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.

ortf et bonnettes

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

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.

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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

captation 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.

wavbreaker

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.

Spectre obtenu avec une source sonore puissante, et un micro nuSpectre obtenu avec une source sonore puissante, et un micro équipé d'une bonnette anti-popSpectre obtenu avec une source sonore puissante, et un micro équipé d'une bonnette anti-pop et d'une bonnette anti-vent

Spec­tres obtenus une source sonore élevée

Dans l’ordre : micros nu, micros avec bon­nette anti-pop seule­ment, micros avec bon­nette anti-pop et bon­nette anti-vent

Spectre obtenu avec une source sonore faible, et un micro nuSpectre obtenu avec une source sonore faible, et un micro équipé d'une bonnette anti-popSpectre obtenu avec une source sonore faible, et un micro équipé d'une bonnette anti-pop et d'une bonnette anti-vent

Spec­tres obtenus une source sonore faible

Dans l’ordre : micros nu, micros avec bon­nette anti-pop seule­ment, micros avec bon­nette anti-pop et bon­nette anti-vent

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.