Par Marc Baudino
Dernière mise à jour : novembre 2018

• Introduction
• 1. La chaine électro-acoustique
  • 1.1. Le circuit du son
  • 1.2. Les types de microphones
  • 1.3. Les différentes directivités des microphones
• 2. Les outils de la sonorisation
  • 2.1. Table de mixage et amplificateur
  • 2.2. Haut-parleurs et enceintes
  • 2.3. Vocabulaire et termes techniques (lexique)
  • 2.4. Quelques notions importantes

Introduction

La sonorisation consiste en la diffusion d’un signal sonore dans un espace important grâce à des moyens électroacoustiques.
Le tout premier système de reproduction électrodynamique fut utilisé par Philippe Reis pour un téléphone en 1861. Le premier brevet concernant un haut-parleur à bobine mobile fut accordé à Werner Von Siemens en 1877.
Longtemps, les représentations musicales ou théâtrales se sont déroulées sans sonorisation. En s'aidant de l'acoustique¹ architecturale (de manière empirique ou théorique) puis en multipliant les musiciens (grands orchestres), on parvenait ainsi à se produire devant une large audience.
Aujourd’hui, en dehors de certains concerts acoustiques (musique de chambre, récital piano etc.), la majorité des représentations fait appel à un système de sonorisation. La qualité d’écoute est primordiale, quels que soient le genre de manifestation et la taille du lieu.
La notion de « qualité d’écoute » est importante et complexe, pour un débat, un discours, il faut que la parole soit claire et compréhensible. Dans le cas d’un événement musical, le son doit parvenir équilibré aux oreilles des spectateurs, sur une gamme de fréquences² très large, dépendant un peu du style et des instruments utilisés.
L’acoustique de la salle a une grande importance, différente selon le nombre de personnes présentes et le système de sonorisation proposé. De même, il est important que les musiciens sur scène puissent s’entendre. L’« équilibre » sonore dont ils auront besoin est différent de ce qui sera réalisé pour le public.
Dans une salle dédiée à la musique, un auditorium, une salle de concert, l’architecture du lieu permet une mise en valeur acoustique. Ailleurs, il faudra trouver des solutions.
Ce type de système nécessite de toutes les façons, une manipulation par des personnes expérimentées et compétentes.

1. La chaine électro-acoustique

1.1. Le circuit du son

Le système de sonorisation sera adapté à un lieu, un site (puissance, ouverture, rappels, etc.) et sera composé de 2 systèmes de sonorisation indépendants :

• un système de « diffusion façade » : ensemble de diffusion sonore destiné aux publics, spectateurs ;
• un système de « diffusion retour » : système de sonorisation, indépendant de la façade, permettant aux musiciens de s’entendre collectivement sur scène (avec les « side fills » cf. lexique en fin de fiche) et de se contrôler individuellement (avec des « bains de pieds », des casques ou des prothèses auditives appelées également « ear monitors »).

Une chaîne « basique » de sonorisation comporte les éléments suivants :

• des sources acoustiques ou électriques à diffuser (instruments de musique, chanteurs, synthétiseur, boite à rythmes, lecteur CD, etc.),
• des microphones permettant de convertir les ondes acoustiques en signaux électriques,
• une table de mixage qui assure le rôle de « mélangeur » et la correction de chacun de ces signaux,
• un ou plusieurs amplificateurs qui augmentent la puissance du signal, 
• des enceintes qui transforment le signal électrique en signal acoustique.

1.2. Les types de microphones

Le signal acoustique est capté à l’aide de microphones. Ils sont classés par type et par directivité :

• les microphones électrodynamiques.
• les microphones à condensateur ou électrostatiques. 

Les micros électrodynamiques :
Dits « dynamiques », ces microphones sont les plus résistants et les moins onéreux et sont beaucoup utilisés en concert.
Les micros dynamiques ont en général une sensibilité relativement faible et donc un signal de sortie faible aussi. Il faudra donc un bon pré-ampli³ pour exploiter correctement le signal.
Leur conception fait d’eux des micros robustes qui tolèrent les chocs et les hauts niveaux sonores. Ils sont pour cela très prisés en sonorisation de concert.

