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.

4 thoughts on “Mesurer la performance d’une bonnette de micro”

  1. L’utilisation d’une fréquence d’échantillonnage élevé lors de la créa­tion (l’enregistrement) des fichiers, leurs don­nent une plus grande sta­bil­ité spec­trale (surtout en haute fréquence), préférez 88.2 ou 96khz plutôt que 44.1 ou 48khz.
    Véri­fiez que le type d’analyseur de spec­tre cor­re­spond au bruit de test util­isé (cal­i­bra­tion en bruit blanc ou rose par exem­ple.
    Testez avec un sig­nal audio fort de préférence, de façon à bien dif­férenci­er le sig­nal de test avec le bruit du cir­cuit d’enregistrement et le bruit ambiant.

  2. Ah oui bien vu, j’étais resté en 44.1khz. Je referai le test en réglant l’enregistreur sur ce qu’il sait faire de mieux… Et puis tiens, je testerai aus­si sans émis­sion de son, pour avoir le spec­tre du « silence » qui inclu­ra les bruits ambiants et des cir­cuits d’enregistrements.
    Mer­ci pour ces con­seils, je vais pren­dre le temps de refaire les tests bien­tôt !

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