Il n’est pas exagéré de dire que les synthétiseurs ont complètement révolutionné le monde de la musique.
À mesure que les synthés gagnaient en popularité dans la seconde moitié du XXe siècle, certaines sonorités sont devenues emblématiques, donnant naissance à une multitude de nouvelles techniques de composition, à des genres inédits et à des chefs-d’œuvre futuristes.
La production musicale numérique repose en grande partie sur des sons synthétisés, qu’ils soient matériels ou logiciels. Mais comment tout cela fonctionne-t-il, et comment utiliser un synthétiseur pour apporter une nouvelle dimension à ta musique ?
Ce guide t’explique ce qu’est un synthétiseur, détaille les différents types existants et montre comment générer et sculpter tes propres sons. Grâce à ces bases, tu pourras prendre les commandes et élargir tes horizons sonores.
Tu peux suivre ce guide avec les synthétiseurs de Native Instruments.
Qu’est-ce qu’un synthétiseur ?
Commençons par poser quelques bases terminologiques essentielles.
La « synthèse » est le processus consistant à combiner différents éléments pour former un tout cohérent.
Un « synthétiseur » est une catégorie d’instruments de musique électroniques qui produisent des sons en générant et en combinant des signaux électriques.
Il existe plusieurs façons de jouer d’un synthétiseur. Si le clavier reste l’interface traditionnelle, tu peux aussi déclencher des motifs en boucle à l’aide d’un séquenceur ou d’un arpégiateur.
Les ondes sonores
Les sons synthétisés naissent sous forme de signaux audio élémentaires générés par des oscillateurs. Ils prennent différentes formes, appelées « formes d’onde ».
Une courbe lisse et continue est appelée une onde sinusoïdale. Elle produit un son pur et net à nos oreilles, car elle ne représente qu’une seule fréquence.
Mais dans le monde réel, nous percevons une immense variété de sons, car les timbres ajoutent du bruit et des harmoniques (c’est-à-dire de la couleur) à la fréquence fondamentale, générant ainsi des formes d’onde plus complexes et irrégulières.
La « fréquence » d’une onde correspond au temps nécessaire pour accomplir une oscillation complète, mesuré en hertz (Hz). Elle détermine la hauteur de la note perçue et peut être accordée pour jouer différentes notes de la gamme.
Au fil de leur passage à travers les composants d’un synthé, les formes d’onde élémentaires sont façonnées et sculptées par des filtres et des enveloppes. Les synthétiseurs permettent ainsi d’émuler les timbres variés des instruments acoustiques ou de s’aventurer vers des univers sonores totalement inédits et futuristes.
On retrouve les synthés dans une multitude de styles musicaux, de la pop à l’ambient, ainsi que dans les bandes originales de films, de séries et de jeux vidéo.
Synthétiseurs analogiques et numériques
Les premiers synthétiseurs ont vu le jour bien avant l’ère moderne de l’informatique et des outils numériques. Les premières explorations dans l’univers de la synthèse étaient donc exclusivement analogiques.
Les synthés analogiques génèrent le son directement à partir de l’électricité. Différents timbres sont créés en contrôlant les tensions électriques et le cheminement du signal à travers les composants physiques câblés du synthétiseur.
Les pionniers de la synthèse analogique ont posé les fondations et établi des principes que les fabricants et les musiciens continuent de suivre aujourd’hui.
En parallèle, l’avènement de l’ordinateur personnel a déclenché une formidable explosion de puissance et de possibilités grâce aux technologies numériques.
Les premiers synthétiseurs numériques ont permis pour la première fois de stocker des données sur des puces, de recréer les modules de la synthèse analogique en code binaire et de sauvegarder ou charger des configurations de patchs.
Les puces électroniques étant bien moins coûteuses à fabriquer que les composants complexes d’un synthé analogique, les synthétiseurs numériques ont pu offrir davantage de fonctionnalités et de sonorités à un tarif beaucoup plus accessible.
L’évolution exponentielle des technologies a poussé les innovateurs et les concepteurs d’instruments à repenser entièrement la synthèse pour inventer de nouveaux types de synthétiseurs, adaptés aux outils de cette nouvelle époque.
Synthétiseurs logiciels et matériels
Les synthétiseurs analogiques produisent du son en faisant circuler l’électricité à travers des composants physiques. C’est ce signal brut que tu entends directement, sans aucune conversion en audio numérique.
Les synthétiseurs analogiques sont donc toujours des instruments matériels (hardware). De nombreux producteurs privilégient l’analogique pour sa dimension tangible, propice à des performances dynamiques et à des sonorités chaudes et riches.
