrhythmophone, un instrument de musique à clavier. Le Rythmicon est une commande spéciale du compositeur américain avant-gardiste, Henry Cowell (1897-1965). La construction du Rhytmicon est financée par Charles Ives (1874-1954). Chaque note jouait en boucle un son. Les boucles étaient calculées de sorte que chaque octave était équivalente en pitch et en rythme (2 fois plus aigu, 2 fois plus rapide). L'instrument disposait d'un clavier de 17 touches produisant des percussions polyphoniques. Il est amusant de constater que la société American Mavericks en a reproduit une version gratuite software disponible sur le net 36

.

Il s’agit donc de la première machine rythmique, précurseur des boîtes à rythmes et autres samplers. Le Rythmicon a été redécouvert 25 ans plus tard par Joe Meek (né Robert George Meek; 1929-1967) reconnu dans le monde pour ses synthétiseurs et boites à rythmes et créateur du tube Telstar en 1961. Meek l’employa dans de nombreuses compositions réalisées à son studio de Londres. Le Rythmicon fut aussi employé pour des compositions et des effets sonores pour des films dans les années 50 et 60. Par exemple dans The Rains of Ranchipur; Battle Beneath the Earth; Powell and Pressburge, They're a Weird Mo, Dr Strangelove et les séries télévisées des ’60 Torchy, The Battery Boy. Il fut aussi utilisé dans Atom Heart Mother de Pink Floyd,The Crazy World of Arthur Brown de Arthur Brown, et Robotdes Tornadoes. Tangerine Dream utilisa aussi certaines séquences du Rhythmicon pour leur album Rubicon 37.

En 1935, Henry Cowell publie New Musical Resources où il aborde les nouvelles possibilités de la polyharmonie, des clusters, des quarts de ton et des problèmes rythmiques. Sa musique repose sur le timbre, le son, la matière sonore. Ses idées influencent beaucoup de compositeurs, à commencer par Stockhausen et Cage, mais aussi Terry Riley (1935- ) 38, Charles Ives (1874-1954), Lou Harrison (1917-2003), Meredith Monk (1942- ) 39. Il incite d'ailleurs John Cage à se consacrer à la musique plutôt qu'à la peinture. Cage le qualifie de "Sésame ouvre-toi" de la musique nouvelle américaine. Un « hommage » plus tardif lui sera même rendu par le groupe de rock expérimental "Rock in Opposition" Henry Cow. Ce groupe est créé par Fred Frith et Tim Hodgkinson en 1968 à l’université de Cambridge. Mais Tim Hodgkinson maintient que le nom du groupe n’a pas été choisi expressément pour rendre hommage à Cowell 40.

35 http://www.esoundstories.com 36 http://www.obsolete.com/120_years/machines/rhythmicon/index.html 37 http://www.obsolete.com/120_years/machines/rhythmicon/index.html 38 Terry Riley est considéré comme le fondateur de la musique minimaliste répétitive 39 http://www.kylegann.com/American.html 40 http://www.bbc.co.uk/music/artist/b5vr/ et http://www.myspace.com/henrycowunofficial

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3.10. L’electrochord En 1933, Oskar Vierling crée à Berlin un instrument basé lui aussi sur des oscillateurs : l'electrochord (ou elektrochord). Il s’agit d’un piano électroacoustique qui convertissait des cordes de piano résonantes en sons électroniques. Un marteau frappe les cordes et provoque une vibration presque muette. Celle-ci est transformée en vibration électrique et amplifiée par haut-parleurs 41.

Karlheinz Stockhaussen écrivit plusieurs pièces pour Electrochord.

Il ne faut cependant pas le confondre avec l’Electrophone du musicien et compositeur Peter Eötvös (1944- ).

Peter Eötvös, sa cithare hongroise et un Synthi A (Darmastadt – 1972)

L’Electrophone d’Eötvös était en réalité un dispositif composé du Synthi A (mk1) combiné à divers instruments à cordes dont une cithare hongroise. La cithare est utilisée pour produire différents bruits et drones. Elle est connectée à des micros qui sont traités par le Synthi A. Eötvös peut ainsi contrôler en temps réel de la ring modulation, de la modulation d’amplitude et des filtres.42

3.11. Le variphone

En 1932-1935 E.Sholpe construisit à Leningrad le variophone, premier synthétiseur à utiliser des ondes sonores dessinées sur un film transparent de 35mm pour générer des sons. Il était contrôlé par des cellules photoélectriques. La vitesse de lecture pouvait être modulée 43.

3.12. L’orgue hammond

En 1935 on voit la naissance de l'orgue Hammond de Laurens Hammond (1895-1973), que l'on peut considérer comme le précurseur de la synthèse additive. Ce n'est pas un synthétiseur, mais c'est l'instrument qui a permis à la musique électronique de toucher le

41 http://www.obsolete.com/120_years/machines/electrochord/index.html

et http://mediatheque.ircam.fr/articles/textes/Szendy96d/ 42 http://randomvoltage.com/eotvos.html 43 http://www.obsolete.com/120_years/machines/variophone/index.html

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grand public. Il a eu un grand succès dans les formations jazz, rock et même de musique populaire. George Gershwin et Ethel Smith l’ont aussi utilisé. Il s’agit d’un instrument à 61 touches et 25 pédales (32 pour le modèle de concert). Hammond breveta un modèle électromécanique de réverbération basé sur torsion d’un ressort hélicoïdal. Ce principe sera largement recopié dans les instruments électroniques qui suivront. L’orgue Hammond est considéré comme le précurseur de la synthèse additive. Les différentes tirettes correspondent aux harmoniques que l’on souhaite entendre 44.

3.13. L’ondioline En 1942 Georges Jenny construit l’ondioline, instrument à clavier qui permet le contrôle du vibrato. Cet instrument est commercialisé dès 1947 sous forme de kit. Arthur Honegger (1892-1955),Marcel Landowsky (1915-1999) et Darius Milhaud (1892-1974) écrivent des oeuvres spécialement pour l'Ondioline. Jean-Jacques Perrey (1929- ), pionnier aux Etats-Unis d'une musique électronique populaire, est également un fervent utilisateur de cet instrument et en utilise les sonorités de manière très ludique 45.

3.14. L’electronic sackbut

De 1945 à 1948 le Canadien Hugh Le Caine (1914-1977) construit à Ottawa l'Electronic Sackbut, un instrument monophonique qui sera modifié plusieurs fois jusqu'en 1973.

En 1945 il fonda un studio dans sa maison où il créa entre autres le Sackbut. Celui-ci a été reconnu comme étant le premier synthétiseur contrôlé en tension (voltage-controlled). Le Caine développa par la suite une quantité de systèmes contrôlés par voltage pour des applications en studio.

À partir de 1954 il travaille à plein temps dans son laboratoire à l’Ottawa’s National Research Council, construisant ainsi plus de 22 instruments dans les 20 années suivantes.Il équipa ainsi les studios de l’université de Toronto (ouverte en 1959) et ceux de McGill à Montréal (ouverte en 1964) 46.

Petite parenthèse historique

44 http://emfinstitute.emf.org/exhibits/hammond.html & http://www.obsolete.com/120_years/machines/hammond/ 45 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors5.htm 46 http://cec.concordia.ca/econtact/Issues_in_ea/Le_Caine.html

et http://www.hughlecaine.com/en/sackbut.html

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C'est aux studios de la radio de Cologne ("Nordwest Deutscher Rundfunk"), fondés en 1952, que sous l'impulsion de Herbert Eimert (1897-1972) - créateur de Variations sur Anton Von Webern - naît véritablement la musique électronique. Les premiers disques commercialisés de musique électronique, sortis en 1954 chez Deutsche Grammophon, sont enregistrés dans ces studios par Eimert, Krenek, König et Stockhausen. Ce dernier est l'un des premiers à travailler entièrement à partir de sons générés par des ondes sinusoïdales (disque Electronic Study I- 1953) 47.

3.15. Le mark I

Le synthétiseur RCA Mark I, ou MKI, est mis au point en 1955 par Harry F.Olsen (1901-1982) et Herbert Belar au centre de musique électronique de Columbia-Princeton - Centre universitaire créé sous l'impulsion des compositeurs Otto Luening (1900-1996) etVladimir Ussachevsky (1911-1990). Cet appareil peut être considéré comme le premier véritable synthétiseur. C'est un instrument de studio programmable par l'intermédiaire de deux claviers alpha-numériques et de papier perforé. Il possède plusieurs oscillateurs produisant des formes d'ondes contenant tous les harmoniques possibles. Son successeur sera le Mark II en 1959, mis au point par les mêmes personnes. Il comprend des oscillateurs, des filtres, des mixeurs, des générateurs de bruit et permettent de modifier des sons extérieurs. Il est composé de 1700 tubes, mesure 6 mètres de long, 2 mètres de haut et coûte 250.000 $! De premiers concerts seront donnés en mai 1961. En fait, il ne sera construit qu'un seul exemplaire de cette machine, situé au studio Columbia-Princeton de New-York. Cet instrument sera principalement utilisé par le compositeur Milton Babbitt (1916- ) qui a écrit, entre autres, Ensembles for synthesizer en 1964. Luening et Ussachevsky ont également travaillé avec cette machine ainsi que Mario Davidovsky (1934- ) et Charles Wuorinen (1938- )48.

