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Ja .::?()rn+ '-lè. Me ~ '\..OJV'v-~., rf~~o~\-.~~ ~01~\- Af;r~ ~o1 SOMMAIRE Introduction ..................................................................................................................... 3 Chapitre 1 : Concept et naissance de la granulation ....................................................... .4 1 - Concepts physiques de granulation ................................................................ 4 II - Granulation et composition ........................................................................... 6 1 - Concepts physiques étendus à la synthèse sonore ............................. 6 2- Premiers essais d'utilisation musicale .............................................. 8 Chapitre II : Les différents types de synthèse granulaire ................................................ 11 1 - Classification .................................................................................................. 11 II - La synthèse granulaire presque synchrone : QSGS ...................................... 11 ill- La synthèse granulaire asynchrone: AGS ................................................... 16 1 - La durée du grain ............................................................................... 16 2- La forme d'onde ................................................................................. 18 3- La bande de fréquence ....................................................................... 18 4 - La densité ........................................................................................... 19 5 - La spatialisation ................................................................................. 20 6 - L'amplitude ........................................................................................ 20 IV -la granulation temporelle d'un échantillon: Granular Sampling ................ 21 V- Les techniques d'analyse-synthèse ............................................................... 22 VI- Les fonctions d'ondes formantiques: FOF. ................................................ 24 1 - Les FOF .............................................................................................. 24 2- Les FOF et l' AGS .............................................................................. 26 1 Chapitre III : La composition musicale à travers la synthèse granulaire ........................ 27 I - La musique et la science ................................................................................. 27 II - La composition électroacoustique au moyen de la synthèse granulaire ....... 28 1 - Les premières oeuvres électroacoustiques de Iannis Xenakis ........... 28 2- La composition électroacoustique avec des grains synthètiques ....... 30 3 -La composition électroacoustique avec la granulation temporelle .... 31 4 - Remarques ......................................................................................... .31 rn- Les installations sonores au moyen de la synthèse granulaire ..................... 32 IV - PING ROLL : une sculpture sonore granulaire ........................................... 33 Conclusion ....................................................................................................................... 35 Références................................................................................................................... 36 Annexe: CD .................................................................................................................... 41 2 INTRODUCTION Le point de départ de ce mémoire s'est basé sur mon intérêt envers les techniques de synthèse sonore en général. La naissance et le développement de ces techniques a amené une nouvelle vision dans la composition musicale et dans l'approche sonore. Ce- pendant, aucune ne couvre intégralement les deux aspects essentiels du son: le domaine de la fréquence et du temps. La synthèse granulaire offre une grande diversité dans ces deux domaines et donc une gamme variée de possibilités dans le champ sonore. Le but de ce travail est de faire découvrir une nouvelle façon de créer et de concevoir le son. En effet, le concept de base est la décomposition du son en grains, qui sont les éléments les plus petits possibles, de l'ordre de la milliseconde ou de la microseconde. Ainsi on peut resynthètiser, réagencer ces grains de façon à créer des sons entièrement nouveaux. On peut aussi les utiliser pour recréer des sons d'ambiances, de nature. Depuis les premiers essais dans les années 50, cette technique n'a pas arrété d'évoluer grâce aux progrés informatiques et aux nouvelles visions qui ce sont ajoutées sur les concepts de base. Ce travail s'articule autour de trois parties. Nous expliquerons d'abord les concepts de base qui ont amenés à la création de la synthèse granulaire et les premiers essais musi- caux. Puis, dans une seconde partie, nous détaillerons les différentes techniques de granu- lation, leur classification et les effets produits par les divers paramètres des grains. Enfin, le dernier chapitre concernera la composition musicale à base de grains et les installations sonores possibles en synthèse granulaire. 