Université des Microphones – Les
bases
Vous lirez dans cet article :
Choisir le bon microphone
Micros en sono / micros en studio
Micros dynamiques ou micros statiques ?
Essayez votre microphone
Micros directionnels/cardioïdes et micros omnidirectionnels
Grande ou petite membrane ?
Comment lire les caractéristiques des microphones
Choisir le bon microphone
Avant d’acheter un microphone, il est essentiel de s’assurer qu’il convient à la tâche que vous lui
assignerez. Autrement dit, il faut bien comprendre pour quelle(s) application(s) le micro a été
conçu.
Il n’existe pas de microphone universel – autrement dit, idéal pour chaque application. Pour
effectuer votre choix, il faut tenir compte des différences au niveau de la directivité, du niveau de
pression sonore admissible, du bruit de fond… Chaque microphone est conçu dans un but précis,
ou parfois dans un esprit de compromis entre plusieurs applications voisines.
Est-il destiné à la base aux studios d’enregistrement professionnels ou au home studio ? Est-il
optimisé pour une instrument en particulier, ou convient-il à une utilisation plus généraliste ? Se
monte-t-il sur pied, sur l’instrument, sur un serre-tête, le tient-on à la main ?
Votre budget est-il limité ? La qualité a toujours un coût. Vous pouvez économiser sur les aspects
dont vous n’avez pas besoin, mais dans presque tous les cas, la qualité est un aspect dont on a
vraiment besoin !
Micros en sono / micros en studio
La différence principale entre ces deux domaines de prise de son ne réside pas au niveau des
sources sonores elles-mêmes, mais dans l’environnement physique du micro.
Le studio d’enregistrement est un environnement relativement contrôlé, où on a souvent une
seconde chance si le résultat n’est pas satisfaisant d’emblée. Pour cette raison, les attentes de
qualité sont d’un niveau plus élevé. Autrement dit, le désir de clarté, de définition et d’un faible
bruit de fond n’ont pas de limite.
Pour compenser une acoustique perfectible ou pour obtenir une meilleure séparation acoustique
lorsqu’on enregistre plusieurs instruments simultanément, la directivité peut être plus importante
que la définition ou le bruit de fond.
En sonorisation, le principal problème réside dans le grand nombre d’autres sources sonores de
niveau élevé présentes à proximité de celle que vous désirez amplifier ou enregistrer. Les
enceintes de façade et/ou les retours de scène peuvent provoquer du Larsen, et les autres
instruments électriques, avec leurs amplificateurs, dégagent souvent un niveau de pression sonore
bien plus élevé que celui de la voix ou de l’instrument acoustique que vous désirez capter avec
votre microphone.
Autrement dit, pour un micro utilisé en sonorisation, le principal critère sera la séparation, puis le
second une bonne qualité sur les sons hors axe (sans trop de détimbrage) – les sons des autres
sources, que le micro captera quand même, provenant de l’arrière ou des côtés.
Si le niveau des amplificateurs d’instruments et des retours est contrôlé et reste relativement bas
sur scène, il est possible d’obtenir une meilleure clarté et une définition supérieure en utilisant des
microphones moins directionnels. Micros dynamiques ou micros statiques ?
En raccourci, un microphone dynamique est un haut-parleur à l’envers (on peut parfaitement
utiliser un haut-parleur comme micro – mais n’essayez pas l’inverse !) : une bobine mobile baigne
dans le champ magnétique d’un aimant permanent. Une membrane est solidaire de la bobine.
Lorsqu’un courant électrique parcourt la bobine, une force apparaît, qui fait bouger la membrane :
c’est ce qu’on appelé l’induction électromagnétique. Dans le cas du micro, c’est la source sonore
qui fait bouger la membrane, on récupère donc un courant électrique aux bornes de la bobine.
Par construction même, un microphone dynamique est plutôt simple, ce qui se traduit par une
grande robustesse et un coût modéré. D’autre part, il ne demande pas d’alimentation externe. Ce
côté « rustique » est à double tranchant : les micros dynamiques possèdent une résolution sonore
moindre, ce qui les rend moins exigeants sur la qualité de la source. On les utilise le plus souvent
en concert – surtout sur la voix, la batterie, les amplificateurs d’instruments.
Un micro statique est construit sur le principe du condensateur. Une des armatures est la
membrane dirigée vers la source sonore, l’autre est la plaque arrière, polarisée soit par une
tension externe, soit par un matériau prépolarisé électret (« gelant » les charges électriques).
