La synthèse soustractive est la véritable reine de la synthèse sonore. Quand quelqu'un dans la rue pense à un synthétiseur, il imagine très probablement les synthés soustractifs emblématiques qui ont défini le son électronique de la musique pop des années 1970 et 1980. De nos jours, de nombreuses autres méthodes de synthèse, telles que la synthèse FM ou à table d'ondes, sont bien établies et facilement accessibles. Pourtant, la synthèse soustractive reste l'incontournable de prédilection de nombreux créateurs de musique.
Quel est le secret de son succès ? Et comment tirer le meilleur parti de ton synthétiseur soustractif, qu'il soit matériel ou virtuel ? Dans cet article, nous allons passer sous le capot de la synthèse soustractive. Nous répondrons précisément à la question : qu'est-ce que la synthèse soustractive ? Nous détaillerons les paramètres présents dans ton fidèle synthé et nous te montrerons comment les utiliser de façon créative. Enfin, nous partagerons quelques idées pour concevoir des basses percutantes, des leads tranchants et des nappes envoûtantes à l'aide de la synthèse soustractive.
- Qu'est-ce que la synthèse soustractive ?
- Synthèse additive vs synthèse soustractive
- Comment fonctionne un synthétiseur soustractif ?
- Comment utiliser la synthèse soustractive
Suis ce tutoriel en utilisant MONARK, un synthétiseur soustractif signé Native Instruments.
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Qu'est-ce que la synthèse soustractive ?
La synthèse soustractive est une méthode de synthèse sonore dans laquelle des formes d'ondes riches en harmoniques sont générées par des oscillateurs, puis sculptées à l'aide de composants tels que des filtres et des enveloppes.
Les formes d'ondes comme les ondes triangulaires, en dents de scie, carrées ou impulsionnelles sont riches en harmoniques et relativement faciles à générer à l'aide de composants électroniques. Cependant, ces sons bruts ne sont pas particulièrement passionnants en eux-mêmes. En façonnant leur fréquence et leur amplitude (volume) au fil du temps à l'aide de filtres, de générateurs d'enveloppe, de LFO et d'autres modules, ces formes d'ondes basiques se métamorphosent en sons pleins de caractère.
C'est précisément cela, la synthèse soustractive : l'art de retirer les éléments indésirables, à l'image d'un sculpteur qui taille délicatement une œuvre dans un bloc de marbre.
Un parfait exemple du son soustractif classique se retrouve dans « Billie Jean » de Michael Jackson avec ses accords de synthé emblématiques qui démarrent après quelques mesures, créés à l'aide d'un Yamaha CS-80.
Synthèse additive vs synthèse soustractive
On comprend mieux la synthèse soustractive en la comparant à son parfait opposé : la synthèse additive.
Un son complexe peut être décomposé en une superposition d'ondes sinusoïdales pures, que l'on appelle harmoniques. Les fréquences et les amplitudes exactes de ces sinusoïdes confèrent au son son caractère propre, son timbre. Il paraîtrait logique de penser que pour concevoir un son électroniquement, il faudrait le bâtir de toutes pièces, harmonique par harmonique. C'est exactement le principe de la synthèse additive : elle superpose de multiples ondes sinusoïdales afin de générer une forme d'onde complexe.
Le principal écueil de cette méthode réside dans sa formidable gourmandise en ressources. Pour fonctionner efficacement, la synthèse additive exige des dizaines, voire des centaines d'oscillateurs, soit un pour chaque harmonique du son désiré. C'est pourquoi la synthèse additive n'a véritablement pris son essor qu'avec l'avènement du numérique dans les années 1980.
Aux origines de la synthèse, au milieu du XXe siècle, les circuits électroniques n'en étaient tout simplement pas capables. Les pionniers ont donc pris le problème à l'envers. En utilisant des composants électroniques relativement simples, ils ont pu produire un répertoire de formes d'ondes riches en harmoniques, comme les ondes triangulaires, carrées et en dents de scie. Ensuite, d'autres modules tels que des filtres, des générateurs d'enveloppe et des LFO permettaient de sculpter ces formes d'ondes pour en faire des sonorités expressives.