3 CHAPITRE I : CONCEPT ET NAISSANCE DE LA GRANULATION 1 - Concepts physiques de granulation. En 1900, Max Planck décou~re le quantum d'énergie (ou grain d'énergie) comme unité minimale indivisible. Cette découverte a permis d'affirmer que tout dans la nature est le résultat de l'arrangement et du réarrangement de parties élémentaires et indivisible. La théorie de la physique quantique est à l'origine de la synthèse granulaire. Découvrir et vérifier que la matière n'est pas continue a eu des répercussions dans le monde scientifique et nombreux sont les physiciens qui ont développé par la suite de nouvelles théories. Trois de ces dernières sont à 1' origine de la synthèse granulaire. En 1927, Werner Heisenberg formule la théorie de l'indéterminisme stipulant l'im- possibilité de mesurer simultanément la position et la vitesse d'un quantum ou grain. On ne peut donc pas prévoir le mouvement d'une particule. Cette théorie est très importante pour comprendre la perception auditive et l'analyse d'un signal sonore représenté de façon granulaire. En 1947, le physicien mathéntaticien Dennis Gabor écrit sa théorie de la perception des quanta acoustiques dans un article intitulé« Quanta acoustiques et la théorie de l'audi- tion» :«Qu'est ce qu'on écoute? L'ouïe analyse le son en le décomposant en forme de spectre, et nos sensations se produisent à partir de la valeur absolue des composantes du spectre (composantes de Fourier). Mais l'analyse de Fourier est une description qui ne tient pas compte du facteur temps, et qui considère les composantes spectrales comme des ondes périodiques sinusoïdes exactes de durée infinie. Or, notre expérience la plus élémentaire est que le son est constitué autant par un motif temporel que par un motif de fréquence. ». Gabor donne donc une description mathématique tenant en compte cette dualité du son (Le signal temporel et le spectre de fréquence). 4 Cependant, le concept de quantum sonore (ou grain) ne peut se résumer seulement à des formules mathématiques, car il existe aussi une signification physiologique consi- dérable. Avec une fréquence de base de 500Hz, plusieurs expériences ont été réalisées par Bürck, Kotowsky et Lichte ( 1935) démontrant que « si une oscillation sinusoïdale sonne pendant quelques cycles seulement, notre ouïe la percevrait comme s'il s'agissait d'un bruit, mais qu'avec une durée minimale de 10 ms l'oscillation serait perçue comme une note musicale très courte avec une fréquence bien définie». Une autre expérience a ensuite montré qu'on ne distinguerait pas une note d'une deuxième si elles sont jouées à un interval de temps inférieur à 30 ms ; au delà de ce seuil, les deux notes pouvaient être différenciées très clairement. Enfin, Shower et Biddulph (1931) ont essayé de trouver la modulation de fréquence minimale que l'ouïe pouvait reconnaître avec une note de 500Hz. Le résultat a été de 2,3Hz: au-dessus de cette valeur, l'oreille ne peut distinguer un vibrato d'une note pure. En 1964, Norbert Wiener montre les limites du domaine temporel sur le domaine fréquentiel. Il en donne un exemple précis : si on joue la note la plus grave d'un orgue (20Hz) pendant 40 ms, on ne perçoit pas le caractère périodique de l'onde, mais seulement une brève poussée d'air. On ne peut donc pas écouter cette fréquence car il nous faut pour cela plusieurs périodes d'onde (100 rs pour deux périodes). On en revient finalement à l'idée de Gabor sur la perception auditive qui dépend du rapport entre la fréquence et la durée de cette fréquence. Afin de mieux déterminer les origines scientifiques de la synthèse granulaire, il faut aborder le travail d'Abraham Moles en 1968. Effectivement, c'est lui qui mènera le plus loin l'idée de la perception audi~ive des grains et qui prendra en considération les caractéristiques psycho-physiologiques du récepteur. Moles établit trois modalités pour 1' organe auditif humain : « le seuil de sensibilité » (le récepteur devient insensible quand l'excitation captée est en-dessous de ce seuil : 0 dBspl pour 20Hz), «le seuil de saturation» (le récepteur ne reçoit plus les variations de l'excitation : 140 dBspl pour 20KHz) et« le seuil différentiel» (le récepteur passe d'un grain à un autre grâce à ce seuil : ldB pour 1 comma). 5 A cette classification, Moles ajoute deux lois en rapport avec la notation logarith- mique en décibels et en octaves : NdB = 20 log 10 A/AO N = log2 f/fO octaves Un son pur isolé est donc défini par trois dimensions, soit physiques : amplitude (pression), fréquence (hertz) et longueur (secondes) ; soit perceptives : niveau (dB), hau- teur (octave) et durée (log t). Enfin, Moles arrive à la conctsion que le grain sonore de perception va se situer entre 10 et 50 ms. Nous verrons d'ai~leurs que c'est entre ces deux valeurs que se situera la durée des grains en synthèse granulaire. Toutefois on verra que 1' on peut utiliser des grains sonores inférieurs à 10 ms qui seront perçus comme des clicks bruiteux, et des grains so- nores supérieurs à 50 ms qui seront perçus comme des attaques courtes d'une note. D'autre part, utiliser des grains d'une durée iférieure à 10 ms (avec très peu de certitude par rap- port au résultat et donc très peu contrôlés) peut parfois produire des sons très intéressants. Moles donne alors une définition de ce que serait un grain de son : «Un grain de son, l'atome sonore le plus petit imaginable, serait représenté par un son pur élémentaire ou cellule tridimensionnelle, ayant pour côté le seuil différentiel de fréquence, le seuil différentiel d'intensité et le seuil différentiel de durée». (Moles, A.) II - Granulation et composition. 1 - Concepts physiques étendus à la synthèse sonore. Iannis Xenakis a été le premier musicien qui ait créé une composition où les grains sonores étaient les éléments de base. Son idée de départ était que tous les sons uploads/s3/ sae-mem-49-pdf.pdf