Lorsque la membrane bouge, la distance entre les armatures change, ce qui modifie la capacité du
condensateur. Un circuit électronique transforme ces variations en signal audio.
Tous les micros statiques nécessitent une tension d’alimentation externe (pile ou tension fantôme)
pour alimenter leur électronique interne. Ils produisent un signal audio de bien meilleure qualité
que les microphones dynamiques, mais ils sont plus chers et un peu plus fragiles d’utilisation.
Toutefois, les nouvelles technologies récentes les ont rendus bien plus robustes qu’autrefois, et on
les utilise de plus en plus en live.
Essayez votre microphone
N’essayez jamais un microphone tout seul, ‘dans l’absolu’. Il est toujours plus facile, pour se rendre
compte de la personnalité d’un microphone, de le comparer à un autre.
N’oubliez pas que la mémoire acoustique d’un être humain n’est que de quelques secondes.
Impossible de se fier à vos souvenirs de ce microphone que vous avez essayé la semaine
dernière… Il faut pouvoir comparer, passer d’un micro à l’autre – ce qu’on appelle les tests A/B.
Vous pouvez utiliser soit un autre microphone que vous désirez acheter (pour les départager), soit
un des micros que vous possédez déjà et que vous connaissez bien.
Comparez le son dans l’axe. Dans le cas d’un microphone de studio, vous pouvez essayer deux
distances différentes : à 30 cm, qui est la distance normale d’enregistrement d’une voix, et, pour
test complémentaire, à 3 cm d’une source sonore de niveau élevé, ce qui permet d’estimer la
gamme dynamique du microphone. S’il s’agit d’un microphone non omnidirectionnel, vous pouvez
ainsi vérifier l’effet de proximité et la sensibilité aux plosives (nous y reviendrons).
Dans tous les cas, choisir une source sonore « difficile » peut révéler bien des choses. Essayez, par
exemple, d’agiter un trousseau de clés devant le micro. Ce son est d’une grande complexité dans
les aigus, ce qui le rend difficile à reproduire. Avec un bon micro, pas de problème, mais avec un
micro médiocre, on dirait qu’on froisse une feuille de papier…
Pour tester un micro de sonorisation, mieux vaut le placer dans son environnement normal : dans
la salle, devant les enceintes de façade par exemple, en face de la scène. Placez le microphone
comme il sera utilisé normalement – généralement, très près de la source sonore – et, là encore,
essayez plusieurs micros simultanément.
En sonorisation, le gain maximal avant Larsen est très important. Il faut donc travailler à niveau
sonore élevé, pour voir quel micro part en Larsen le premier.
Puis comparez le son hors axe. Sur les micros directionnels, il est important de vérifier
l’atténuation obtenue sur les sons latéraux, et aussi l’intensité du détimbrage.
En live, on recherche généralement une suppression aussi efficace que possible des sons hors
axe – l’idéal serait même de n’entendre que la source sonore elle-même ! Mais une atténuation
efficace se traduit souvent par une déformation du timbre des sons provenant des côtés du
microphone, ce qui donne l’impression d’une reproduction ‘artificielle’.
Là encore, il s’agit d’un compromis, à mettre en perspective avec le style musical concerné. Sur de
la musique acoustique, à faible niveau sonore, on apprécie un son ouvert, naturel et propre, alors
que sur des musiques plus fortes, le gain maximal avant Larsen sera primordial, et on tolérera
davantage un son ‘artificiel’ qu’il sera amplifié.
Microphones directionnels/cardioïdes ou
omnidirectionnels ?
Les microphones possèdent différentes directivités. Les modèles les plus répandus sont les omnis,
qui captent les sons tout autour d’eux, et les cardioïdes, qui captent principalement les sons
arrivant devant eux. Il existe d’autres directivités : bidirectionnelle (Figure de 8), supercardioïde
(cardioïde plus étroite), hypercardioïde (cardioïde plus large) et cardioïde large.
De façon générale, un micro cardioïde est intéressant, puisque dans une configuration ‘musique’,
on désire généralement capter uniquement la source sonore, et pas enregistrer ou amplifier ce qui
se trouve autour. Mais la directivité a un prix, qu’il est parfois préférable de ne pas payer.
Les microphones directionnels doivent posséder une membrane bien moins ‘tendue’ qu’un omni –
ce qui se traduit par une plus grande sensibilité aux bruits de manipulation, aux plosives, aux
bruits de vent. Du coup, même en utilisant un écran anti-pop, il existe une limite à la prise de son
de proximité d’un chanteur.