À l’inverse, les synthétiseurs numériques peuvent être matériels ou logiciels. Grâce à la puissance des ordinateurs actuels, il est possible de créer de la musique entièrement « in the box » (sur ordinateur), à l’aide de logiciels de production musicale et d’instruments virtuels.
C’est ainsi que la plupart des artistes composent aujourd’hui, en utilisant des synthés virtuels au sein d’un séquenceur logiciel (ou DAW).
Un instrument logiciel est couramment appelé un plug-in, un VST (Virtual Studio Technology) ou un AU (Audio Unit). Les synthés virtuels sont généralement plus abordables et plus flexibles, et s’intègrent facilement dans ton projet sans les contraintes de câblage.
D’un autre côté, les synthétiseurs numériques matériels conservent l’interface tactile et concrète des équipements analogiques. De même, de nombreux producteurs travaillant sur ordinateur aiment brancher un contrôleur ou un clavier pour envoyer des données MIDI à leurs plug-ins de synthétiseur.
Synthétiseurs monophoniques et polyphoniques
Les synthés monophoniques ne peuvent jouer qu’une seule note à la fois, ce qui les rend parfaits pour les lignes de basse ou de lead.
Les synthétiseurs polyphoniques permettent quant à eux de jouer des accords. Les synthétiseurs existent sous toutes les formes et configurations possibles : tout dépend du son que tu souhaites obtenir.
Anatomie d’un synthétiseur
Nous avons évoqué la chaîne de signal, c’est-à-dire les différentes étapes de la synthèse par lesquelles passe un signal pour créer une palette de sons variés.
Un signal est généré par un oscillateur, sculpté par des filtres et des enveloppes, puis modulé par un oscillateur basse fréquence (LFO).
Les oscillateurs
Le chemin du signal commence par un oscillateur qui génère une fréquence sonore sous la forme d’une onde.
Nous avons déjà abordé la courbe régulière de l’onde sinusoïdale, mais il existe d’autres formes d’onde obtenues en y combinant des fréquences supplémentaires.
L’onde en dents de scie est un tracé triangulaire anguleux en zigzag, à l’opposé de l’onde sinusoïdale. Elle produit un son plus tranchant et mordant, résultat d’un grand nombre d’harmoniques qui enrichissent le timbre.
Une onde carrée agit comme un interrupteur binaire « marche/arrêt ». L’onde à impulsion (pulse) est similaire, mais tu peux en ajuster le rapport cyclique : au lieu d’un carré parfait, l’onde devient asymétrique et produit un son plus pincé, proche d’un instrument à anche.
De nombreux synthétiseurs intègrent également un générateur de bruit. Il s’agit du son d’un parasite radio : un mélange aléatoire de fréquences sans forme d’onde définie. Le bruit peut être combiné à d’autres formes d’onde pour leur apporter plus d’épaisseur et de mordant.
Les filtres
Si les formes d’onde sont la matière brute du son, les filtres et les enveloppes sont les outils du sculpteur.
Les deux types de filtres les plus répandus sont les filtres passe-bas et passe-haut. Un filtre passe-bas (LPF) atténue tout ce qui se trouve au-dessus d’une fréquence de coupure définie, tandis qu’un filtre passe-haut (HPF) fait l’inverse en ne conservant que les hautes fréquences.
Les filtres peuvent aussi bien accentuer qu’atténuer des fréquences pour créer des effets plus radicaux. L’un des synthétiseurs les plus célèbres est sans conteste le mythique Roland TB-303, dont le son de basse incisif et résonant a marqué d’innombrables morceaux d’acid house et de techno.
La 303 illustre parfaitement l’éventail de sonorités réalisables avec la « résonance » des filtres. Une résonance élevée crée une crête marquée à la fréquence de coupure, produisant un sifflement ou un son strident caractéristique, tandis qu’une faible résonance reste plus douce et ronde. Tu peux utiliser la résonance de manière créative pour faire ressortir des harmoniques particulièrement flatteuses.
Les enveloppes
Les enveloppes contrôlent la façon dont un son évolue dans le temps dès l’instant où il est déclenché.
Une enveloppe se décompose en quatre phases : Attack, Decay, Sustain et Release (ADSR). Pour bien comprendre, comparons le son d’un battement de mains et celui d’une cloche.
Un battement de mains est un son court et sec qui disparaît presque instantanément. À l’inverse, la forme et le métal d’une cloche résonnent à une fréquence précise qui s’estompe lentement à mesure que la vibration s’arrête.
L’attaque (Attack) correspond à la montée initiale vers l’amplitude maximale, ou volume : une attaque lente produit un effet de fondu progressif. Un battement de mains a une attaque extrêmement rapide, tandis qu’une grande cloche d’église peut mettre une seconde entière à atteindre son volume maximal, le temps que les vibrations se propagent dans le métal.