4/ L’ère du numérique

4.1. Les premiers synthétiseurs

4.1.1. Le Synket

En 1962, Paul Ketoff, ingénieur italien, a créé à Rome le Synket. Initialement, celui-ci était destiné au compositeur John Eaton qui composa notamment en 1967 « Concert Piece for Synket and Symphony Orchestra ». Plusieurs exemplaires de ce synthétiseur seront réalisés mais il ne sera pas commercialisé. Ce synthétiseur possédait trois claviers de deux octaves, dont les touches pouvaient être bougées latéralement afin de fournir un nouveau type d'expression 49. Transistorisé, il comporte plusieurs oscillateurs, des filtres influant sur les timbres et un système de modulation de fréquence

47 http://www.britannica.com/eb/topic-181301/Herbert-Eimert et http://www.furious.com/PERFECT/ohm/wdr.html 48 http://www.obsolete.com/120_years/machines/rca/index.html et http://www.britannica.com/eb/topic-492651/RCA-Electronic-Music-

Synthesizer et http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors9.htm 49 http://www.britannica.com/EBchecked/topic/315684/Paolo-Ketoff et http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors15.htm et

http://www.charleswuorinen.com/

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4.1.2. Buchla

Le premier inventeur du VCO est en fait Donald Buchla qui le découvrit quelques mois avant Moog. C’est cependant ce dernier qui, en 1965, sera le premier à commercialiser ses modules. Buchla continuera à créer jusqu'au début des années 80 de très bons synthétiseurs hors norme, mais qui ne connaîtront jamais le grand succès. Grâce à l’aide de la fondation Rockfeller, Buchla construit son premier synthétiseur en 1963. Le Buchla System

100.

Il s’agit d’un synthé du domaine de la recherche sonore ne comportant pas de clavier. Roland a repris l’appellation « System » pour ses synthés modulaires. Le system 100 de Roland a été utilisé, et l’est encore, par des compositeurs tels queMorton Subotnick pour « Touch » ou Orbital, Vince Clarke, Aphex Twin, BBC Radiophonic Workshop, Electronic Dream Planet, Tangerine Dream, Groove Corporation, Depeche Mode, Heaven 17, Freddy Fresh, Joy Electric, Luke Vibert, Human League, Nitzer Ebb, Front 242, Tears For Fears, Vangelis, Hans Zimmer, et Meat Beat Manifesto50.

4.1.3. Le moog

Dès 1964 arrive le premier synthétiseur modulaire Moog. Son inventeur, Robert Moog (1934-2005), électronicien de formation et étudiant Ph.D en ingénieurie physique à

50 http://www.buchla.com/ et http://www.vintagesynth.com/index2.html et

http://www.soundonsound.com/sos/dec05/articles/buchla200e.htm?print=yes

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l’université de Cornell 51 fréquentait des musiciens qui utilisaient des appareils électroniques créant des nouveaux sons. Ce synthétiseur fut créé avec l’aide du compositeur Herb Deutsch 52. L’utilisation de ces machines était alors assez compliquée. Aussi, Robert Moog eut l’idée de créer un synthétiseur d’utilisation simplepour faciliter le travail des musiciens. Il souhaite commander l’oscillateur, le filtre et l’amplificateur par un oscillateur. Au début des années 60 il avait déjà construit une machine modulaire (plusieurs modules connectés les uns aux autres à savoir oscillateur, filtre et amplificateur). Les connexions entre les éléments se faisaient par cordons de patch. Il est important de noter que les filtres moog 24dB/oct ont aussi grandement participé à la renommée de la marque. On peut encore acheter indépendamment le Moogerfooger MF101 qui est un filtre passe-bas 12 ou 24dB/oct.

Keith Emerson (1944- ) formateur du groupe légendaire Emerson Lake and Palmer (« Lucky Man ») trimballait toujours son Moog en tournée 53. Une illustration est donnée par une vidéo montrant les capacités musicales du Moog par Keith Emerson 54.

Cette machine intéresse très vite beaucoup de gens, ce qui incite Moog à se lancer dans la construction d'un nouveau modèle, destiné, lui, à la vente. C'est en 1967 qu'un Moog est pour la première fois utilisé sur un disque, mais c'est le disque Switched on Bachde Walter Carlos, enregistré l'année suivante, qui va réellement faire connaître les synthétiseurs augrand public et en l'occurence les synthétiseurs Moog. Ce sont les premiers synthés réellement jouables. On a donc déjà pu entendre le moog à moultes reprises dans des hits tels que « I Feel Love » deDonna Summeret « Here comes the sun » The Beatles .

En 1969, les recherches commencées vers 1950 par Raymond Scott (1908-1994) avec l’aide de Robert Moog pour créer un synthétiseur comprenant un séquenceur vont enfin aboutir.Le séquenceur fonctionne en corrélation avec une horloge. Un bouton « start » sert à faire démarrer la séquence des 16 notes prédéfinies. Ensuite apparaît une nouvelle version appelée Minimoog(1970). Cette fois-ci, on a affaire à un synthé précablé. Le séquenceur possède des rangées de 16 boutons. Chaque bouton correspond à une note et est réglable 55.

51 http://www.foxnews.com/story/0,2933,166385,00.html 52 http://moogarchives.com/ivherb01.htm 53 http://www.keithemerson.com/AboutEmo/emobio.html 54 http://www.youtube.com/watch?v=O6y1htz6jGE et http://www.foxnews.com/story/0,2933,166385,00.html et http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors15.htm 55 http://www.foxnews.com/story/0,2933,166385,00.html et http://www.synthmuseum.com/moog/

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4.1.4. Le yamaha DX7

Le fameux DX7commercialisé par Yamaha est le résultat de l’invention de la synthèse sonore par modulation de fréquence FM.

C’est John Chowning (1934- ) qui invente cette nouvelle méthode de production sonore qui permet de transformer le timbre d’un son. Chowing en fit usage dans ses compositions dont « Turenas Stria Phone Sabelithe ª (1972). Il balaye tout sur son passage. Son énorme succès est dû à ses sons nouveaux, son interface très réduite et son prix abordable. Les puristes l'acceptent mal car la programmation de sonorités nouvelles est longue et difficile (elle ne se fait plus en temps réel comme sur les synthés précédents). Mais les musiciens sont ravis et la machine battra tous les records de vente dans le monde 56.

4.1.5. Le synclavier

Le premier échantillonneur sur carte audionumérique arrive en 1975 (créé par Benedicte Maillard) suivi du synclavier.

4.1.6. Le Dartmouth digital synthesizer

En 1972, le compositeur Jon Appleton, aidé par S.Alonso et C.Jones (qui s’occupa de la partie programmation), crée le premier synthétiseur numérique, le Dartmouth Digital Synthesizer. La même équipe récidive en 1976 en créant le Synclavier, mais cette fois avec un réel objectif de vente. Cette machine de studio est, tant du point de vue hardware que software, proche du Dartmouth Digital Synthesizer. Cette première mouture du Synclavier sera réalisée à une cinquantaine d'exemplaires. Il faut attendre 1980 pour voir apparaître la version II. Cette machine est l'une des toutes premières workstations. Malgré ses très grandes possibilités, le Synclavier, à cause de sa complexité et de son prix, a toujours été réservé aux professionnels fortunés 57.

56 http://www.soundonsound.com/sos/aug01/articles/retrofmpt1.asp

Cours ´ Techniques de synthËse ª de Roald Baudoux pour la section Èlectroacoustique du Conservatoire de Mons

http://www.soundofmusic.se/synthsandmore/dx7.htm 57 http://eamusic.dartmouth.edu/history.html et http://www.obsolete.com/120_years/machines/synclavier/index.html

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4.2. L’arrivée de l’informatique

4.2.1. Les précurseurs

En 1952 est construit le premier ordinateur conçu par une institution éducationnelle. Il s’agit de l’illiac 58.

La Suite Illiac est une oeuvre en quatre mouvements. Programméeentre septembre 1955 et novembre 1956 par Lejaren Hiller et Leonard Isaacson, elle est la première oeuvre composée par l'ordinateur ILLIAC auquel les "auteurs" rendent hommage dans le titre. "Notre objectif premier," écrivent-ils dans la préface à la partition, "n'est pas la présentation d'une unité esthétique - d'une oeuvre d'art. Cette musique est conçue comme l'archive d'une recherche (a research record), comme un journal de laboratoire" 59

A partir des années nonante, la musique virtuelle commença à prendre de l’ampleur surtout grâce à la démocratisation du home studio, la possibilité de graver ses compositions directement sur compact disc grâce au direct to disc facilita encore plus la possibilité de se faire connaître. Les séquenceurs virtuels tels que Pro Tools, Logic Audio et Cubase (premier séquenceur qui arriva vers 1985 sur les consoles de jeu Atari 1040 ST) ainsi que des logiciels tels que Max puis, plus tard les plugins VST (Virtual Studio Technology) vont créer une nouvelle génération de compositeurs électroniques 60.

58 http://www.cs.uiuc.edu/about/history.php 59 http://mediatheque.ircam.fr/articles/textes/Szendy96d/ 60 http://www.steinbergusers.com/cubase/cubase_legacy.php et http://www.tweakheadz.com/history_of_notator_and_logic3.html

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L’avènement de l’ère du multimédia vers 1994/1995 va permettre à beaucoup de compositeurs de se faire connaître, que ce soit en électronique, électroacoustique ou musiques populaires.

Depuis le succès de l’audionumérique et de la composition informatique, les adeptes de l’analogiques et du numérique s’affrontent. D’un côté, la « chaleur analogique » est revendiquée, opposée à la froideur numérique, et de l’autre, le numérique propose une précision sonore et une utilisation beaucoup plus facile (par les options de sauvegarde de « presets » par exemple).