Tout micro directionnel souffre également, par principe, d’un ‘effet de proximité’ : plus il est proche
d’une source sonore, plus le grave et le bas-médium sont mis en avant.
Effet de proximité d’un microphone cardioïde DPA 4011
Les concepteurs peuvent ajuster un microphone cardioïde de façon à ce que sa courbe de réponse
soit linéaire pour sa distance normale d’utilisation. Un micro cardioïde utilisé en sonorisation, par
exemple, est ainsi optimisé pour une réponse plate à une distance d’environ 1 à 2 cm. Du coup, si
vous le placez plus loin, les graves seront en retrait. Un micro de studio est conçu pour une
utilisation à une plus grande distance. Pour revenir à notre exemple du DPA 4011, utilisé à moins
de 30 cm, vous aurez une bosse dans les graves ; utilisé à plus de 30 cm, vous aurez une
atténuation. Autrement dit, dès que la distance n’est plus de 30 cm, il faut égaliser, à moins que
l’effet de proximité ne soit désiré en tant que tel.
Autre problème : sur les sons arrivant hors axe, la courbe de réponse d’un micro cardioïde est
moins linéaire que celle d’un micro omnidirectionnel. Il est très difficile de réduire le niveau de
sons arrivant latéralement sans leur ajouter une certaine coloration. Certains micros directionnels
possèdent ainsi une réponse hors axe très tourmentée, ce qui fait que les timbres des sons lui
arrivant par l’arrière sont plus ou moins déformés – c’est ce qu’on appelle « l’effet de rideau ». Sur
les courbes polaires de directivité des microphones, ce phénomène se traduit par des irrégularités
de tracé.
Il est vrai qu’en revanche, utiliser en sonorisation des micros omnidirectionnels alors que les
niveaux d’amplification sont élevés se traduit presque immanquablement par l’apparition de
Larsen. Les micros cardioïdes sont donc plus appropriés dans cette application, même si de plus en
plus d’artistes utilisent des écouteurs personnels au lieu de retours de scène, ce qui réduit le
problème.
Directivité
Omnidirectionnelle
Directionnelle
Rapport gain/Larsen
Plutôt bas
Élevé
Apparition du Larsen
Lente
Rapide
Coloration hors axe
Légère et régulière
Assez marquée
Effet de proximité
Non
Oui
Sensibilité au vent, aux bruits
de manipulation, aux plosives
Peu marquée
Très marquée
Distorsion
Faible
Supérieure
Séparation des sons
En champ proche : bonne
En champ diffus : moins
marquée
En champ proche : bonne
En champ diffus : bonne
Si vous choisissez un microphone omnidirectionnel, la séparation entre sons (discrimination) sera
peut-être moins précise qu’avec un micro directionnel, puisque par principe, le micro directionnel
capte les sons provenant de toutes les directions. Par conséquent, si la discrimination entre les
différents sons est souhaitable, un omni vous donnera moins de séparation entre le son direct et
les sons indirects (champ réverbéré). En revanche, il vous permet de vous rapprocher davantage
de la source, puisqu’il ne présente pas d’effet de proximité. De façon globale, on peut dire qu’il
faut placer un micro omnidirectionnel à 10 cm de la source pour obtenir le même rapport son
direct/son réverbéré qu’un micro cardioïde placé à 17 cm de la source.
Distance relative par rapport à la source sonore pour obtenir le même rapport son direct/son
réverbéré
Les microphones multidirectivités, proposant des sélecteurs omni/bidirectionnel/omnidirectionnel,
compromettent toujours la qualité sonore. Il peut être très pratique d’avoir une solution de prise
de son ‘3-en-1’, mais la contrepartie est que dans chacun de ces modes de fonctionnement, les
performances sont réduites. À cause de la conception à gradient de pression, un micro
multidirectivité en mode omni présente les mêmes problèmes qu’un cardioïde : sensibilité aux
plosives, aux bruits de manipulation et de vent, réponse hors axe moins linéaire. En fait, dans un
même mode, un microphone multidirectivité peut posséder des caractéristiques différentes selon la
fréquence.
Grande membrane ou petite membrane ?
Avant de choisir entre un microphone à grande membrane et un microphone à petite membrane, il
est important de bien comprendre les différences de caractéristiques entre ces deux types. Au
niveau de la taille de membrane, le comportement d’un microphone ne peut être comparé à celui
d’un haut-parleur.