Le déclin (Decay) définit la vitesse à laquelle le son diminue après ce premier impact. Un battement de mains a une attaque brève et un déclin très court, tandis qu’une cloche a une attaque un peu plus longue et un temps de déclin nettement plus étendu.
Le maintien (Sustain) indique le niveau auquel la note se maintient tant que la touche reste enfoncée. La pédale de sustain d’un piano permet à la fréquence de résonner pendant plusieurs secondes jusqu’à ce que la corde cesse de vibrer. Mais les synthétiseurs peuvent maintenir un volume défini indéfiniment, ou aussi longtemps que tu le souhaites.
Le relâchement (Release) détermine le temps nécessaire pour que la note disparaisse complètement une fois la touche relâchée.
Graphique d’une enveloppe ADSR
Le LFO
Un LFO est un type d’oscillateur particulier. Au lieu de générer un signal audible, il transmet une fréquence beaucoup plus basse qui peut être assignée aux oscillateurs ou aux filtres pour y ajouter de la modulation.
Les LFO sont utilisés pour créer des effets de vibrato ou de trémolo vibrants, ou pour injecter des fluctuations rythmiques au fil du temps afin de donner vie à ta musique. L’onde d’un LFO oscille à une vitesse définie, exactement comme si tu tournais un potentiomètre à la main.
Les LFO peuvent adopter différentes formes d’onde, et fonctionner de manière synchronisée au tempo de ton projet ou en roue libre pour des résultats plus organiques et imprévisibles.
Les différents types de synthèse
Le terme « synthétiseur » est en réalité une appellation globale qui englobe de nombreuses façons de générer et de sculpter des sons électroniquement.
La synthèse soustractive
Les premiers synthétiseurs utilisaient un procédé appelé « synthèse soustractive », qui consiste à supprimer certaines portions du spectre de fréquences lorsque l’onde de base passe à travers des filtres et des enveloppes.
On peut comparer cette méthode à la sculpture : l’œuvre prend forme par soustraction, la silhouette voulue émergeant en retirant la matière superflue.
MONARK de Native Instruments est une excellente illustration de la synthèse soustractive, proposant l’architecture classique d’un flux de signal analogique dans un monosynthé virtuel compact.
Synthèse analogique et modélisation analogique virtuelle
Nous avons vu comment les synthés analogiques génèrent du son à partir de signaux électriques, et comment la présence physique des circuits apporte de la chaleur au son.
À l’inverse, les synthétiseurs numériques fonctionnent exactement comme des ordinateurs, générant des ondes sonores à partir de valeurs mathématiques précises en code binaire.
Sur le plan sonore, cette précision chirurgicale est à la fois un atout et une limite. L’imprévisibilité même des circuits analogiques engendre des sonorités riches et parfois instables particulièrement agréables à l’oreille, face auxquelles la synthèse numérique pure peut sembler froide et statique.
Les développeurs de synthés virtuels ont trouvé la solution : concevoir des algorithmes logiciels capables d’imiter le comportement complexe des circuits analogiques au sein d’instruments dits « virtuels analogiques » ou à « modélisation analogique ».
SUPER 8 réinvente les synthés polyphoniques analogiques classiques sous forme logicielle. Ce synthétiseur à huit voix a été conçu pour offrir le grain et les sensations du vintage, capable de produire aussi bien de riches nappes et cordes que des sons mono percutants.
Les machines analogiques d’antan les plus réputées sont devenues rares et extrêmement coûteuses. Heureusement, nombre d’entre elles ont été fidèlement recréées sous forme de logiciels modernes.
Par exemple, RETRO MACHINES est une collection d’échantillons issus de véritables synthétiseurs analogiques, couvrant l’âge d’or de la pop électronique des années 1970 et 1980.
À bien des égards, la modélisation analogique virtuelle est plus pratique et plus fiable que le matériel d’époque. Même s’il s’agit d’une émulation, faire la différence à l’oreille devient de plus en plus difficile.
La synthèse additive
Au lieu de soustraire des éléments à une onde initiale, la synthèse additive fonctionne en combinant des « partiels », c’est-à-dire plusieurs ondes sinusoïdales réparties sur différentes zones du spectre fréquentiel.
Les synthés additifs sont capables de produire des sonorités étranges et complexes, parfaites pour créer des nappes, des paysages sonores et des drones.
RAZOR est un synthétiseur logiciel qui concentre toute la richesse de la synthèse additive dans une interface claire et intuitive, pour que tu puisses te concentrer sur la création de sons avant-gardistes.