Le disque Computer Music Currents13 contient l’essentiel des premières expérimentations de synthèse avec ordinateur entre 1957 et 1965. Le premier essai conservé est The Silver Scale (1957) de Newman Guttman. L’exemple rendu célèbre par le film « 2001, A Space Odyssey » est le premier exemple de synthèse vocale par ordinateur : Bicycle Built for Two (1961) de Max Matthews. Ensuite, les programmes seront écrits en langage C qui, structuré, procure de sensibles avantages aux programmeurs. En 1986, Richard Moore développe CMusic à l’université de Californie à San Diego et l’année d’après, au MIT, Barry Vercoe réécrit Music 11 en C. Le programme, disponible gratuitement s’appelle Csound 61.

4.2.2. Le développement

music I

En 1957, Max V.Mathews, un ingénieur électricien de 31 ans, met en route le premier projet de musique par ordinateur aux laboratoires d'acoustique et de psychologie de la compagnie de téléphoneBellà Murray Hill (New-Jersey)grâce au premier logiciel générateur de son appelé Music I. Newman Guttman crée In the Silver Scale, la toute première œuvre créée sur ordinateur, en 1957.

En 1962 sort, chez la firme américaine Decca, le premier disque de musique créée sur ordinateur, Music from mathematics. Il est l'œuvre de J.R.Pierce, M.V.Mathews et de plusieurs autres personnes. Ce disque contient, entre autres, le morceau Bicycle built for two qui est "chanté" par l'ordinateur. La machine utilisée est un IBM 7090.

De nombreux compositeurs composeront par la suite sur ordinateur (John Cage, Yannis Xenakis, Morton Subotnick, John Chowning,...) 62.

La synthèse du son va changer la vision que les compositeurs ont du temps. Ce que Max Matthews appellera le « time scale ». A ce propos, selon la médiathèque de l’IRCAM : « avec une échelle de mille, écrit-il, vingt minutes de temps d'ordinateur sont nécessaires pour chaque seconde de son. Ce doit être une seconde remarquable pour que cet effort en vaille la peine. ª

61 http://www.wergo.de/shop/en_UK/Audio_CDs/1000083/1660296/show,93269.html

http://archive.cs.uu.nl/pub/MIDI/DOC/music.languages

http://www.csounds.com/journal/2006winter/tclCsound.html 62 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors14eng.htm Ce disque est sorti chez Decca http://www.discogs.com/release/318560

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Toujours selon la mÍme source : ´ Selon Mathews, s'il est possible en théorie de décrire une seconde de son au moyen de 30 000 nombres, en fait peu de compositeurs sont attirés par de telles ressources ‘brutes’, personne ne pouvant créer d'aussi énormes quantités de données. Un langage est nécessaire pour que le compositeur puisse s'exprimer en termes familiers traduisibles en échantillons de son par l'ordinateur. J'ai conçu un langage comportant un certain nombre de variantes dénommées MUSIC III, MUSIC IV, MUSIC IVF et MUSIC V. Au moyen de ce langage, le compositeur perfore sa partition sur des cartes d'ordinateur, partition comportant des notes décrites d'une façon presque traditionnelle, en termes d'instant d'attaque, de durée, de hauteur et d'intensité. Le compositeur doit aussi concevoir les instruments auxquels il désire confier sa partition. Il perfore donc également des cartes d'ordinateur qui indiquent comment agencer des blocs logiques (sous-programmes) standards constituant un programme d'instrument. ª

Chronologiquement, il est intéressant de rappeler que music III a été développé en 1959, soit plusieurs années avant l’apparition de moog 63.

L'IRCAM, créé à la fin des années 70 à Paris, joue un grand rôle dans ce domaine.Avec Mutations I (1969) (entièrement synthétisé par ordinateur), Jean Claude Risset fut lauréat en 1970 de laDarthmouth International Electronic Music Competiton. Il remporta aussi la médaille du CNRS (1972) 64.

Il est important de se rendre compte qu’en 1972 , « la plupart des ordinateurs ne sont pas assez rapides pour synthétiser les échantillons de son en temps réel » (comme le constate Matthews) 65.

Dans les années 80, l'émergence de la micro-informatique et des synthétiseurs numériques va rapprocher l'informatique et la synthèse sonore. Depuis, la distance entre synthétiseur et ordinateur s'est considérablement réduite. Les premiers se sont dotés de processeurs de plus en plus puissants et d'écrans de contrôle de plus en plus grands ; quant aux seconds, leurs fonctions musicales évoluent tout le temps, surtout depuis l'éclatement du multimédia. Il est bien sûr possible de relier synthé et ordinateur, ce dernier permettant de mieux utiliser son instrument ou le synthétiseur devenant un simple périphérique de l'ordinateur. Il existe d'ailleurs maintenant des cartes électroniques à placer dans un ordinateur et ayant des possibilités sonores similaires à celles d'un véritable synthé.

4.2.3. Le langage MIDI

En 1983 arrive un moyen universel de relier plusieurs appareils électroniques ensemble : la norme MIDI 1.0 (Musical Instrument Digital Interface). Celle-ci est créée sous l’impulsion de Ikutaro Kakehashi qui n’est rien moins que le fondateur et directeur de Roland. La même année, Yamaha présente un synthétiseur, le DX7, intégrant l’innovation MIDI.

Sergio Barroso a rapidement adopté cette norme pour créer la plupart de ses œuvres ainsi que Jean-François Denis et John Oliver. Les musiques en direct, assistées par ordinateur

63 http://mediatheque.ircam.fr/articles/textes/Szendy96d/ 64 http://www.zsearch.org/bio/risset.html 65 http://mediatheque.ircam.fr/articles/textes/Szendy96d/

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ou en mode MIDI, constituent la nouvelle technique des musiciens électroacoustiques pour se représenter 66.

Les Japonais ont une vue à long terme et investissent beaucoup d'argent dans la recherche. Ainsi la plupart des firmes occidentales fermeront au cours des années 80 sous la pression des produits japonais, mais aussi souvent à cause de problèmes de gestion et de manque de financement.

En 1982 on voit l'apparition des premiers synthés ayant une bonne polyphonie pour un prix abordable (Roland Juno 6 et Korg PolySix).

Juno 6 Polysix

Au milieu des années 80, la société Italienne d'orgues Elka fait un petit passage dans le monde des synthétiseurs. Malgré la "mauvaise" réputation que lui attire sa position de fabricant d'orgues, elle arrivera à s'imposer avec son Synthex 67.

4.2.4. De nos jours

4.2.4.1. L’UPIC de Xenakis Le compositeur Iannis Xenakis découvre dans les années 1950 l’intérêt des correspondances entre dessin et musique, tant du point de vue formel que de celui du timbre et du motif. Ainsi, les formes hyperboliques paraboloïdes du Pavillon Philips de l’Exposition de Bruxelles de 1958 sont tirées des graphismes de son œuvre orchestrale Metastasis. Le centre CEMAMu, fondé par Xenakis met au point dans les années 1970 une première version de l’UPIC (Unité Polyagogique Informatique du CEMAMu - Centre d'Etudes de Mathématiques et Automatique Musicales). La musique peut être composée sur une table graphique en dessinant des formes d’ondes et des enveloppes d’amplitude. En 1987, une version temps réel de l’UPIC est produite par le CEMAMu. L’utilisateur peut ainsi entendre immédiatement la transcription musicale de ses graphiques. Une version sera implémentée sur ordinateur personnel en 1991, puis la première version de l’UPIC entièrement logicielle est créée sous le nom d’UPIX en 2001. A la mort de Xenakis, Julio Estrada prend la direction du CEMAMu et propose une extension du principe de saisie graphique à tous les paramètres de la musique et d’élargir l’ambitus utilisable de façon à réaliser un continuum rythme-timbre (des sons extrêmement graves finissent par devenir des grondements, puis des battements). De nombreux compositeurs et élèves en composition ont fréquenté les Ateliers UPIC (fondés en 1985), rebaptisés CCMIX en 2000. Il est actuellement dirigé par le compositeur Gérard Pape. L’idée de lier la musique à la représentation graphique a été reprise par des

66 http://www.soundonsound.com/sos/nov04/articles/roland.htm 67 http://www.synthmuseum.com/elka/elksyn01.html

et pour plus d’infos http://www.soundonsound.com/sos/dec99/articles/elka.htm

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logiciels comme Metasynth 68.

4.2.4.2. De Syter aux GRM Tools

A partir de 1974, Jean-François Allouis et Benedict Maillard créent des programmes informatiques en temps différé pour le studio 123. Puis, à partir de 1978, Jean-François Allouis développe le système Syter qui permet de retrouver l’ensemble des outils du studio 123 dans un seul ordinateur dédié et qui ouvre la porte à de nouveaux algorithmes pour le traitement et la synthèse du son. Syter est un système de traitement du son en temps réel 69.

Les paramètres peuvent être modifiés par l’intermédiaire d’une interface très ergonomique.

Les ordinateurs personnels devenant de plus en plus performants, les concepts du système Syter doivent être entièrement réécrits dans les GRM Tools. Ceux-ci sont développés et finalisés en 1988 par Hugues Vinet qui deviendra le directeur scientifique de l’Ircam. En 1997, les GRM Tools seront récompensés par le prix « Editor’s Choice » du magazine Electronic Musician. Les quatre plug-ins GRM Tools ST (Spectral Transform) ont de nouveau gagné ce prix en 2004 et 2008 70.

De très nombreuses œuvres ont été réalisées dans les studios du GRM, avec Syter ou les GRM Tools. Les possibilités de transformations en temps réel de Syter ont par exemple été utilisées dans une œuvre de Jean-Claude RissetLurai, une pièce mixte pour harpe celtique et ordinateur en 1992. L’ordinateur permet à la fois une prolifération des motifs joués à la harpe et un traitement des sons par des filtres accordés sur le mode mélodique utilisé 71.