Petite membrane
Grande membrane
Niveau de bruit propre
Assez élevé
Plutôt bas
Sensibilité
Plutôt basse
Assez élevée
Niveau SPL maxi admissible
Élevé
Moins élevé
Réponse en fréquence
Étendue
Plus étroite
Influence sur le champ sonore
Faible
Plus prononcée
Gamme dynamique
Assez étendue
Moins étendue
Un micro à grande membrane n’est pas meilleur dans la reproduction des graves. En revanche, il
peut se révéler moins précis dans la reproduction des aigus – ce qui donne l’impression, d’un point
de vue psychoacoustique, qu’il a plus de graves. Les deux diamètres de membranes présentent
des avantages et des inconvénients propres, repris dans le tableau ci-dessus. Une membrane de
petit diamètre présente un niveau de bruit propre plus élevé, puisqu’étant moins souple, elle est
plus sensible au bombardement des molécules d’air – phénomène créant le bruit de fond du micro.
Une grande membrane étant plus souple qu’une petite, elle est plus facile à déplacer, donc plus
sensible – même à des niveaux sonores très faibles. Autrement dit, une membrane de petit
diamètre, parce qu’elle est plus ‘raide’, peut encaisser des niveaux de pression sonores supérieurs
sans écrêtage ou distorsion, mais elle est moins sensible, et demande une amplification plus
prononcée – qui ajoute aussi son propre bruit de fond. En ce qui concerne la reproduction de
l’extrême-aigu, les micros à grande membrane possèdent une réponse en fréquence moins
étendue que celle des micros à petite membrane. Cela est dû à trois facteurs :
Une membrane de grand diamètre tend à se fractionner dans les vibrations de fréquence élevée :
elle ne se comporte alors plus comme un véritable piston. Ce phénomène apparaît également sur
les haut-parleurs de grand diamètre : c’est la raison pour laquelle les enceintes acoustiques
possèdent plusieurs transducteurs, de diamètres différents selon la gamme de fréquences à
reproduire.
La masse d’une grande membrane gêne le déplacement dans les fréquences élevées.
Les diffractions se produisant sur les bords de la capsule du microphone limitent la capacité du
microphone à gérer les très hautes fréquences.
Conclusion
Grande, moyenne ou petite membrane, chaque type présente des avantages et des inconvénients,
résumés dans le tableau suivant, qui compare les caractéristiques de microphones DPA à petite,
moyenne et grande membrane :
Diamètre membrane
Petit
4004
(Ø
Moyen
4003
(Ø 16 mm)
Grand
4041-S
(Ø 24 mm)
Bruit de fond
Supérieur
24 dB (A)
Réduit
15 dB (A)
Minimal
7 dB (A)
Sensibilité
Basse
10 mV/Pa
Élevée
40 mV/Pa
Très élevée
90 mV/Pa
Niveaux SPL
pour 1% de THD
Niveau SPL maxi
Élevés
148 dB SPL
168 dB SPL
Moins élevés
135 dB SPL
154 dB SPL
Peu élevés
126 dB SPL
144 dB SPL
Réponse en fréquence
Étendue
20 Hz à 40 kHz
« Normale »
20 Hz à 20 kHz
« Normale »
20 Hz à 20 kHz
Influence sur le champ
sonore
Faible
Assez prononcée
Prononcée
Gamme dynamique
Très étendue
124 dB
Moins étendue
120 dB
Peu étendue
119 dB
Comment lire les caractéristiques des microphones
Lorsque vous lisez les caractéristiques des microphones afin de les comparer, il est extrêmement
important de savoir comment interpréter ces valeurs. Dans la plupart des cas, elles résultent de
mesures ou de calculs, qu’on peut effectuer de différentes façons. Cet article se propose de vous
aider à mieux comprendre à quoi correspondent les caractéristiques d’un microphone.
Ces caractéristiques donnent une indication des performances électro-acoustiques d’un
microphone, mais ne constituent pas une indication exhaustive de leur personnalité sonore.
Comme quand on lit la fiche technique d’une voiture ! Savoir que tel modèle dispose d’un moteur
turbo de 3 litres et de 4 roues motrices donne une idée de ses performances, mais pour savoir
quelles sont les impressions lorsqu’on la conduit, il faut… la conduire soi-même !