La synthèse soustractive a constitué une réponse élégante aux contraintes techniques de l'époque. Elle possède en outre une chaleur sonore singulière et très séduisante, tout particulièrement dans le monde analogique. La synthèse soustractive est ainsi restée la reine incontestée des années 1970 et 1980. Et même aujourd'hui, face à une multitude d'autres techniques de synthèse, elle demeure un pilier incontournable de la production musicale électronique.
Comment fonctionne un synthétiseur soustractif ?
Un synthétiseur soustractif commence par produire un signal audio avant de le sculpter de multiples façons. Comprendre la synthèse soustractive, c'est avant tout comprendre les mécanismes de ce façonnage.
Pour cela, il convient de se familiariser avec les différents composants d'un synthétiseur soustractif : depuis les oscillateurs générant la forme d'onde jusqu'aux filtres, générateurs d'enveloppe et LFO.
Le signal sonore traverse généralement ces éléments dans un ordre bien déterminé (à moins qu'il ne s'agisse d'un synthé modulaire, où ils peuvent être agencés à volonté). Découvrons-les un par un.
Oscillateur
L'oscillateur constitue la source sonore première de tout synthétiseur soustractif. C'est lui qui pose les fondations de ton timbre.
De nombreux synthés soustractifs intègrent plusieurs oscillateurs dont les signaux peuvent être mélangés. En associant des oscillateurs dotés de formes d'ondes et de hauteurs distinctes, il devient possible d'élaborer des textures d'une grande complexité.
Formes d'ondes
Les formes d'ondes sont les briques fondamentales de la synthèse. Un synthé soustractif propose en général un ensemble standard d'ondes offrant une grande richesse harmonique pour sculpter ton son.
La plus douce d'entre elles est l'onde triangulaire. C'est ce qui se rapproche le plus d'une sinusoïde pure sur nombre de synthétiseurs soustractifs ; elle s'avère idéale pour concevoir des textures délicates et soyeuses.
À l'inverse, l'onde en dent de scie affiche un profil acéré et mordant, particulièrement adapté aux sons plus incisifs.
L'onde carrée offre une brillance comparable, mais avec un timbre bien distinct. Essaie de combiner ondes carrées et en dents de scie pour bâtir des sonorités denses et épaisses.
Certains synthés soustractifs proposent une variante de l'onde carrée baptisée onde impulsionnelle (ou onde pulse). Quelques-uns permettent d'en ajuster la largeur d'impulsion (PWM), ouvrant la porte à tout un éventail de nouvelles couleurs sonores.
Enfin, de nombreux synthétiseurs soustractifs intègrent un générateur de bruit blanc ou de bruit rose. Dans ce mode, l'oscillateur fluctue de manière totalement aléatoire, évoquant le souffle d'un téléviseur ou d'une radio hors fréquence. Superposé à des ondes triangulaires, en dents de scie ou carrées, le bruit constitue un formidable outil pour donner du mordant à un lead ou apporter de l'air à une nappe.
Hauteur (Pitch)
Le paramètre Pitch régit la fréquence de l'oscillateur en lui permettant de s'écarter de la note jouée sur ton clavier ou dans ton piano roll. Par exemple, si tu joues un La à 440 Hz, tu peux modifier ce réglage pour que l'oscillateur délivre en réalité un signal à 443 Hz ou 437 Hz.
Ce son légèrement désaccordé (« detuned ») apporte énormément de relief et de personnalité à un preset. Pour un résultat optimal, essaie de superposer plusieurs oscillateurs subtilement désaccordés entre eux.
Dans cet exemple, tu entendras d'abord trois oscillateurs réglés à la même hauteur. Deux d'entre eux sont ensuite légèrement désaccordés. Enfin, ils sont lourdement désaccordés pour plonger dans un chaos dissonant.
Octave
Les commandes de pitch et d'octave fonctionnent main dans la main. Toutes deux te permettent d'épaissir tes sonorités en empilant des oscillateurs aux textures contrastées.