4.3. L'ère commerciale

Dès les premiers synthétiseurs des années 1970, il paraît évident que la musique électronique peut devenir une industrie viable. Les ordinateurs et les synthétiseurs analogiques sont devenus moins chers et plus faciles d'emploi. Mais la plus importante innovation des années 1970 est l'invention du synthétiseur numériqueoudigital et l'accessibilité croissante à la technologie. Ces nouveaux instruments combinent les possibilités d'exécution des synthétiseurs analogiques avec la précision des ordinateurs. Le premier exemple de "synthèse hybride" est établi en 1970 au Elektron Musik Studio de Stockholm où un ordinateur PDP 15/40 permet de piloter des instruments analogiques. En 1968-69, à Londres, des expériences similaires sont menées par Peter Zinovieff grâce à un mini-ordinateur Digital PDP-8 pour lequel Peter Grogono écrit le langage de pilotage MUSYS-3. Le principe de la synthèse hybride continue à être appliqué tout au long des années soixante-dix (Synthi Sound, PIPER, GROOVE) avant d'être supplanté définitivement par les synthétiseurs numériques à l'aube des années quatre-vingt. ��Dès 1972, Jon Appleton et Sydney Alonso construisent le premier synthétiseur numérique, placé sous le contrôle d'un ordinateur à Hanover aux Etats-Unis : le Dartmouth Digital Synthesizer. Cameron Jones, alors étudiant à l'université, en conçoit le logiciel. Trois ans plus tard, ils décident de créer la New England Digital pour commercialiser le futur

68 http://www.moderecords.com/catalog/098_9ccmix.html 69 http://www.ears.dmu.ac.uk/spip.php?page=artBiblio&id_article=1203 70 http://emusician.com/dsp/emusic_grm 71 http://www.furious.com/Perfect/ohm/inagrm.html

http://muse.jhu.edu/login?uri=/journals/computer_music_journal/v031/31.1schedel02.pdf

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Synclavier, en 1977. Cette fois, l'instrument est clairement destiné à la vente : d'abord réalisé à cinquante exemplaires, la version II n'arrivera que vers 1980. Le synclavier reste un instrument très difficile d'emploi et surtout très cher. Les premiers instruments de musique entièrement numériques sont le Synclavier II, et le Fairlight CMI(Computer Musical Instrument) en 1979. Ce dernier est le premier véritable échantillonneur numérique (polyphonique 8 voix) du commerce, une révolution pour le monde de la musique électronique. Il est alors possible de créer et modifier des sons en direct sur un moniteur. Malgré le prix exhorbitant du Fairlight CMI, l’échantillonnage numérique deviendra rapidement à la portée de tous les musiciens avec le développement de l'Emulator(1982), puis du Casio CZ-101, ou encore duRoland D-50.

Fin des années 1970, les synthétiseurs numériques sont également en cours de développement au CCRMA de l'université de Stanford et surtout à l'IRCAM (série 4A, 4B, 4C et la4Xmise au point par Giuseppe Di Giugno en 1980) sous l'impulsion de Pierre Boulez 72.

4.3.1. Les korg MS10 et MS20

La fameuse société Korg sort le KORG MS 10 et MS20 en 1978.

On peut l’entendre sur l’album de Legowelt – The Rise and the fall of Manuel Noriega, et des compositeurs comme Prodigy, Lagytron, Aphex Twin ou Goldfrapp l’ont aussi utilisé.

4.3.2. Le CMI de Fairlight et son précurseur le Mellotron

Dans un autre style, à la fin des années 50 apparaît le Chamberlin. Il sera suivi en 1964 par le Mellotron Mark II, puis par le Mellotron 400 et, au milieu des années 70, par le Birotron B90. Ce sont des machines permettant de jouer des sons enregistrés sur des bandes magnétiques (chaque touche du clavier étant reliée à un mini lecteur de cassette). Ces précurseurs de l'échantillonnage coûtaient très cher et étaient, de par leur mécanique, assez fragiles. Pour changer une bande, c'est-à-dire un son, sur le Mellotron il fallait en moyenne deux heures et demie.

72 http://mediatheque.ircam.fr/articles/textes/Szendy96d et http://mediatheque.ircam.fr/articles/textes/Boulez88c/

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Mellotron – Position touche au repos (source : Wikipedia)

Mellotron – Position touche enfoncée

Le Mellotron, le plus gros et le plus célèbre de ces instruments, a été utilisé par Génésis, Led Zeppelin (les flûtes au début de Stairway to heaven), les Moody Blues (Nights in white satin), Michel Polnareff (Love me, please love me), Jean-Michel Jarre, etc.

Le Birotron (annoncé en 1976 mais toujours resté à l'état de prototype), créé par Steve Biro, améliore le concept du Mellotron. (pareil que pour le mellotron). Les échantillonneurs numériques vont vite détrôner ces stupéfiantes machines à la mécanique fragile.

En 1979 la firme Australienne Fairlight présente son CMI(Computer Musical Instrument).

C'est le premier véritable échantillonneur numérique à 8 voies du commerce. Cet appareil va révolutionner le monde de la musique électronique. Il reprend les principes d'enregistrement des sons naturels du Mellotron, mais ici il n’y a plus de bandes. Tout est numérique donc plus de problèmes mécaniques et on peut changer beaucoup plus vite et beaucoup plus facilement les sons. Le sampleur va permettre de « créer » des sons par modification en direct sur un moniteur de sons enregistrés. Il permet de les stocker sur disquettes (ou actuellement sur disques durs ou cartes flash). Cet instrument (CMI), livré avec un séquenceur, fera rêver bon nombre de musiciens. Mais son prix (30.000 $) ne le réservera qu'aux studios et aux musiciens riches. Il faudra attendre la sortie de l'E-Mu Emulator, en 1981, pour voirl'échantillonnage réellement envahir le monde des musiciens. Fairlight continuera tout de même son travail sur des machines haut

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de gamme en sortant les versions II, IIx, III (en 1985) et IV. L’échantillonnage va créer un véritable mouvement auprès de compositeurs de musique électronique. On parle même actuellement d’une « génération sampling » avec des compositeurs tels que Jackson and his computer band, Akufen et autres 73.

4.3.3. Les ARP 2500 et 2600 Très vite d'autres personnes vont se lancer dans la construction de synthés et de nouvelles marques vont naître. Parmi celles-ci figure la société ARP, qui prendra une grande part du marché des synthétiseurs dans les années 70.On verra ainsi apparaître les ARP 2500

(années 70), ARP 2600 et l’Odysse. (ARP 266 sur la photo). Les connexions se font par cordons de patch. Il faut aussi constamment réaccorder ces synthés. Ce synthé est particulièrement apprécié de Paul Hartnoll (Orbital)74.

4.3.4. Les premiers polyphoniques

Les premiers synthétiseurs polyphoniques populaires apparaissent en 1975 (ARP Omni 1). Les premiers sont le Polymoog et l'ARP Omni. Cependant, ils utilisent la technique du diviseur d'octave tirée de l'orgue. Oberheim va, lui, introduire une véritable polyphonie, plus riche car basée sur plusieurs oscillateurs. En 1978 sortira le révolutionnaire Prophet-5, de chez Sequential Circuits 75.

C'est à partir du milieu des années 70 que l'on voit se créer de plus en plus de nouveaux modèles. L'apogée de cette tendance sera atteint au début des années 80. Par la suite le volume des ventes va s'accroître énormément, mais le nombre de nouveaux modèles diminuera peu à peu, puis se stabilisera.

4.3.5. Les premiers séquenceurs

C'est au début des années 70 que sont créés les premiers séquenceurs numériques. EMS sera la première compagnie à en utiliser un, dans son Synthi-100.

73 http://www.obsolete.com/120_years/machines/fairlight/ et http://www.soundonsound.com/sos/apr99/articles/fairlight.htm 74 http://www.vintagesynth.com/index2.html 75 http://www.anafrog.com/wikifrog.nsf/Pages/ARP_OMNI-2

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EMS sera suivie par E-mu, Oberheim et un musicien Canadien, Ralph Dyck. Ce dernier essaiera de vendre sa machine à différents constructeurs américains, dont ARP, mais sans succès. Son idée intéressera par contre la société japonaise Roland, qui s'en servira pour créer son MC-8 Microcomposer, qui connaîtra un grand succès 76.

Les séquenceurs sont déjà présents sur certains gros modulaires (ARP 2500, EMS Synthi 100, MOOG 55). Ils vont être intégrés dans des machines plus compactes à la fin des années 70. Les premiers arpéggiateurs apparaissent à ce moment. L’arpéggiateur est une forme de séquenceur où les notes selon le modèle sont jouées à des octaves ou à des hauteurs définies. Ce type de séquenceur sera beaucoup utilisé par la suite en musique électronique et particulièrement dans le style appelé « électro » 77.

4.4. La fin de l'analogique et l'explosion commerciale

Si les années 70 ont marqué la fin des gros instruments modulaires, les années 80 voient la fin des synthés analogiques et l'apparition de différents types de synthèses numériques. Le nombre de fabricants explosera avec des noms tels que Oberheim, Sequential Circuits, Yamaha et Korg pour citer les anciens, et Kawaï, Crumar Kurzweil pour citer quelques nouveaux noms.

