Mesurer la performance d’une bonnette de micro

Il y a quelques mois, je me suis équi­pé d’un couple de micros ORTF. Cou­plé à un enre­gis­treur muni d’entrées XLR, ces micros per­mettent de faire des cap­ta­tions en sté­réo de très bonne qua­li­té. Le modèle que j’ai choi­si, un Super­lux S502 a l’a­van­tage prin­ci­pal d’être net­te­ment moins oné­reux que la plu­part de ses équi­va­lents du mar­ché. Il est four­ni avec des petites bon­nettes en mousse dites anti-pop, qui sont utiles quand on fait une prise de son en inté­rieur. Mais en exté­rieur, ou quand on déplace le micro, le dépla­ce­ment de l’air sature immé­dia­te­ment le micro.

Réalisation d’une bonnette anti-vent

Je me suis donc lan­cé dans la confec­tion d’une bon­nette anti-vent. Un petit tour chez un reven­deur de tis­su en gros, et j’ai mis la main sur une belle imi­ta­tion four­rure, au poil long, et au tis­su de sup­port plu­tôt fin. Ensuite, il suf­fit d’une paire de ciseaux, d’une aiguille et de fil, et on fabrique faci­le­ment une chaus­sette pour son micro ! Alors bien sûr, on peut aller plus loin et confec­tion­ner une struc­ture rigide autour des micros, mais je suis par­ti sur le prin­cipe plus simple d’a­jou­ter la bon­nette anti-vent par des­sus la bon­nette anti-pop. Reste tout de même une ques­tion : de com­bien le son est-il atté­nué avec cet assem­blage de filtres ? Ne perd-t-on pas trop de fré­quences ? Qu’en est-il du spectre ?

Je me suis donc lan­cé dans un petit ate­lier pour com­men­cer à visua­li­ser ça.

Mesures d’atténuation

Pour mesu­rer l’at­té­nua­tion cau­sée par l’u­ti­li­sa­tion suc­ces­sive des dif­fé­rentes bon­nettes, l’i­dée est de géné­rer du son qui s’ex­prime dans toutes les fré­quences, puis de l’en­re­gis­trer avec les micros, dans cha­cune des confi­gu­ra­tions de bon­nettes, puis d’u­ti­li­ser un spec­tro­mètre pour visua­li­ser la puis­sance du son dans cha­cune des fré­quences qui le com­posent. Voi­là en quelques étapes simples com­ment réa­li­ser une telle mesure.

Produire du bruit blanc

Comme le raconte si bien wiki­pé­dia, le bruit blanc est « une réa­li­sa­tion d’un pro­ces­sus aléa­toire dans lequel la den­si­té spec­trale de puis­sance est la même pour toutes les fré­quences de la bande pas­sante. » Pour faire simple, toutes les fré­quences (du grave à l’ai­gu) sont pré­sentes avec la même puis­sance. Cer­tains uti­lisent ce bruit pour faci­li­ter leur som­meil (cli­quez sur ce lien, vous pour­rez entendre du bruit blanc jus­te­ment), d’autres s’en servent pour créer une tex­ture à une réa­li­sa­tion sonore. J’ai donc repris mon logi­ciel de son favo­ri et ai uti­li­sé un plu­gin de géné­ra­tion de bruit blanc. On fait ici confiance à son auteur pour avoir pro­duit un son qui res­pecte bien la contrainte souhaitée.

Évi­dem­ment, il faut que le sys­tème de dif­fu­sion du son de l’or­di­na­teur ne coupe pas trop de fré­quences, sinon on aurait déjà un spectre amoin­dri par endroits, et on rate­rai une bonne par­tie de l’ex­pé­rience. L’i­déal est donc d’u­ti­li­ser des enceintes de moni­to­ring. Ce sont ces enceintes que l’on uti­lise en stu­dio, quand on fait de la créa­tion sonore par exemple. Sui­vant la docu­men­ta­tion de la paire d’en­ceintes, on choi­si­ra de les posi­tion­ner proche d’un mur ou non, et on res­pec­te­ra en géné­ral un angle de 45°, les enceintes visant les oreilles de l’au­di­teur, en un tri­angle qua­si­ment équi­la­té­ral. Il existe beau­coup d’ex­pli­ca­tions très com­plètes sur la manière de posi­tion­ner de telles enceintes.

Capter le bruit blanc

Une fois les enceintes posi­tion­nées, on ins­talle le micro de manière fixe à l’emplacement nor­ma­le­ment dévo­lu à l’au­di­teur. On génère du bruit blanc avec l’or­di­na­teur, via les enceintes de moni­to­ring, et on réa­lise une cap­ta­tion de 10 à 15 secondes avec cha­cunes des confi­gu­ra­tions sou­hai­tées. Dans mon cas, j’ai uti­li­sé deux volumes sonores, et j’ai suc­ces­si­ve­ment uti­li­sé les micros nus, les micros avec juste les bon­nettes anti-pop, puis les micros avec bon­nettes anti-pop et anti-vent. Pour iden­ti­fier les fichiers, pen­ser dans la pre­mière seconde de l’en­re­gis­tre­ment à par­ler pour expli­ci­ter la prise (« son faible, micros nus »).