Alors que le Pitch sert à décaler ton oscillateur de quelques hertz par rapport à une note donnée, l'Octave le transpose d'une ou plusieurs octaves vers le haut ou vers le bas. En d'autres termes, l'oscillateur génère une fréquence deux fois plus basse (une octave plus bas) ou deux fois plus haute (une octave plus haut) que celle jouée sur ton clavier.
Essaie de superposer des oscillateurs espacés de deux ou trois octaves pour façonner des sons d'une ampleur colossale.
Dans cet exemple, tu découvriras d'abord un unique oscillateur en dent de scie, puis trois oscillateurs en dent de scie accordés chacun à une octave d'intervalle.
Filtre
Une fois le son produit par les oscillateurs, le moment est venu de le tailler sur mesure. C'est ici qu'intervient la dimension « soustractive ».
Le filtre est le composant essentiel qui permet de transformer un signal brut en une matière musicale et expressive.
La plupart des synthétiseurs soustractifs intègrent un filtre passe-bas (LPF). Celui-ci atténue les fréquences situées au-dessus d'une certaine fréquence de coupure (en laissant passer uniquement les fréquences plus graves). C'est idéal pour dompter la brillance excessive d'ondes comme les dents de scie et les carrées, afin d'obtenir des sonorités agréables qui s'intègrent parfaitement dans un mix.
La « pente » avec laquelle le filtre atténue les fréquences varie selon sa conception. Beaucoup de synthés soustractifs offrent plusieurs pentes au choix. Par exemple, MONARK de Native Instruments propose trois filtres passe-bas, allant d'une pente raide de 24 dB par octave jusqu'à une pente douce de 6 dB par octave.
Dans cet exemple, la fréquence de coupure s'abaisse progressivement sur un filtre doté d'une pente de 12 dB par octave.
Certains synthés soustractifs disposent d'autres modes de filtrage. Par exemple, un filtre passe-haut (HPF) agit à l'inverse du passe-bas en coupant les fréquences les plus graves.
MONARK comprend également un filtre passe-bande (BPF), qui laisse uniquement passer une bande étroite de fréquences tout en éliminant les fréquences situées au-dessus et en dessous. Utilise-le pour créer des effets de balayage spectaculaires, comme ici.
Le dernier paramètre indispensable à maîtriser est la résonance (ou facteur Q). Augmenter la résonance génère une bosse au niveau de la fréquence de coupure, ce qui accentue le comportement du filtre. Des valeurs extrêmes de résonance produisent des crêtes saisissantes dans le son : imagine le son strident et mordant de la légendaire Roland TB-303.
Voici de nouveau notre filtre passe-bas, cette fois avec un réglage de résonance particulièrement élevé.
L’amplificateur
Dans un synthétiseur soustractif analogique, l’amplificateur rehausse (ou amplifie) le niveau du signal électrique provenant de l’oscillateur afin qu’il soit suffisamment puissant pour le jeu en direct et l’enregistrement.
Sur un synthé numérique, cette amplification de niveau n’est pas nécessaire, mais l’amplificateur reste tout de même essentiel. En effet, il est possible de le contrôler, ou de le moduler, à l’aide d’autres composants afin de créer des variations expressives de volume au fil du temps.
La manière la plus courante de moduler un amplificateur consiste à utiliser un générateur d’enveloppe. Découvrons ensemble comment cela fonctionne.
Les enveloppes
Les enveloppes contrôlent l’évolution d’un son dans le temps. Pour cela, elles modulent d’autres composants du synthétiseur en faisant varier leurs paramètres au début, au milieu et à la fin d’une note jouée.
La plupart des synthétiseurs soustractifs intègrent des enveloppes pour contrôler aussi bien l’amplitude (en modulant l’amplificateur) que la fréquence de coupure du filtre. Nous allons nous concentrer ci-dessous sur l’enveloppe d’amplitude, mais les mêmes principes s’appliquent à l’enveloppe de filtre. (Dans les exemples suivants, les enveloppes d’amplitude et de filtre sont toutes deux modifiées afin de bien mettre en évidence leurs effets.)
Une enveloppe se divise généralement en quatre phases. Celles-ci correspondent au début (Attack et Decay), au milieu (Sustain) et à la fin (Release) d’une note jouée. En ajustant ces paramètres, tu peux déterminer si un son de synthé démarre de façon percutante et incisive ou avec une montée douce et progressive, et s’il disparaît aussitôt la note relâchée ou s’il se prolonge.