La naissance de synthétiseurs numériques, ou simplement analogiques mais à commande numérique, va permettre de transmettre en série des informations codées en binaire. Roland sort un système de transmission numérique, le DCB,qu'il implantera sur quelques-unes de ses machines. Mais ce système est propre à la marque japonaise. Pour faciliter l'échange de données entre synthétiseurs (ou séquenceurs), des constructeurs décident d'adopter une norme commune. Le premier essai est l'USI (Universal Synthesizer Interface) de Sequential Circuits, Roland et Oberheim, conçu par Dave Smith et présenté à l’AES en 1981. Les Japonais proposent l'année suivante un autre système. Sous l'égide du NAMM, une douzaine de marques (dont Yamaha, Korg, E-mu et Kawaï) se réunissent et, après avoir étudié ces deux projets, se mettent d'accord sur un procédé unique, qui est appelé MIDI (Musical Instruments Digital Interface) 78.

Dans les années 80, les recherches musicales s'orientent vers le traitement du son en temps réel. Au studio GRM, Jean François Allouis travaille également sur un système de synthèse digitale. En 1982, SYTER (SYstème TEmps Réel) est commercialisé, le

76 http://sonhors.free.fr/panorama/sonhors15.htm 77 http://membres.lycos.fr/hhh/SYNTHES/Divers/Histoire.htm 78 http://www.mtsu.edu/~jakins/4190/Electronic%20Music%20History.pdf

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développement se poursuit en 1988 avec Hugues Vinet qui adapte le système pour les plateformes Macintosh : GRM tools est réalisé en 1993. A la même époque on assiste au développement du logiciel Max et du Yamaha Disklavier. Au milieu des années 80, les premiers ordinateurs intégrant la norme MIDI apparaissent : l'Amiga et surtout l'Atari ST. Ces nouveaux outils préfigurent l'avènement progressif des "stations de travail" ou "home studio".

Entre 1982 et 1992 Casio tente de lancer une nouvelle synthèse, la distorsion de phase. Mais après quelques machines réalisées, la firme japonaise abandonne les synthétiseurs de ce type.

Le modèles CZ et VZ de chez Casio utilisent ce type de synthèse 79.

En 1986 la société américaine Ensoniq innove en sortant l'ESQ 1,

un synthétiseur utilisant la technique des tables d'ondes. Elle sortira plus tard plusieurs modèles (VFX, SQ1, SQ2, SD1, TS, MR, KT) 80.

En 1987, alors que Yamaha continue à vivre grâce à la synthèse FM (sortie des DX7 S, II D et II FD), un autre constructeur japonais, Roland, sort le D50,

un instrument basé sur la lecture d'échantillons. Ce dernier, et la série qui en est dérivée, vont contribuer fortement à la fin de l'ère FM. Roland appellera ce type de synthèse la synthèse LA, mais il s’agit en réalité d’un mélange entre sampleur et synthèse soustractive (voir annexe).

L'année suivante c'est Korg qui dépasse Roland en tête des ventes, grâce à la sortie du M1, utilisant lui aussi la lecture d'échantillons.

79 http://www.obsolete.com/120_years/machines/casio/index.html 80 http://www.synthmuseum.com/ensoniq/index.html

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En 1989 Korg propose la série T (T1, T2 et T3) et en 1990 le Wave Station

(un mélange de synthèse soustractive, par table d’ondes et vectorielle) 81.

L'année suivante Korg sort le 01/W. Le premier modèle ne se vendra pas bien, mais le modèle à mémoire étendue (01/WFD) se vendra comme des petits pains. Il se décline en six versions. Pour l’anecdote, il faut savoir qu’initialement le nom de ce synthétiseur devait être « M10 » mais quelqu’un du département de marketing lut à l’envers « 01W » ce que l’ensemble de l’équipe préféra 82.

Il faut également noter l'arrivée en 1988 du K1000 de Kurzweil. Cette firme américaine, spécialisée dans le synthé haut de gamme, va vraiment connaître le grand succès à partir de 1991 avec la sortie du K2000. Ces deux synthés contenaient des effets intégrés comme leslie, vibrato, tremolo, chorus et phaser. Ils étaient aussi dotés de cartes d’expansion pouvant contenir de nombreux presets 83.

En 1990 Yamaha retrouve le succès avec la série des SY.

Pendant les années 90 on constate un regain d’intérêt pour les synthés analogiques. Les vieux modèles sont de plus en plus recherchés. Tant les musiciens que les collectionneurs sont à l’affût de « vieux synthés ». De nouveaux instruments analogiques apparaissent (Doepffer, Studio Electronics, Technosaurus..).

Doepfer

81 http://www.vintagesynth.com/index2.html 82 http://www.vintagesynth.com/index2.html 83 http://www.soundonsound.com/sos/apr00/articles/kurzweilretro.htm

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Technosaurus.

Le marché des cartes d’expansion reproduisant des sons de synthés analogiques fonctionne très bien, il en va de même de celui des CD ou CD-ROM d’échantillons d’enregistrement de ces synthés. Ce marché fonctionne d’ailleurs toujours bien à l’heure actuelle (Loopmasters, Big Fish, BBC, M-audio, electronisounds, Vengeance,…) 84

Toujours en 1991, Roland commence à sortir les synthés de la série JV, digne héritière de la série D. Les JV sont toujours d'actualité. En 1991 un format standard de sauvegarde des fichiers de séquences naît aux Etats-Unis: La norme MidiFile (Standard 1.0). Elle permettra l'explosion actuelle du marché des séquences. Pour Les Trois études en duo (1991), le compositeur Jean-Claude Risset utilise un piano acoustique interactif relié à un ordinateur par MIDI. Le pianiste dialogue avec la machine selon trois modes d’interaction en temps réel qui déclenchent des réponses de l’ordinateur : des échos variables, des réponses respectant certaines symétries et des arpèges. Le piano envoie des données MIDI à l’ordinateur qui retransmet ses propre réponses. En 1992 la société allemande Waldorf, ex PPG, sort une machine de rêve, le Wave, qui fera le bonheur des musiciens (fortunés). Commercialisé à partir de 1994, ce synthé permet de nombreux types de synthèse : additive, FM, AM, resynthèse, morphing (interpolation entre 2 ondes), et le dessin direct de l’onde à l’aide de 2 curseurs 85.

A partir de 1992, la firme italienne GEM produit des instruments innovants (S2, WS, WX) qui connaîtront un grand succès en raison de leur prix compétitif.

En 1993 Alesis, société américaine bien connue des musiciens, se lance sur le marché des synthétiseurs avec le très bon Quadrasynth86.

Léon Theremin, créateur du célèbre et révolutionnaire Thereminvox, meurt le 3 novembre 1993 à l’âge de 97 ans. Sans lui Robert Moog ne se serait sans doute pas lancé dans la construction de synthétiseurs, ce qui aurait changé pas mal de choses...

Début1994, Yamaha sort une nouvelle technologie: la synthèse par modèles physiques (physical modeling). Les sons y sont calculés dynamiquement. Cette nouvelle technique, brevetée par l'université de Stanford (comme l'a été la FM), était étudiée depuis 1989 par la firme japonaise. Elle nécessite d'énormes calculs, et donc des processeurs très rapides. Son 84 http://membres.lycos.fr/hhh/SYNTHES/Divers/Histoire.htm 85 http://synthenumerique.waldorf.audiofanzine.com/produits/index,idproduit,981,mao,wave.html 86 http://www.vintagesynth.com/index2.html

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majeur avantage est de générer des sons très réalistes puisqu’elle reproduit le modèle physique des oscillations de corps. Les deux premiers modèles utilisant cette technologie sont le VL-1 et le VP-1 87.

Cette nouvelle technique sera reprise par plusieurs constructeurs.

À partir du début des années 70, la créativité dans le domaine de la musique électronique n'est plus l'apanage des studios, des laborantins, ou des compositeurs ayant une connaissance canonique de la musique. La musique populaire est de plus en plus agrémentée de bruits, d'atonalité, de confusion et de liberté totale d'expérimentations sonores.

87 http://www.soundonsound.com/sos/1994_articles/jul94/yamahavl1.html

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5/ Comment fonctionnent les divers types de synthèse

5.1. Synthétiseurs, séquenceurs et échantillonneurs Pour produire un son original, un synthétiseur utilise plusieurs unités de génération et de traitement sonore permettant de créer un signal de base puis d'en modifier les paramètres afin d'obtenir le timbre désiré. Un synthétiseur analogique peut être divisé en quatre éléments principaux:

- un oscillateur - un amplificateur - un LFO - un filtre

Ces modules sont utilisés sur pratiquement tous les synthétiseurs sont décrits ci-dessous. D'autres modules sont plus spécifiques à certains types de synthèse.

• 5.1.1. Le VCO (Oscillateur) Le Voltage Controlled Oscillator est, comme son nom l'indique, un oscillateur électrique contrôlé en tension. Son but est de générer une forme d'onde pure (sinus) ou riche en harmoniques (carrée, triangle ou en dents de scie) afin de permettre un traitement efficace par la section de filtrage. Le type de forme d'onde sélectionné dans l'oscillateur et les réglages du filtre déterminent le timbre du son. Vers le milieu des années quatre-vingt, le VCO fut remplacé par un microprocesseur dont l'activité est de simuler le fonctionnement de l'oscillateur électrique avec infiniment plus de précision. Le microprocesseur peut en outre simuler plusieurs VCO et permettre ainsi l'augmentation de la polyphonie des instruments ainsi que la réalisation de procédés de synthèse jusqu'alors impossibles à maîtriser (synthèse FM, synthèse additive, etc.). D'autres types de synthèse utilisent néanmoins d'autres sources que le VCO, même si ce terme générique est souvent conservé pour désigner le système de génération sonore, et la synthèse soustractive peut aussi utiliser comme source l'échantillon numérique. Il est à noter que la précision de l’oscillateur est un élément fort sujet à controverses. En effet les imprécisions du VCO apportent en partie le son « chaud » tant apprécié par les amateurs de synthés analogiques.