Pour faire ces enre­gis­tre­ments, j’ai uti­li­sé un enre­gis­treur tas­cam, sur lequel j’ai réglé l’en­re­gis­tre­ment sur du wav 24 bit, afin d’a­voir le moins de des­truc­tion pos­sible lors de l’en­re­gis­tre­ment. J’ai aus­si véri­fié que la puis­sance sonore ne satu­rait pas l’installation.

Préparer les fichiers son

Une fois récu­pé­rés les fichiers sur l’or­di­na­teur, il s’a­git d’ex­traire de cha­cun des fichiers une plage de son la plus pure pos­sible, c’est-à-dire sans bruit para­site ni annonce par­lée. Pour cela, j’ai uti­li­sé le logi­ciel wav­brea­ker qui a le bon goût de cou­per les fichiers sans ne rien modi­fier d’autres (pas de ré-enco­dage, de ré-échan­tillon­nage, etc.). Il existe d’autres outils, comme par exemple shn­tool, mais j’ai décou­vert pen­dant cet exer­cice que ce der­nier ne sup­por­tait pas les fichiers wav autre­ment qu’en 16 bits (le for­mat stan­dard CD). Pour cou­ron­ner le tout, l’in­ter­face gra­phique de wav­brea­ker est dérou­tante de simplicité.

Pour cet exer­cice, j’ai donc choi­si d’ex­traire sur tous les enre­gis­tre­ments le pas­sage situé entre la hui­tième et la trei­zième seconde. Ce sont main­te­nant ces mor­ceaux propres que nous allons étudier.

Visualiser le spectre du son enregistré

La der­nière étape consiste à visua­li­ser le spectre de ces échan­tillons. Pour cela, j’ai uti­li­sé le logi­ciel spek, qui fait les choses de manière effi­cace et simple : on lui donne un fichier en entrée, et il pro­duit en sor­tie une image repré­sen­tant un spec­tro­gramme du fichier, où l’on lit sur l’axe hori­zon­tal la ligne du temps, sur l’axe ver­ti­cal la fré­quence obser­vée, et par un jeu de cou­leur la puis­sance d’une fré­quence à un ins­tant don­né. Le spec­tro­gramme est accom­pa­gné sur le côté droit d’une échelle des cou­leurs indi­quant l’at­té­nua­tion en déci­bels, pour une lec­ture chif­frée du graphique.

La pre­mière remarque que l’on peut faire, c’est que cha­cune des bon­nettes atté­nue un peu plus le son. Mais ça, on s’en dou­tait. Si l’on regarde plus atten­ti­ve­ment, on constate que ce sont d’a­bord les hautes fré­quences qui sont atté­nuées. Du moins, c’est là que le contraste est nota­ble­ment visible dans l’en­re­gis­tre­ment avec la source sonore éle­vée. À l’in­verse, en étu­diant la série de spectres issues de l’en­re­gis­tre­ment de faible volume sonore, on constate que l’en­semble du spectre est mar­qué par l’a­jout de la bon­nette anti-souffle. Cette baisse est bien plus impor­tante qu’a­vec la simple bon­nette anti-pop. C’est com­pré­hen­sible : les bruits très peu forts seront étouf­fés par l’u­ti­li­sa­tion du double dis­po­si­tif. Peut-être d’ailleurs l’at­té­nua­tion appa­rente des hautes fré­quences dans les cas de la source éle­vée est dûe à une atté­nua­tion uni­forme qui serait plus visible là où le spectre montre une plus faible puissance…

Dif­fi­cile d’al­ler plus loin que ces pre­mières ana­lyses sans uti­li­ser plus de connais­sances en trai­te­ment du signal. Si quel­qu’un passe par ici et a quelques idées, je suis pre­neur ! J’ai bien sûr conser­vé les sons bruts…

Critiques et prochaines étapes

Plu­sieurs cri­tiques sont tout de même à émettre dans ce pro­to­cole expé­ri­men­tal plus que ban­cal. Tout d’a­bord, il n’y a pas eu d’é­ta­lon­nage de la source d’é­mis­sion du bruit blanc. Dif­fi­cile de savoir à quel point les enceintes res­ti­tuent bien le son dans tout le spectre. Afin de com­plé­ter cette étude, il serait inté­res­sant d’u­ti­li­ser d’autres micros pour com­pa­rer le spectre d’é­mis­sion de ces enceintes, voire uti­li­ser un appa­reil de mesure plus précis… 

On pour­rait aus­si s’in­té­res­ser à com­pa­rer le spec­tro­gramme pro­duit par les micros sans bon­nettes aux courbes four­nies par les spé­ci­fi­ca­tions du fabri­cant. Sommes-nous proches de ce qui est annoncé ?

Enfin, dans ce pro­to­cole expé­ri­men­tal, je n’ai fait varier que la puis­sance du son émis par les enceintes. On pour­rait aus­si modu­ler leur dis­tance aux micro­phones pour étu­dier la varia­tion du spectre sui­vant ce paramètre.

Tous les logi­ciels cités dans cet article sont des logi­ciels libres, notam­ment dis­po­nibles comme paquets dans la dis­tri­bu­tion debian.