Attack (Attaque)
Le paramètre Attack détermine le temps nécessaire pour qu’une note passe du silence à son intensité maximale initiale. Une attaque courte produit un impact immédiat, tandis qu’une attaque longue crée un fondu progressif. Dans cet exemple, tu entendras d’abord une attaque courte.
Decay (Déclin)
Le Decay correspond à la rapidité avec laquelle le son redescend après le pic initial de l’attaque. Un decay court entraîne une chute brutale après l’attaque, créant ainsi un effet pincé. Un decay plus long offre un rendu plus fluide.
Sustain (Maintien)
Le Sustain contrôle ce qui se passe au milieu d’une note. Contrairement aux autres paramètres d’une enveloppe ADSR, il ne se mesure pas en temps, mais en volume (dB). Avec un niveau de sustain élevé, la note conserve toute sa puissance après l’attaque initiale : pense par exemple à la tenue d’un son d’orgue. Un sustain plus faible crée un contraste entre l’attaque et le corps (plus discret) de la note. Lorsque le sustain est à zéro, le son s’éteint complètement dès que la durée du decay s’est écoulée.
Release (Relâchement)
Le Release contrôle la durée pendant laquelle une note continue de résonner une fois la touche relâchée. Un temps de release court permet à la note de s’estomper rapidement dans le silence. Un release plus long donnera à ton preset une sensation flottante et aérienne.
Les LFO
LFO est l’acronyme de « low frequency oscillator » (oscillateur basse fréquence). Contrairement aux autres oscillateurs présentés précédemment, le LFO oscille si lentement que sa fréquence n’est pas audible en tant que note. En revanche, cette oscillation peut servir à moduler d’autres composants d’un synthétiseur soustractif, tout comme les générateurs d’enveloppe modifient l’amplitude ou la coupure du filtre dans le temps.
La plupart des synthétiseurs soustractifs permettent d’assigner les LFO à la modulation de différents composants. Chaque assignation engendre des effets variés. Par exemple, relier un LFO à la hauteur de l’oscillateur produit un effet de vibrato. Le relier à l’amplitude génère un trémolo (le volume monte et descend en rythme). Enfin, connecter un LFO à la fréquence de coupure du filtre crée un balayage de filtre (« filter sweep »).
Voici un exemple de vibrato (un LFO modulant la hauteur de l’oscillateur), suivi d’un balayage de filtre (un LFO modulant la coupure du filtre).
Comment utiliser la synthèse soustractive
Maintenant que tu as compris les principes de la synthèse soustractive, il est temps de créer tes propres sonorités. En suivant les étapes détaillées plus haut — en commençant par les réglages des oscillateurs, puis en passant au filtre, aux enveloppes et aux LFO —, tu programmeras de superbes presets en un rien de temps. Voici quelques exemples pour te lancer.
Pour ces exemples, nous utiliserons MONARK, le synthétiseur soustractif chaleureux et percutant de Native Instruments. Inspiré d’un monosynthé analogique légendaire, MONARK propose l’architecture classique de routage du signal analogique soustractif dans une interface logicielle compacte.
Une basse bien ronde et puissante
La rondeur sonore de la synthèse soustractive en fait une option de choix pour les basses. Créons un son de basse épais et désaccordé pour asseoir les fréquences graves d’un morceau.
Il nous faudra deux oscillateurs pour obtenir un son bien consistant. Assure-toi que les oscillateurs 1 et 2 sont tous deux activés dans la section de mixage, puis choisis une forme d’onde différente pour chacun : par exemple, une onde carrée pour l’oscillateur 1 et une dent de scie pour l’oscillateur 2.
Règle-les sur des octaves différentes pour un résultat percutant : l’oscillateur 1 sur 32’ et le second sur 16’.
Désaccorde légèrement l’un des oscillateurs pour renforcer l’épaisseur du son. Tourne le potentiomètre Pitch de l’oscillateur 2 un tout petit peu vers la gauche par rapport au centre.