• 5.1.2. Le VCA (Amplificateur) Il s'agit de l'amplificateur contrôlé en tension, ou Voltage Controlled Amplifer. Ce module va d'amplifier le signal délivré par le module générateur. Le contrôle en tension permet de faire varier l'amplitude du signal dans le temps. Pour ce faire, on divise l'évolution temporelle du volume en plusieurs points, appelés segments (attaque, decay, sustain, release...). Ces segments forment l'enveloppe ADSR. Un synthétiseur à synthèse soustractive peut comporter plusieurs enveloppes : une pour le

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volume de l'amplificateur et une autre assistant le filtre (agissant sur le volume ou sur la fréquence de celui-ci). Dans le cas de synthèse FM on peut par exemple avoir une enveloppe qui contrôlera la quantité de modulation dans le temps

• 5.1.3. Le LFO Low Frequency Oscillator (oscillateur basse fréquence) est un oscillateur travaillant dans une gamme de fréquences basses inaudibles (de 0 à 20 Hz). Il agit directement sur le générateur de son. Plusieurs réglages permettent d'en faire varier l'effet et l'intensité : vitesse de modulation, fréquence, forme d'onde utilisée... Par exemple, pour simuler un effet de vibrato, le LFO doit moduler à une certaine vitesse la fréquence du signal délivré par le VCO. De la même façon, un tremolo s'obtient en modulant par le LFO le volume du VCA. Sur certains synthétiseurs, le LFO peut également agir sur des modules autres que l'oscillateur (par exemple sur la section de filtrage d'un synthétiseur à synthèse soustractive). Un synthétiseur monophonique dispose au moins d'un LFO, qui agit simultanément sur un ou plusieurs modules. S’il y a deux LFO, ils agiront de façon indépendante (LFO1 sur le filtre, LFO2 sur VCA, par exemple). Mais on peut aussi les faire interagir (par exemple, un LFO qui modulerait la fréquence d’oscillation d’un autre). Les modules interagissent donc entre eux pour modifier le son initial sortant du générateur de son. Le musicien peut aussi contrôler les différents paramètres de ces modules à l'aide de contrôleurs : les notes du clavier, bien entendu, qui agissent sur la hauteur du générateur (VCO ou autre), mais aussi la molette de modulation assignable à différentes fonctions, la molette de pitch bend, agissant en général sur la hauteur du signal, diverses pédales, curseurs ou joystick, etc...

5.2. Les différents types de synthèse

• 5.2.1. La synthèse soustractive

5.2.1.1. Principe Le principe de la synthèse soustractive consiste à filtrer des signaux riches en harmoniques. Simple à mettre en oeuvre et économique, la synthèse soustractive s'est naturellement imposée sur les premiers synthétiseurs, dès les années soixante.

Comportant un seul oscillateur, on s’est vite rendu compte que pour générer des sons plus riches, il était préférable d’y adjoindre un deuxième ou même un troisième oscillateur (ceci rapproche la synthèse soustractive de la synthèse additive expliquée un peu plus loin.)

5.2.1.2. Sources sonores La synthèse soustractive peut prendre une autre source que le classique oscillateur délivrant des formes d'ondes périodiques simples, que celui-ci soit analogique ou numérique. À partir de la fin des années quatre-vingt, nombre de synthétiseurs à synthèse soustractive ont utilisé des échantillons numériques comme source de synthèse. Il peut s'agir d'échantillons d'instruments acoustiques ou électriques, pris séparément (piano, guitare, orgue...) ou enregistrés ensemble (section de cuivres, de cordes...), mais également de voix ou de bruits divers.

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5.2.1.3. Description d'un filtre En synthèse soustractive l'élément le plus important est le filtre. L'efficacité d'un filtre est fonction de sa pente exprimée en décibels par octave (dB/octave) ou en pôles. Le terme "pôle" fait référence au schéma typique d'un filtre ayant une pente de 6 dB/octave. Ainsi, on trouve des filtres 1 pôle , 2 pôles (12 dB/octave), 3 pôles (18 dB/octave) et 4 pôles (24 dB/octave). Additionner les pôles revient à placer des filtres identiques en série. Il existe deux grandes familles de filtres ayant chacune un champ d'action différent sur le contenu harmonique d'un son et pouvant être assemblées afin de créer des filtres hybrides. Le filtre le plus répandu sur les synthétiseurs soustractifs est le passe-bas qui, comme son nom l'indique, agit sur les hautes fréquences du signal. L'autre type de filtre est le passe-haut, ayant une action inverse. Si l'on connecte en série un filtre passe-bas avec un filtre passe-haut, on obtient un filtre passe-bande. Enfin, la mise en parallèle de ces mêmes filtres donne naissance au filtre à réjection de bande, ou Notch.

Sur un synthétiseur soustractif, deux paramètres principaux permettent d'ajuster l'effet de filtrage : la fréquence de coupure qui est la fréquence à partir de laquelle le filtre va entrer en action, et la résonance (disponible sur certains instruments), qui permet de faire entrer le filtre en auto-oscillation. Celui-ci se comporte alors comme un oscillateur. Il est également possible de modifier l'évolution temporelle de l'effet en adjoignant au filtre une enveloppe d'amplitude.

• 5.2.2. La synthèse FM

La synthèse par modulation de fréquence a été mise au point au début des années septante par l'américain John Chowning à l'université de Stanford aux Etats-Unis. Naturellement liée aux technologies numériques, capables aisément de fournir la précision nécessaire. La synthèse FM utilise un principe de modulation analogue à celui que l'on utilise en radiotransmission: on fait varier la fréquence d'une onde périodique, la porteuse (un oscillateur dans le cas de synthèse), en fonction de l'amplitude d'une autre onde, la modulatrice (oscillateur aussi). La différence entre radiotransmission et synthèse FM réside dans les gammes de fréquences employées et dans la méthode d'exploitation de la modulation : la "bande FM" utilise une porteuse dont la fréquence varie de 87.5 à 108 MHz et une modulatrice qui se situe entre 15 Hz et 20 kHz (la gamme de fréquences audibles). En synthèse FM, porteuse et modulatrice travaillent toutes deux dans la gamme des fréquences audibles. L'utilisation Un rapport rationnel de modulation entre porteuse et modulatrice va générer des harmoniques. Pour obtenir des partiels, afin de créer des sons percussifs par exemple, le rapport de modulation devra d'être irrationnel. Malgré la simplicité théorique du système et le peu de calculs nécessaires à l'obtention d'un signal, programmer un son par synthèse FM demeure toutefois une tâche délicate car l'intuition n'est pas de mise : une légère modification d'un seul paramètre peut modifier radicalement la sonorité finale, ce qui n'est pas le cas pour d'autres procédés de synthèse. Le synthétiseur FM Yamaha commercialisa les premiers synthétiseurs opérant par modulation de fréquence. Après s'être assuré l'exclusivité du brevet, la firme japonaise a présenté en 1983 le DX9,

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rapidement remplacé la même année par un modèle plus performant, le DX7. Le DX7 intègre six oscillateurs numériques nommés opérateurs générant une forme d'onde sinusoïdale périodique de fréquence et d'amplitude ajustables. Chacun de ces opérateurs peut être défini comme porteur (il délivre alors une onde porteuse) ou comme modulateur (délivrant une onde modulatrice). Le schéma de connexion entre oscillateurs est dénommé algorithme. Chaque opérateur est associé à une enveloppe qui permet de faire varier son amplitude lorsqu'il est modulateur ou son volume lorsqu'il est porteur. En FM,la fréquence est modulée. La fréquence se serre quand l’onde modulatrice est positive et s’élargit quand elle est négative. En AM, c’est l’amplitude qui est modulée…

• 5.2.3. La synthèse AM Ici, les VCO sont remplacés par des opérateurs. Ceux-ci possèdent plusieurs paramètres:

. Onde = sinus (traditionnellement)

. Enveloppe à 8 points (plus précis et réaliste que l’ADSR)

. Accordage – « Coarse » (= en gros) ou « fine » (= précis)

. Volume

Il y a des opérateurs pour les ondes porteuses et des opérateurs pour les ondes modulatrices. Mais on n’entend que la porteuse. Avec un son métallique, Le DX7 de YAMAHA est le plus grand représentant de la synthèse FM. Il possède 32 algorithmes… Avec un opérateur « feedback », on peut même faire du noise. En VSTi, on a le FM7 qui est très stable dans les basses (avec un son « slap »). Il est équivalent au D50 de ROLAND. La synthèse FM est fortement employée pour émuler des sons de tubes et autres instruments à vent.

N.B. : PM signifie synthèse par modulation de phase. Le principe est le même que pour la synthèse AM et FM sauf qu’ici la phase d’un signal est modulée par un autre signal.