Bande passante/ réponse en fréquence
La bande passante indique l’éventail des fréquences que le microphone peut capter et reproduire –
par exemple, de 20 Hz à 20 kHz, mais elle n’indique pas la façon dont ces différentes fréquences
sont reproduites. Pour en savoir plus, il faut regarder la courbe de réponse en fréquence :
Exemple : microphone omnidirectionnel DPA Type 4006, modèle P48
C’est sur cette courbe qu’on voir si le microphone est linéaire ou s’il présente des ‘pics’ ou des
‘creux’. Faites attention à la graduation à gauche : le nombre de dB que représente chaque pas
peut varier dans des proportions considérables.
La courbe de réponse est généralement mesurée ‘dans l’axe’ : autrement dit, la source sonore
étalon est placée bien en face du microphone. La courbe de réponse ‘en champ diffus’ montre la
façon dont le microphone répond dans un champ sonore très réverbérant.
Il est également important d’examiner la courbe de réponse hors axe. Un microphone capte
toujours, plus ou moins, les sons qui lui parviennent latéralement. Le tout est de savoir dans quelle
proportion, et avec quelle qualité. En particulier, les microphones directionnels peuvent, lorsqu’ils
atténuent les sons provenant des côtés, ‘détimbrer’ les sons, autrement dit présenter une courbe
de réponse hors axe plutôt tourmentée :
Courbes de réponse dans l’axe et hors axe des microphones cardioïdes Types 4011/12/21/22/23,
mesurées à une distance de 30 cm
Enfin, la courbe polaire montre la réponse du microphone à des fréquences normalisées, sur 360°.
En l’absence de coloration marquée, ces courbes de réponse doivent être assez lisses et
symétriques. Des creux et des bosses très marqués sont indésirables, et les différentes courbes de
réponse ne doivent pas se couper. En examinant attentivement les courbes polaires, on se rend
également compte dans quelle mesure les microphones omnidirectionnels deviennent
généralement de plus en plus directifs dans les aigus.
Microphone omnidirectionnel Type 4006
Niveau de bruit équivalent / niveau de bruit propre
Le niveau de bruit équivalent indique la valeur de pression sonore qui créerait la même tension
que celle correspondant au bruit de fond naturel du microphone. Un niveau de bruit faible est
particulièrement désirable si vous travaillez sur des sons très ténus : ils ne se « perdront » pas
dans le souffle du microphone. Le niveau de bruit propre constitue également la limite inférieure
de la gamme dynamique du microphone.
Il existe deux standards de mesure :
L’échelle en dB(A) pondère la valeur de pression sonore en fonction de la sensibilité de l’oreille –
notamment en atténuant le bruit dans les fréquences graves. Dans cette échelle, de bons
résultats (bruit de fond très bas) commencent à moins de 15 dB(A).
L’échelle ITU-R BS.468-4 utilise une autre pondération : dans ce cas de figure, les bons résultats
commencent en dessous de 25 dB.
Sensibilité, niveau maximal de pression sonore admissible (SPL) et distorsion
harmonique totale (THD)
La valeur de sensibilité indique avec quelle efficacité le microphone convertit la pression
acoustique en un signal électrique. Conformément à la norme IEC 60268-4, elle se mesure en mV
par Pascal (pression d’air) à 1 kHz. Plus la sensibilité est élevée, mieux c’est, puisque le signal de
sortie du microphone nécessite moins d’amplification, ce qui réduit le bruit de fond apporté par le
préampli. Le niveau maximal de pression sonore admissible indique combien de dB SPL le micro
peut ‘encaisser’ avant d’écrêter (l’électronique interne du microphone sature ou la membrane entre
en contact avec la plaque arrière) ou d’atteindre un certain pourcentage de distorsion
harmonique – souvent, 0,5% ou 1%. Plus le niveau maximal de pression sonore admissible avant
écrêtage ou distorsion est élevé, mieux c’est.
Exemple : Microphone Type 4004 Hi-SPL omnidirectionnel, alimenté sous 130 Volts :niveau
maximal de pression sonore admissible :168 dB SPL crête, niveau pour 0,5% de THD : 142 dB SPL
crête, niveau pour 1% de THD : 148 dB crête
Nous espérons sincèrement que ce guide des microphones vous aidera et vous éclairera sur ce
qu’il faut prendre en compte lorsque vous achèterez votre prochain microphone.
Nous savons que ce domaine est très technique, mais nous sommes convaincus que les musiciens
et les home studistes d’aujourd’hui ont des exigences aussi élevées que les ingénieurs du son et
les producteurs : ils doivent donc avoir le même degré de connaissance. Pour plus de détails sur
tous ces sujets, nous vous invitons à lire (en anglais) les autres sections de la Microphone
University.
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