Les Microphones à condensateur ou électrostatiques :
Dits « statiques », ces microphones sont composés d’un système électronique qui requiert une alimentation, souvent appelée « alimentation fantôme » (car elle transite par les mêmes conducteurs que le signal audio) et d’une valeur de 48V en tension continue. Cette technologie offre des résultats plus fidèles à la réalité qu’un micro dynamique.
Les micros statiques offrent donc des bandes passantes⁴ plus étendues et sont à peu près linéaires sur la bande de fréquences audibles (20Hz-20000Hz). Leur domaine d’application est donc plus large que pour les dynamiques. Ils ont aussi une sensibilité et un rendement bien supérieurs. On peut les utiliser autant en prise de proximité qu’en ambiance.
Par contre, leur technologie les rend beaucoup plus coûteux et surtout beaucoup plus sensibles aux chocs, au vent et aux fortes pressions sonores qui peuvent les endommager. Il est donc difficile de les utiliser en extérieur ou en sonorisation de concert.

1.3. Les différentes directivités des microphones

La directivité définit la sensibilité d’un microphone par rapport à la provenance d’un son (angle d’incidence de l’onde acoustique). Le choix de la directivité est primordial selon la source sonore que l’on veut capter :

Directivité omnidirectionnelle
Le microphone omnidirectionnel ne privilégie aucune provenance. Il capte les sons venant de toutes les directions. On l’utilise rarement en sonorisation, mais surtout en enregistrement

Directivité hémisphérique
Il capte les sons provenant du dessus.

Directivité bidirectionnelle
Le microphone bidirectionnel est sensible aux sons provenant de l’avant et de l’arrière de sa membrane ; par contre il ne captera pas les sons venant des côtés. C’est le microphone des duos : on place les interprètes de part et d’autre du microphone.

Directivité cardioïde
Le microphone cardioïde est sensible aux sons venant de l’avant et peu sensible aux sons provenant de l’arrière. On l’utilisera chaque fois que l’on aura besoin d’isoler une source par rapport à une autre ou en milieu réverbérant.

Directivité hyper-cardioïde
Le microphone hyper-cardioïde est plus directionnel que le précédent, son champ de captation est plus allongé vers l’avant et on note une légère sensibilité vers l’arrière. On utilise ce type de microphone lorsque l’on a besoin davantage de sélectivité vers l’avant.

2. Les outils de la sonorisation

2.1. Table de mixage et amplificateur

La Table de mixage :
Une table de mixage est un outil permettant de « mixer » (mélanger) plusieurs sources de musique ou tout autre signal audio.
Une table de mixage peut être analogique ou numérique⁵. Elle a pour fonction d'adapter les différents niveaux électriques reliés à leurs entrées avant de mélanger plusieurs sources vers un groupe de mélange (ou plusieurs), ou encore vers un sous-groupe (cf. lexique en fin de fiche), lequel aura ses traitements particuliers avant d'être redirigé vers le groupe principal de mixage.
Chaque signal à mélanger correspond, en principe, à une entrée (ou voie, ou encore tranche), mono ou stéréo, de la table. Les connexions se font traditionnellement par des prises XLR, RCA ou jack 6.35.
Les tables numériques vont comporter différents effets intégrés qui permettront la sonorisation d’un concert. Par contre, la console analogique est généralement accompagnée de racks comportant des effets⁶ (réverbération, délai, compresseur, égaliseurs, etc.) qui viendront corriger ou améliorer la reproduction sonore.

L’amplificateur :
Le signal audio délivré par la table de mixage peut atteindre seulement 1 volt et ne suffit pas à faire bouger les membranes de nos haut-parleurs. Il est donc nécessaire de l’amplifier.

L’amplification est un procédé qui consiste à élever le niveau d’un signal sans autre modification ; la fréquence ainsi que la forme du signal restent les mêmes, il n’y a que l’amplitude qui augmente.

L’amplificateur est un appareil électronique permettant l’augmentation du niveau d’un signal. On l’utilise pour alimenter enceintes et haut-parleurs. On entre un signal faible à haute impédance et on en sort une tension élevée à basse impédance.