• 5.2.4. La synthèse LA (synthèse mixte) LA = Linear Arithmetic. Cette sorte de synthèse créée par ROLAND est un mélange de la synthèse soustractive et de la lecture de samples. En effet, ici, les « transitoires » d’attaque (qui participent à l’identité d’un son, d’une durée de 3-4ms) sont samplées et le reste du son est synthétisé par synthèse soustractive. Le D50 est un synthé utilisant ce type de synthèse. Vu que le D50 possède 2 VCO et 2 lecteurs de samples, on a le choix entre 4 sources (via un joystick):

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. VCO / samples . samples / VCO . VCO / VCO . samples / samples

• 5.2.5. La synthèse additive

Elle se base sur l’addition d’harmoniques à un sinus… Le plus grand représentant de ce type de synthèse fut l’orgue HAMMOND sur lequel on réglait le niveau des harmoniques avec des « tirettes » afin de modifier le timbre de la note jouée. Cet orgue fonctionnait avec des roues phoniques tournant à la fréquence du courant après qu’on les aie « déclenchées » grâce à un moteur auxiliaire. Le son sortait par un box où la grosse membrane se trouvait entourée d’un tonneau rotatif à vitesse variable. Le son est produit en superposant plusieurs ondes sinusoïdales. Le synthé additif le plus connu est le KURZWEIL K2500 (1996)… Il samplait les sons et les analysait pour les décomposer en sinus. Ce type de synthèse fait appel au théorème deFourier. En effet, c'est en 1812 que le physicien Jean-Baptiste Joseph Fourier mit à jour les bases de la composition d'un son : "Tout mouvement périodique complexe se décompose en une somme de mouvements périodiques simples (sinusoïdes) appelés harmoniques, et dont les fréquences sont des multiples entiers de la fréquence la plus basse (la plus grave), appelée fondamentale". Les valeurs de ces multiples s'expriment en rangs harmoniques. Par exemple, pour une fondamentale à 440 Hz, la fréquence de l'harmonique de rang 2 est égale à 880 Hz (440 x 2), celle de l'harmonique de rang 3 est de 1 320 Hz (440 x 3) celle de l'harmonique de rang 4 est de 1760 Hz(440x4) etc...

Toute la différence entre deux sonorités périodiques de même hauteur (déterminée par la fréquence de la fondamentale) est fonction du rang des harmoniques présents (fréquences), ainsi que de leurs amplitudes. Il s'agit de la notion de timbre, qui fait la différence entre un la joué au piano et un la joué au xylophone. C'est pourtant la même note, donc la même fondamentale, qui est jouée. Il faut cependant noter que l’attaque (et son contenu spectral complexe) joue aussi un rôle prépondérant dans la reconnaissance du timbre d’un son comme l’a démontré l’expérience de la cloche coupée par exemple. Si les mouvements apériodiques se décomposent également en un ensemble de mouvements périodiques simples, leurs fréquences ne sont plus des multiples de la sinusoïde la plus grave, mais des partiels. C'est notamment le cas dans les sons de percussions. Le son produit est dit alors inharmonique (ce qui ne l'empêche pas d'être éventuellement harmonieux).

Si la synthèse additive est la synthèse la plus simple du point de vue théorique, elle est en revanche une des plus complexes à mettre en application de par sa définition. Pour créer un son par synthèse additive, il suffit d'ajouter les harmoniques souhaités à une fréquence fondamentale, mais il est difficile de calculer l'amplitude, la fréquence et les variations temporelles de ces harmoniques.

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Les synthétiseurs additifs Si le synthétiseur idéal à synthèse additive existait, il serait constitué d'autant d'oscillateurs sinusoïdaux que nécessaire, destinés à produire les harmoniques. Il existe quelques systèmes à synthèse additive, possédant des fonctions avancées et des capacités de calcul très importantes. Citons la célèbre 4X de l’IRCAM, le synthétiseur Axcel de la firme canadienne Technos ainsi que la série des Computer Musical Instruments (CMI) de la société australienne Fairlight, qui sont des centrales de production musicale intégrant échantillonneur, séquenceur et modules de synthèse. Le prix prohibitif de ces machines les réserve aux studios professionnels et aux centres de recherche musicaux. Outre les synthétiseurs à synthèse additive composés d'électronique numérique, il existe des logiciels informatiques permettant de faire de la synthèse additive. Toutefois, ils ne travaillent pas en temps réel : une fois les calculs effectués, il est nécessaire de transférer les données vers un échantillonneur qui sera alors capable de les jouer. Le fameux synthétiseur virtuel Reaktor de Native Instruments permet de faire de la synthèse additive mais le nombre d’oscillateurs est limité par la puissance de calcul du processeur. Celle-ci augmente sans cesse, il est donc de plus en plus aisé de créer des sons assez riches sur ordinateur. Certains échantillonneurs intègrent également la "transformée de Fourier", fonction permettant de séparer d'un son, sa fondamentale et l'ensemble de ses harmoniques. On peut alors travailler chacune d'entre elles individuellement avant de recomposer la forme d'onde 88.

• 5.2.6. La synthèse « wavetable » (à table d’ondes) Elle se base sur la lecture de tables d’ondes… Toute une collection de périodes uniques stockées en ROM peuvent être enchaînées, créant ainsi une « table » d’ondes, formant une onde plus complexe, sur plusieurs périodes. La progression dans la table peut être pilotée par:

� Générateur d’enveloppe � Molette de modulation � Vélocité de frappe � Keyboard Tracking � LFO � etc.

La synthèse à table d'ondes est dans une certaine mesure une amélioration de la synthèse soustractive, dans la mesure où la section filtre va participer à détermination du son. Le principe de la table d'onde est simple : à la place d'une forme d'onde cyclique (carré, sinus ou triangle), on trouve une suite de formes d'ondes, chacune légèrement différente de la précédente. Le synthétiseur utilise cette suite de formes d'ondes (appelée table) de façon soit statique (une onde en boucle), soit dynamique en assignant un modulateur (LFO, enveloppe) au balayage de la table d'onde, c'est-à-dire une lecture successive d'un certain nombre des ondes de la table. De plus ces synthés sont capables de passer progressivement d'une forme d'onde à une autre par une interpolation ou un morphing. Si cette méthode ne permet pas une imitation réaliste de sonorités acoustique (piano, cuivres, etc.), son potentiel créatif est énorme et original. 88 http://www.soundonsound.com/sos/jun00/articles/synthsec.htm

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Synthétiseurs à tables d'ondes : Le Wave 2 de PPG, le Microwave et le Wave de Waldorf, le Wavestation de Korg, le VFX et la série TS de Ensoniq Le synthé PPG « Wave 2 » est le plus réputé. Il a l’avantage d’avoir un filtre analogique en sortie, ce qui lui permet d’offrir un son plus naturel. Chez PPG, on a aussi fabriqué le « Waveterm » qui pouvait travailler sous tous les types de synthèse.

• 5.2.7. La synthèse vectorielle La synthèse vectorielle était à la base le mélange manuel, grâce à un joystick, de quatre oscillateurs à formes d'ondes différentes. Ceux-ci étaient synchronisés et désaccordables. Le mouvement peut aussi être commandé par un LFO. La synthèse vectorielle est plus un système de contrôle du son qu'un système de modification ou de création du timbre final par des processus électroniques. Synthétiseurs à synthèse vectorielle : Prophet VS de Sequential Circuits, le Wavestation de Korg et dans une autre catégorie les SY 22 et SY 35 de Yamaha.

• 5.2.8. Le waveshaping Le waveshaping est une méthode de transformation des formes d'ondes en temps réel. Elle permet de modifier le contenu en fréquence d’un son par modulation de son amplitude. L’amplitude du son est modulée selon une courbe de transfert non linéaire. Le son obtenu dépendra de la nature de la courbe de transfert et de l’amplitude du son à l’entrée du modulateur Le spectre sera d’autant plus riche que l’amplitude du signal à l’entrée sera plus importante, une caractéristique que nous avons déjà pu observer sur les instruments de musique traditionnels. Les fonctions de transfert peuvent être paires ou impaires ce qui génèrera respectivement des harmoniques paires ou impaires 89. On trouve le waveshaping dans des instruments comme le 0/1W et la série T de Korg.

• 5.2.9. La lecture d'échantillons Constituant la majeure partie des instruments électroniques actuels, la lecture d'échantillons est un moyen facile de fabriquer des synthétiseurs à synthèse soustractive. En effet, plutôt que de fabriquer des formes d'ondes originales et évolutives, on s'est dit qu'il était intéressant de stocker une multitude d'échantillons sonores et de s'en servir de base pour créer des timbres complexes. Cette technique a rendu très réalistes les instruments basés sur ce principe. À cause du caractère reconnaissable d'un certain nombre d'échantillons, il est parfois difficile de créer des sons radicalement nouveaux. Cette synthèse selon les marques a pris des dénominations diverses : PCM et AI2 pour Korg, AWM et AWM2 pour Yamaha, VAST pour Kurzweil etc. 89 http://www.cs.sfu.ca/~tamaras/waveshapeSynth/waveshapeSynth.pdf