La synthèse FM
La théorie derrière la synthèse FM (modulation de fréquence) est assez complexe. Elle fait appel à deux oscillateurs : l’un génère une fréquence initiale, appelée « porteuse » (carrier), et le second module cette dernière en introduisant des harmoniques supplémentaires au fil du temps.
Les synthés FM sont réputés pour leurs cloches cristallines et leurs claviers électriques qui tirent pleinement parti du son pur et impeccable de la synthèse numérique.
FM8 est un synthétiseur FM logiciel très apprécié qui met l’accent sur la simplicité d’utilisation : toute la puissance de la synthèse numérique au sein d’une interface accessible et intuitive. Commence à t’amuser avec FM8 et tu découvriras les bases théoriques de la synthèse FM, sans avoir besoin de déchiffrer la moindre équation scientifique.
Synthèse à table d’ondes
La synthèse à table d’ondes propulse le son dans une toute nouvelle dimension. Au lieu de partir d’une forme d’onde élémentaire, elle utilise un échantillon d’un son unique. Il peut s’agir aussi bien de l’enregistrement d’un instrument acoustique que d’un son produit par un autre synthétiseur. Elle peut ensuite générer des sons radicalement différents en se basant sur la forme de cet échantillon.
Les synthés à table d’ondes peuvent reproduire des sons et des textures acoustiques très réalistes. Les possibilités sont pour ainsi dire infinies : avec un tel potentiel qui dépasse largement les formes d’onde basiques, tu as accès à des centaines de sources sonores. La principale différence réside dans la génération de l’onde initiale, les étapes suivantes de la synthèse étant identiques.
MASSIVE et MASSIVE X sont les figures de proue modernes de la synthèse à table d’ondes, célèbres pour leurs lignes de basse rugissantes et vacillantes que l’on retrouve dans d’innombrables hits dubstep et EDM.
Synthèse modulaire
Le modulaire représente la synthèse dans ce qu’elle a de plus vaste et personnalisable. Alors que la plupart des synthés matériels regroupent tous leurs composants au sein d’un même boîtier, les synthés modulaires sont entièrement décomposés en « modules » distincts.
Il est plus simple d’envisager un synthétiseur modulaire comme un réseau de mini-synthétiseurs. Tu peux réorganiser physiquement le flux de signal en le reliant comme bon te semble : c’est ce qu’on appelle le « patch ». Le modulaire t’offre ainsi une liberté totale et infinie en matière de design sonore.
Il s’agit d’une approche plus avancée de la synthèse sonore, mais REAKTOR Blocks propose un ensemble particulièrement complet pour faire ses premiers pas dans l’univers du modulaire et créer ton propre synthétiseur sur mesure à partir de zéro.
Synthèse granulaire
La synthèse granulaire fonctionne en découpant un échantillon sonore en très courts fragments appelés « grains ». Ceux-ci peuvent être modulés et superposés afin de créer des atmosphères éthérées et uniques qui se transforment et évoluent au fil du temps.
STRAYLIGHT est un synthé granulaire virtuel offrant des perspectives immenses pour concevoir et moduler des sons. PHARLIGHT est taillé pour les effets granulaires appliqués aux voix, tandis qu’ASHLIGHT se concentre sur les textures sombres et les paysages sonores.
Modélisation physique
Depuis les débuts, les synthétiseurs s’efforcent de recréer les sonorités d’instruments acoustiques, mais il est particulièrement difficile d’obtenir un timbre fidèle à l’aide de simples oscillateurs à formes d’onde basiques.
C’est là que la synthèse par modélisation physique entre en jeu. Non seulement tu peux contrôler la forme de l’onde, mais tu peux aussi simuler la manière dont elle est mise en vibration, par exemple à l’aide d’une mailloche ou d’un archet. Cela permet d’obtenir des nuances remarquablement réalistes et de capturer toute la spontanéité d’un véritable jeu instrumental.
REAKTOR PRISM est un synthétiseur polyphonique virtuel qui exploite la synthèse par modélisation physique afin de produire une large palette de sonorités limpides et atypiques.
Plonge au cœur de la synthèse
Dans ce guide, nous t’avons présenté le fonctionnement d’un synthétiseur, détaillé les différents types existants et proposé des ressources utiles pour approfondir tes connaissances.
La science qui sous-tend la synthèse sonore est vaste et complexe, mais inutile de t’enliser dans la théorie au début. Le secret réside dans l’expérimentation : fais confiance à tes oreilles, tourne les potentiomètres, modifie les paramètres et découvre comment ils transforment le son.
Prêt(e) à te lancer ? Explore le catalogue de synthés Native Instruments pour dénicher ton prochain son, et consulte la liste complète de logiciels et plug-ins VST pour l’EDM, comprenant des synthés parfaits pour façonner le son que tu recherches.