Passons maintenant au filtre. En utilisant le filtre passe-bas LP2, monte la résonance aux alentours de 9 h. Baisse ensuite le potentiomètre de coupure (cutoff) juste au-dessus de midi afin d’adoucir certaines hautes fréquences.
Et voilà ! Découvre le résultat en audio.
Un lead percutant
Cette fois-ci, utilisons les générateurs d’enveloppe ainsi qu’un soupçon de bruit pour concevoir un lead bien incisif.
De nouveau, utilise les oscillateurs 1 et 2 avec des formes d’onde différentes, espacés d’une octave, et désaccorde légèrement l’un d’eux.
Ce lead a besoin d’un contour net et nerveux : faisons appel aux générateurs d’enveloppe pour sculpter l’évolution du son dans le temps.
D’abord, l’enveloppe d’amplitude. Pour un rendu précis et dynamique, garde l’attaque tout à gauche. Baisse légèrement le sustain par rapport au maximum pour que l’attaque se démarque avec netteté.
Règle ensuite le filtre. Choisis le filtre passe-bas raide MM avec la résonance calée vers 10 h, puis réduis fortement la coupure de sorte que le signal devienne presque inaudible.
Augmente à présent la commande Contour pour faire entrer en action l’enveloppe de filtre.
Ajustons maintenant l’enveloppe de filtre. Tout comme pour l’enveloppe d’amplitude, garde l’attaque au minimum et place le decay vers le milieu pour garantir un départ incisif. Mais cette fois-ci, réduis fortement le sustain pour que la coupure du filtre reste basse tant qu’une touche est maintenue enfoncée.
Active désormais le générateur de bruit. Clique sur le bouton correspondant et monte-le légèrement pour conférer plus de mordant au son.
Le tour est joué : voici un lead percutant aux accents résolument analogiques.
Une nappe lo-fi
À l’instar de nombreux synthétiseurs soustractifs analogiques mythiques, MONARK est monophonique. Il ne peut donc jouer qu’une note à la fois (contrairement à un synthétiseur « polyphonique », sur lequel tu peux presser cinq touches et entendre cinq notes différentes simultanément).
Cette caractéristique est parfaite pour les lignes individuelles, comme les lignes de basse ou les leads. Mais il est également possible d’exploiter les multiples oscillateurs de MONARK pour créer des textures qui évoquent des accords originaux. Concevons ensemble une nappe lo-fi en utilisant cette technique.
Active les trois oscillateurs et sélectionne une forme d’onde différente pour chacun d’eux. Configure-les sur la même octave : par exemple 16’.
Remarque : veille à ce que le commutateur K.T. (keytracking) au-dessus de l’oscillateur 3 soit enclenché (en jaune), afin qu’il fonctionne comme un oscillateur traditionnel plutôt que comme un signal de modulation.
Désaccorde deux des oscillateurs pour donner une sensation d’accord. Règle le potentiomètre d’accordage de l’oscillateur 2 tout en bas à -7, et celui de l’oscillateur 3 vers 5.
Donne au son une silhouette douce et vaporeuse propre à une nappe grâce à l’enveloppe d’amplitude. Règle l’attaque et le decay sur des valeurs moyennes à longues — disons environ 1 seconde — tout en abaissant le sustain à zéro.
Passe à présent au filtre. Un filtre passe-bande apportera une texture plus fine et planante. Sélectionne « BP » et tourne la coupure vers 10 h.
Le filtre requiert un peu de mouvement. Tourne le potentiomètre Contour vers le haut et applique à l’enveloppe de filtre des réglages identiques à ceux de l’enveloppe d’amplitude : attaque et decay moyens à longs, et sustain à zéro.
Enfin, pousse la molette Glide à un niveau élevé pour obtenir des glissandos fluides entre les notes.
Découvre le résultat sonore ci-dessous.
Passe à la synthèse soustractive
Dans cet article, nous avons exploré en profondeur la synthèse soustractive : sa nature, ses principes fondamentaux et toutes les possibilités de sculpture sonore qu’elle offre. Maintenant que tu en maîtrises tous les rouages, il ne te reste plus qu’à la mettre en pratique au sein de tes propres productions.
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