2.2. Haut-parleurs et enceintes

Un haut-parleur est un transducteur⁷ qui transforme l’énergie électrique en énergie acoustique. Il est composé d’un moteur assurant la transformation électrique et/ou mécanique et d’une membrane transformant l’énergie mécanique en énergie acoustique.
Les HP fonctionnent à l’envers d’un microphone dynamique, c’est l’amplificateur qui envoie un courant alternatif à la bobine qui est insérée dans un aimant. Ceci la fait se déplacer d’avant en arrière à une vitesse déterminée par la fréquence à reproduire.
Il existe plusieurs types de haut-parleurs adaptés à la plage de fréquences qu’ils doivent reproduire :

• les « boomers ou woofers » à grand diamètre pour la restitution des fréquences basses. Ce haut-parleur ne peut pas reproduire les fréquences aiguës, la membrane est trop rigide pour vibrer rapidement.
• les « médiums » de diamètre plus petit, spécialisés dans la reproduction des fréquences médiums.
• les « tweeters » ou « moteurs d’aigus » chargés de la reproduction des aigus. La membrane doit être légère et fine pour pouvoir vibrer rapidement (4000 à 20000 Hz).

Une enceinte est une caisse souvent en bois dans laquelle sont fixés un ou plusieurs haut-parleurs, permettant la reproduction acoustique du son à partir d'un signal électrique produit par un amplificateur.

Il existe plusieurs types d’enceintes :

• Les « enceintes large bande » ne sont constituées que d’un seul haut-parleur qui couvre la quasi-totalité de la bande audible, exceptées les extrémités du spectre (extrême grave et aigu) qui sont atténuées. On les destine à des usages où une bonne qualité de reproduction n’est pas nécessaire (public-adress, HP équipant certains postes de radio, amplificateurs de guitare…)
• Les « enceintes passives » à deux ou trois voies sont alimentées par un seul amplificateur. Les différents composants de l’enceinte reçoivent chacun la plage de fréquences qu’ils peuvent restituer par l’utilisation d’un filtre passif intégré : le boomer ; il reçoit les fréquences graves et médium, et le tweeter uniquement les fréquences aiguës. Ces enceintes ont généralement un rendement moindre dû au filtre séparateur qui est aussi consommateur d’énergie. De ce fait, pour des puissances plus importantes, on préfèrera des enceintes dites actives.
  • Avantage : coût moindre, ne nécessitant qu’un amplificateur, câblage simplifié.
  • Inconvénient : rendement moins bon.
• Les « enceintes actives » sont composées de plusieurs haut-parleurs adaptés aux fréquences à transmettre mais alimentés chacun par un amplificateur. Chaque amplificateur ne reçoit que la plage de fréquences que son haut-parleur doit restituer. On utilise alors en amont un filtre qui divise l’ensemble du spectre audio⁸ (20 - 20 000 Hz) en plusieurs bandes (voies).
• Les « enceintes de retour de scène » ou « bains de pieds » (« wedge » en anglais) sont conçues pour être positionnées sur scène, devant l’auditeur. Là aussi, on trouve des dizaines de modèles avec des diamètres de boomer plus ou moins grands et des pavillons d’aigus à dispersion plus ou moins sophistiqués.
• Les « enceintes auto-amplifiées ». Pour simplifier la location et éviter de lourds racks d’amplificateurs, on trouve de plus en plus de fabricants qui développent des enceintes où l’amplification est intégrée. Plus de problème de câble HP, il suffit d’amener à l’enceinte une alimentation secteur ainsi que la modulation qu’elle doit reproduire.
  • Avantages: pas d’amplificateur ni câblage, tout est intégré.
  • Inconvénients: restitution et tenue en puissance moins bonnes, dues à certains compromis sur l’amplification. Poids plus important.

2.3. Vocabulaire et termes techniques (lexique)

La régie façade (ou régie face) :
Le sonorisateur se placera dans le public, ni trop près ni trop loin afin d’apprécier le niveau sonore moyen de la salle et d’avoir une bonne vision de la scène. Le mieux, c’est au centre, légèrement décalé pour éviter les problèmes de recouvrement du centre.
On doit éviter les endroits où le son est perturbé : contre un mur ou une surface vitrée, sous un balcon. Savoir qu’une écoute faussée par rapport à la majorité des spectateurs entraîne une correction au détriment du public.

La régie retour :
On installe la régie retour sur le côté « cour⁹ » de la scène. On doit avoir un contact visuel avec les musiciens.

La fiche technique :
lle regroupe les demandes de l’artiste et de son (ou ses) technicien (s) en termes de matériel de sonorisation : type de consoles et d’enceintes, nombres de compresseurs, distance de la régie façade à la scène etc.

Le patch :
C’est un tableau indiquant les numéros de lignes correspondant aux tranches de la console, le nom de l’instrument, le type de micros, les « inserts¹⁰ » d’effets, le type de pied micro et le besoin en alimentation fantôme de chaque micro.

