Les Champs Sonores

La notion de champ sonore est un concept étendu qui regroupe plusieurs réalités selon les enjeux et les contextes. Deux approches du champ sonore sont généralement proposées dans le domaine acoustique afin de répondre à deux manières différentes d’envisager l’espace : la propagation en champ libre, c’est à dire sans contraintes, où l’espace est considéré de manière infinie sans parois ; et celle où l’espace est considéré de manière finie impliquant des phénomènes tels que les réflexions, la diffraction ou encore l’absorption du milieu (problème dit aux limites) [Daniel, 2001]. Cependant, par notre approche orientée vers la composition et l’expérimentation musicale de l’ambisonie, il nous est possible d’envisager les champs sonores de manière plus ou moins libérée de ces contraintes acoustiques liées à la vraisemblance d’un espace sonore, dans une perspective réaliste. Ainsi, la notion de champ sonore et les phénomènes s’y développant prennent, sous ce regard musical, une dimension toute autre. La contrepartie d’une telle liberté apparaît dès lors dans les vocabulaires à la fois imagés et scientifiques qui se mélangent pour définir les mécanismes mis en jeu et leurs réalités sensibles. Afin de clarifier certaines facilités de langage que nous utiliserons par la suite, nous revenons sur des notions fondamentales qui nous permettent de définir les champs sonores allant des sources sonores ponctuelles aux champs sonores diffus.

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Figure 1 : Représentation de la virtualisation d’une source sonore ponctuelle, ayant un angle d’incidence vers l’auditeur de 78.87°, par la contribution de plusieurs haut-parleurs disposés sur un cercle ambisonique.

La source sonore ponctuelle

L’encodage d’une source sonore dans le domaine des harmoniques sphériques permet de simuler le positionnement de cette source dans l’espace. Cette source sonore devient ainsi ponctuelle d’un point de vue spatial dans le sens où l’auditeur peut définir un point de la sphère à partir duquel il perçoit cette source [Figure 1]. Cette source sonore ponctuelle est virtuelle, ainsi elle n’est pas produite à l’endroit où l’auditeur la perçoit, mais elle est simulée par l’ensemble des contributions des haut-parleurs [1]. La source sonore ponctuelle est l’objet de base au centre des deux approches acoustiques évoquées précédemment, il semble dès lors intéressant de revenir sur certains aspects qui serviront de fondements à des développements musicaux et qui permettront de définir la source sonore comme objet.

La propagation en champ libre

En ambisonie stricte, la source ponctuelle se situe sur la sphère englobant l’auditeur définie par les haut-parleurs; elle sera alors toujours perçue à une distance équivalente au rayon de la sphère et les seuls mouvements possibles de cette source sont limités à la surface de cette sphère. Cependant plusieurs procédés permettent de simuler certaines caractéristiques acoustiques liées à la perception de la distance comme la diminution de l’amplitude lors de l’éloignement de la source ou encore l’effet Doppler lors de mouvements rapides de la source. Jérôme Daniel propose un nouveau format ambisonique NFC (Near Field Compensation) permettant de simuler une source à l’intérieur et l’extérieur de la sphère [Daniel, 2006][Colafrancesco, 2012]. Bien que valide sur un plan acoustique, l’application d’un tel procédé sur le plan musical n’a pour le moment été retenue en raison de nombreux artefacts sonores. Notons cependant que l’approche présentée au travers de l’objet MaxMSP [ambipan~] créé par Rémi Mignot, Anne Sédès, Benoît Courribet et J.B.Thiebaut au CICM, bienqu’elle prenne des libertés avec les fondements du modèle amisonique, a été largement validée sur un plan musical pour sa capacité à simuler le mouvement et le rapprochement d’une source à l’intérieur du cercle [2]. Ainsi le principal paramètre jouable d’une source ponctuelle, dans un champ libre, est sa position dans l’espace. Un deuxième paramètre important sur lequel il semble intéressant de revenir dès à présent est la résolution angulaire de la source, c’est-à-dire, avec quelle précision l’auditeur est capable de définir l’emplacement de cette source [3].

Le problème dit aux limites

Dans une approche du champ sonore cherchant à modéliser la réalité physique, il faut tenir compte de multiples phénomènes qui apparaissent lorsqu’une source ponctuelle est dans un milieu, les ondes sonores étant des vibrations mécaniques qui vont interagir avec ce milieu. Ainsi l’air va absorber une partie de l’énergie de ces ondes, engendrant un changement perceptif de la source sonore. Des obstacles, comme un mur ou une vitre, vont diffracter ou réfléchir les ondes sonores à leur contact [Figure 2]. Ces différents phénomènes de propagation des ondes acoustiques peuvent être recréés virtuellement. Ainsi des filtrages passe-bas permettent de recréer l’absorption de l’air et des outils simulant la réverbération, tels que des réseaux de lignes à retard avec réinjection, [4] ou la convolution [5] permettent de recréer l’acoustique des lieux.

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Figure 2 : Représentation des réflexions en bleu foncé d’une source sonore ponctuelle en bleu clair contre les parois d’une salle.

Le champ sonore diffus

D’un point de vue strictement perceptif, la réponse impulsionnelle [6] d’une pièce peut être divisée en deux parties. La première partie (à savoir les premières réflexions), généralement estimée à 100 ms, est constituée de réflexions éparses relativement directives. Le reste de la réponse, (les réflexions tardives), peut être représenté comme une multitude d’ondes sonores se répandant uniformément dans toutes les directions [7]. Ces réflexions tardives sont le résultat des premières réflexions se répercutant de nouveau sur les parois de la pièce, offrant une impression immersive où il devient difficile, voire impossible, de discerner la directionnalité des sons. En ne gardant que les réflexions tardives, le champ sonore occasionné est alors considéré comme diffus.

Le postulat musical

Les différentes notions qui viennent d’être présentées appartiennent au domaine de l’acoustique et sont très peu flexibles dans ce contexte.  Cependant, mises à la disposition des musiciens, ceux-ci peuvent faire émerger de nouvelles possibilités créatrices grâce aux techniques ambisoniques. La notion de champ diffus trouve ici tout son potentiel. Dans les mains des musiciens, le champ diffus n’est plus limité à un simple phénomène acoustique mais, il peut être transformé en tant que textures et résonances, via des techniques comme la granulation, la convolution, la décorrélation ou encore la modulation d’amplitude, et intégrer les dimensions composables de la musique électroacoustique.

Références pour citer cet article :

“Documentation de la bibliothèque Hoa : Les champs sonores”, Auteur : Pierre Guillot, Année : 2012­ – 2013, © Pierre Guillot, CICM ,­ Université Paris 8, Labex Arts H2H.