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• 5.2.10. La synthèse à modélisation physique « La modélisation physique est une classe de méthodes qui visent à recréer les caractéristiques acoustiques des instruments de musique ou de la voix en mettant en fonction les principes physiques mis en jeu pour émettre des sons » 90. La supériorité des instruments acoustiques sur les synthétiseurs tient surtout dans leurs grandes possibilités expressives : ils répondent de manière sensible à toutes les sollicitations du musicien. La synthèse par modèle physique est un procédé de synthèse acoustique offrant un réel contrôle expressif du son produit. La synthèse par modélisation intègre en fait deux modèles de synthèses utilisant le même principe mais n'offrant pas les mêmes contrôles ni les mêmes sonorités : le procédé dit à oscillations entretenues (particulièrement destiné à concevoir des sons d'instruments à cordes frottées ou à vent) et le procédé dit à oscillations libres (réservé aux sons percussifs et aux cordes frappées). La modélisation physique utilise comme source des modèles de phénomènes physiques observés sur des instruments acoustiques et les traduit en algorithmes. La grande nouveauté du procédé inventé par Yamaha (VL1 est le premier synthé apparu sur le marché) est sa capacité à travailler en temps réel, procédé qui nécessite évidemment des unités de calcul particulièrement performantes. En effet, l'instrument modélisé sous forme de calculs mathématiques est recalculé en permanence dans son intégralité. Une fois l'algorithme choisi (tel type de corps d'instrument), le son est créé à partir de divers paramètres : 1. la pression : qui est l'énergie produite sur l'instrument 2. l'embouchure : qui est le type de contrôleur virtuel de l'instrument (le bec d'une flûte, l'archet d'un violon...) 3. l'amortissement de l'air dans le corps de l'instrument. Ces contrôleurs peuvent être associés de multiples façons. D'autres modules assistent les contrôleurs tels que l'ajout de souffle, le filtre (à l'instar de la synthèse soustractive), la hauteur et le vibrato. L'ensemble de ces paramètres est modifiable en temps réel. Il est aussi important de s’intéresser aux transitoires pour des raisons musicales et esthétiques car ce sont elles qui éclairent l’articulation et le phrasé du jeu du musicien. De plus suite au travaux de Pierre Schaeffer (cf. expérience de la cloche coupée) on a pu constater que la reconnaissance d’un son est un procédé complexe mettant en œuvre le timbre (disposition spectrale des diverses harmoniques du son pendant son entretien) mais aussi les transitoires d’attaque (notion déjà utilisée pour la synthèse LA). Avec les transitoires, un instrument est associé à ces "quelques choses" dont on repère la présence "quelconque" sans pouvoir au sens strict les discerner. On sait ainsi que, parmi les transitoires, les attaques jouent le rôle principal dans la reconnaissance des instruments alors que les transitoires afférents aux notes enchaînées legato semblent jouer un rôle plus secondaire tandis que celui des transitoires d'extinction parait rester mineur (cf. Campbell et Heller). Un petite précision est de mise quant au terme « transitoire » : * Sens physique (strict) = partie non périodique d'une évolution principalement périodique. En ce sens le transitoire, quoique souvent passager, n'est pas nécessairement bref.�

90 http://cours.musique.umontreal.ca/MUS1321/Notes_de_cours/Csound_08_ModPhys.html

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* Sens plus usuel = évolution très momentanée, radicalement apériodique (en particulier non "pseudo-périodique").�En ce dernier sens, plus restreint mais plus courant, l'évolution d'une corde après son temps d'excitation ne relèverait pas de la catégorie "transitoire" même si la corde étant plus ou moins amortie et inharmonique s'éloigne ainsi sensiblement du modèle périodique d'une corde idéale. De même, en ce sens restreint, la corde frottée ne relèverait de régimes transitoires qu'au moment initial de l'attaque et lors des coups d'archet (tiré-poussé...).

La synthèse par modélisation physique est donc une technique de synthèse sonore qui, au lieu de s'attacher à reproduire le son lui-même (par l'analyse des fréquences qui le composent par exemple), part du dispositif physique producteur de ce son. Ainsi, cette technique se démarque des méthodes de synthèse numérique additive, soustractive, ... L'objectif de cette synthèse est autant scientifique qu'artistique car celle-ci permet aux scientifiques d'approfondir leur connaissance des phénomènes acoustiques et offre aux musiciens un nouveau matériau pour la composition. Pratiquement, une impulsion (une période d’oscillateur, un bruit blanc ou rose très court), un échantillon, ou un mélange des trois va servir d’excitateur. Il est important de ne pas perdre de vue que le son du résonateur changera en fonction du contenu spectral de l’excitateur. Le résonateur « récupère » certaines fréquences de l’excitateur. Le résonateur excité entre donc en oscillation (ceci sera modélisé à partir de filtres résonants et de lignes de retard). L’oscillation sera toujours amortie (sinon le son perdurerait à jamais). Les diverses causes d’amortissement sont, dans le cas d’une corde: * la viscosité de l’air * les frottements internes (propagation du point anguleux, conduction de chaleur entre les zones comprimées et étirées. Si on laisse une corde non idéale osciller librement après excitation, on constate un amortissement progressif qui tient aux données physiques rappelées précédemment. Ce phénomène, qui s'étend en vérité pendant toute la durée d'oscillation de la corde, connaît cependant dans le temps même de la résonance plusieurs régimes qui tiennent à la diversité des causes d'amortissement. Il est important de noter que plusieurs techniques de modélisation physique sont utiliséesà l’heure actuelle: * la synthèse MSW (du nom de ses inventeurs: MacIntyre, Schumacher et Woodhouse).

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*les techniques de Hiller et Ruiz. Basées sur l’approche classique des objets physiques sur le principe masse-ressort. Il faut donc donner les propriétés de l’objet (masse, conditions limite de rupture, état initial, comportement transitoire etc…) Cette technique est donc très lourde en calculs et donc en ressources. ex. de systèmes masse-ressort :

* la synthèse modale : solution moins coûteuse que la précédente. Le corps sonore y est représenté comme un ensemble de sous-structures vibrantes dont le nombre est bien moins important que celui des masses et des ressorts. Ces sous-structures sont des cordes, des embouchures, des tubes, des archets, etc. qui réagissent à des excitations extérieures (souffle d'air, frappe, ...) * la synthèse par guide d’ondes est découverte dans les années’80 par Kevin Karplus et Alex Strong. A partir d'un algorithme très économique en calculs, elle permet d'obtenir un résultat sonore de corde pincée très convaincant.

Synthétiseurs à modélisation virtuelle Le premier synthétiseur à modélisation virtuelle commercialisé fut le VL 1 de Yamaha, en 1994. Polyphonique à deux voies, c'est un instrument soliste. Dès l'année suivante, d'autres constructeurs se mirent aussi à ce type de synthèse et proposèrent des claviers moins onéreux pour une partie modélisation plus limitée que celle du VL 1, mais offrant d'autres procédés de synthèse complémentaires (c'est le cas du Prophecy de Korg).

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Pour ceux que cela intéresse ce type de synthèse est plus détaillé dans l’annexe « addendum : synthèse par modèles physiques » 91.

• 5.2.11. La synthèse à modélisation analogique virtuelle Cette technique permet de simuler l'architecture de générateurs sonores propres aux machines analogiques d'antan, mais de façon numérique. Les composants des synthétiseurs analogiques n'existent que virtuellement sous forme d'instructions logicielles assemblées par des spécialistes en traitements numériques des signaux. Par ce moyen on échappe aux inconvénients liés à l'utilisation des circuits analogiques comme l'instabilité de l'accordage ou la difficulté d'enregistrement précis des réglages. De plus les vitesses de calcul des circuits DSP actuels permettent d'aller au-delà des performances des premiers synthétiseurs analogiques (exemple: le contrôle virtuel des paramètres de synthèses par Midi). En effet il existe une différence de sonorité entre les oscillateurs analogiques (VCO) et les oscillateurs numériques. Pour être précis, le son d’un oscillateur des ’70 diffère de celui des ’80 et chaque constructeur d’oscillateur à son propre « grain de son ». Ainsi on retrouve des adeptes du son ARP ou Moog pour ne citer qu’eux. La différence majeure réside dans les légères fluctuations du signal d’un oscillateur analogique. En effet, le courant traverse différents composants qui altèrent sa linéarité. Cela va de l’alimentation, avec ses fluctuations de tension et les résidus du double redressement aux filtres (RC : résistance-condensateur ou RL : résistance-bobine) en passant par les oscillateurs dont la hauteur est commandée par la tension (qui fluctue). Tout ceci crée de l’instabilité et de l’intermodulation (phénomènes de battements et autres) qui varient dans le temps (cf. cours de Pierre Coheur SAE institue Brussels). A cela se rajoute une légère distortion d’ordre 2 et 4. C’est l’ensemble de ces éléments que certains appellent l’air ou la chaleur du son analogique. A l’inverse, les oscillateurs numériques sont plus précis qu’une montre suisse. Leur THD est inférieure à 1% et leur fréquence ultra stable. Il reste encore un petit détail. Il s’agit du repliement spectral. Celui-ci est inexistant sur des synthés analogiques ce qui explique la plus grande netteté et la précision de ceux-ci dans l’aigu. Pour repousser un maximum ce problème on peut travailler aujourd’hui à des fréquences d’échantillonnage plus élevées (96 ou 192 kHz) sur des synthés numériques et c’est là que les DSP’s deviennent intéressants car ils permettent de soulager le processeur. Synthétiseurs à modélisation analogique virtuelle Le Nordlead et le Nord Modular de Clavia, le JP-8000 de Roland, l'AN1X de Yamaha et le SuperNova de Novation sont des synthétiseurs à modélisation analogique virtuelle. On trouve actuellement de plus en plus d'applications uniquement logicielles donc sans Hardware qui utilisent la puissance du processeur d'un ordinateur et qui simulent virtuellement un synthétiseur. La marque allemande réputée Access est connue pour son fameux « Virus ». Au départ celui-ci n’existait que sous forme hardware avec des puces intégrées. Ses filtres émulent ceux des Moog. Cette société a par la suite (2001) développé un synthé virtuel basé sur le même type d’algorithmes mais dont les calculs sont effectués par des processeurs DSP d’une carte externe (Powercore de TC Electronics). Cette même firme a commercialisé récemment un synthé dénommé Virus TI dont la particularité est 91 http://cours.musique.umontreal.ca/MUS1321/Notes_de_cours/Csound_08_ModPhys.html http://www.entretemps.asso.fr/Nicolas/Modalys/Transitoires.5.3.91.html http://www.soundonsound.com/sos/sep98/articles/synthschool.html http://ccrma.stanford.edu/~jos/wg.html

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d’être connecté en usb à l’ordinateur et dont une interface type VST s’affiche à l’écran. On peut de la sorte piloter le synthé hardware à la manière d’un VST par le biais du port usb.

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