Le multi paire (multi) :
Les câbles de sonorisation multi paire audio sont des câbles qui permettent de connecter entre eux les appareils audio jusqu'à des enceintes. Certains câbles sont prévus pour un usage analogique, d'autres multi paires sont conçus pour un usage en sonorisation numérique et acceptent des fréquences plus élevées, d'autres encore sont blindés.

Le plan de scène :
C’est un graphique représentant de manière visuelle, l’emplacement sur scène des musiciens, des instruments, des retours, des alimentations électriques, éventuellement de praticables permettant de surélever la batterie par exemple.

Le boîtier de direct :
Une boîte de direct (en anglais, DI-Box) est un outil utilisé principalement dans un studio  d'enregistrement et en sonorisation. Celui-ci permet d'adapter l'impédance d'une source (micro capteur d'un instrument de musique, synthétiseur, etc.) à l'entrée micro ou l'entrée ligne d'une console. On l'appelle communément DI (prononcer « diaïlle ») pour « Direct Injection » ou encore « Direct Input ».

La balance (ou soundcheck) :
La balance est la phase pendant laquelle le sonorisateur réalise réellement le mixage en vue d’un concert. Elle n’est en principe pas visible du public. Le sonorisateur effectue tous les réglages de gains, d’égalisation, de mixage, de compressions, le niveau des retours, etc.

2.4. Quelques notions importantes

• Chaque fois que l’on double la distance entre une source (haut-parleur) et un auditeur, on perd 6 dB¹¹ (un peu moins lorsqu’on se trouve en intérieur).
• L’intelligibilité est donnée par les fréquences aiguës.
• Les aigus s’atténuent plus rapidement que les basses.
• Les basses rayonnent de manière omnidirectionnelle.
• Les enceintes diffusent le son (surtout le médium / aigu qui nous intéresse pour une bonne intelligibilité) selon une certaine couverture angulaire horizontale et verticale. 

1. ^ L’acoustique est la science du son, ce qui inclut sa production, son contrôle, sa transmission, sa réception et ses effets. Elle fait notamment appel à des notions de mécanique des fluides, de mécanique vibratoire, de mécanique du solide déformable et de thermodynamique.
2. ^ La fréquence correspond au nombre de vibrations par seconde : s'il y en a peu on entend un son grave, s'il y en a davantage on entend un son aigu. On exprime la fréquence en Hertz (Hz).
3. ^ Un préamplificateur, préampli ou préamplificateur de commande est un amplificateur électronique qui reçoit et adapte un signal avant de le transmettre à l'amplificateur principal.
4. ^ La bande passante est l'intervalle, mesurée en hertz, entre la fréquence de coupure haute d'un système et la fréquence de coupure basse. Elle est habituellement notée B ou BP.
5. ^ Dans une table analogique, le signal qui y circule est un courant électrique (sinusoïdal) qui oscille de manière "analogue" aux ondes sonores qui se déplacent dans un milieu (l’air par exemple). Dans une table numérique, le signal va être converti en numérique à l'entrée de la table, après les préamplis micro et ligne qui eux restent analogiques. Tous les routages et traitement à l'intérieur de la table vont se faire par le biais d’algorithmes, à la manière d'un ordinateur. Le signal sera ensuite reconverti à la sortie de la table en analogique, pour alimenter des enceintes ou un casque audio par exemple...
6. ^ Les effets vont permettre de modifier le son transmis par un micro.
7. ^ Un transducteur est un dispositif convertissant un signal physique en un autre ; par exemple un signal lumineux en signal nerveux ou signal électrique.
8. ^ Le spectre audio (ou sonore) d'un son est le tableau ou la représentation graphique des partiels qui, s'ajoutant les uns aux autres, permettent de reconstituer ce son. Un son pur est une vibration périodique de l'air à une certaine fréquence et une certaine amplitude. Tous les sons peuvent se décomposer en une somme de sons purs, qu'on appelle partiels de ce son, qu'on dit complexe s'il est la somme de plus d'un partiel.
9. ^ Dans le vocabulaire du spectacle, le côté « cour » est le côté droit de la scène, vu de la salle, par opposition au côté « jardin », qui est le côté gauche.
10. ^ L’insert sur une console de mixage sert à insérer un périphérique de type reverb, delay, echo, vocalist... Sur les consoles il peut être un jack 6.35 stéréo.
11. ^ Dans le domaine de l'acoustique, on exprime couramment le niveau sonore en décibels.