La synthèse additive est souvent mal comprise – surtout comparée à ses cousines plus réputées de la synthèse sonore, les synthèses soustractive et FM. Pourtant, lorsqu’elle est bien maîtrisée, elle se révèle être un outil formidable pour sculpter des sons audacieux d’une précision chirurgicale, impossibles à obtenir autrement. Mais qu’est-ce que la synthèse additive au juste, et comment fonctionne-t-elle ?
Dans cet article, nous explorerons la théorie et la technologie qui se cachent derrière la synthèse additive, tout en découvrant son histoire et son rôle dans la production moderne. Nous examinerons ensuite quelques applications concrètes, en montrant comment créer des sons captivants en quelques étapes simples grâce au synthétiseur additif de Native Instruments, RAZOR.
Au sommaire :
- Qu’est-ce que la synthèse additive ?
- L’histoire de la synthèse additive
- La synthèse additive à l’ère du logiciel
- Comment utiliser la synthèse additive
Suis ce tutoriel étape par étape avec RAZOR.
Qu’est-ce que la synthèse additive ?
Pour comprendre la synthèse additive, comparons-la à sa cousine plus célèbre : la synthèse soustractive. Un synthétiseur soustractif commence par générer une forme d’onde riche et pleine, comme une onde carrée ou en dents de scie. Des enveloppes, des filtres et d’autres modules sont ensuite utilisés pour sculpter ce son, en soustrayant les éléments indésirables.
La synthèse additive fonctionne à l’inverse. Plutôt que de partir d’un son complexe pour le sculpter, on construit le son de toutes pièces, harmonique par harmonique.
Comprendre les harmoniques
Pour comprendre son mécanisme, il faut d’abord se familiariser avec la notion d’harmoniques. Toute forme d’onde complexe peut être décomposée en une superposition d’ondes sinusoïdales à différentes fréquences et amplitudes (volumes).
Une forme d’onde harmonique, comme une onde carrée ou en dents de scie, contient une onde sinusoïdale à la « fréquence fondamentale » : c’est la fréquence la plus basse du son, celle qui détermine la hauteur perçue. On l’appelle également la première harmonique.
Au-dessus se trouve une série d’autres ondes sinusoïdales, ou harmoniques, situées à des multiples entiers de cette fréquence initiale. Par exemple, une onde en dents de scie à 100 Hz contient une fréquence fondamentale à 100 Hz, puis d’autres ondes sinusoïdales (ou harmoniques) à 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, et ainsi de suite, leur amplitude diminuant à mesure que l’on monte dans le spectre.
La présence de ces harmoniques supérieures et leur volume respectif définissent le timbre, ou la couleur, du son. Une onde carrée, par exemple, ne comporte que des harmoniques qui sont des multiples impairs de la première harmonique : soit 300 Hz, 500 Hz, etc.
Le fonctionnement de la synthèse additive
La synthèse additive s’appuie sur ce principe pour fabriquer des sons de toutes pièces en contrôlant la fréquence et l’amplitude (le volume) de chacune de leurs harmoniques.
Bien sûr, c’est une façon plutôt détournée de concevoir une onde carrée ou en dents de scie : pour cela, rien ne vaut notre bon vieux synthétiseur soustractif. Mais en ouvrant le capot pour contrôler chaque harmonique individuellement, on peut aller bien au-delà de ces timbres familiers – et créer des sonorités difficiles à obtenir par d’autres types de synthèse.
En modifiant l’amplitude relative des harmoniques d’un son au fil du temps et en intégrant des partiels inharmoniques (désaccordés), on peut concevoir des sonorités riches, insolites et d’une précision redoutable.
L’histoire de la synthèse additive
La synthèse additive n’est peut-être pas aussi répandue que ses consœurs soustractive ou FM. Pourtant, ses principes fondamentaux résonnent à travers toute l’histoire de la facture instrumentale.
À bien y réfléchir, l’orgue à tuyaux d’une église est une sorte de synthétiseur additif avant l’heure. Les différents rangs de tuyaux correspondent à différentes harmoniques : en tirant les registres, l’organiste combine ces harmoniques pour créer des timbres variés. Ce principe a franchi le pas de l’ère électronique grâce aux orgues électromécaniques comme le Hammond. Sur ces instruments, chaque tirette harmonique correspond à une harmonique précise. Écouté seul, un oscillateur Hammond produit un son pur, proche d’une onde sinusoïdale. Associé aux autres oscillateurs, le son devient riche, dense et particulièrement malléable.
Bien entendu, les sons générés par les oscillateurs du Hammond ne sont pas des sinusoïdes mathématiquement pures. De plus, l’orgue n’offre qu’un contrôle limité sur ces oscillateurs. Les exigences d’une véritable synthèse additive – des dizaines, voire des centaines d’oscillateurs, chacun doté de sa propre enveloppe – la rendaient tout simplement irréalisable à l’ère de l’analogique.
Avec l’avènement des synthétiseurs numériques grand public, des modèles comme le Kawai K5 (équipé de 63 oscillateurs) ont mis la synthèse additive à la portée d’un plus large public. Néanmoins, ce nombre modeste d’oscillateurs et le contrôle restreint se traduisaient par un son un peu rêche (qui possède aujourd’hui, il faut l’avouer, un certain charme vintage).
La synthèse additive à l’ère du logiciel
La synthèse additive s’est véritablement épanouie à l’ère moderne. La raison est simple : plus il y a d’oscillateurs – et plus le contrôle exercé sur eux est précis –, plus le synthétiseur additif offre de possibilités. Dans un environnement logiciel où la seule limite est la puissance du processeur de ton ordinateur, le champ des possibles s’élargit de façon exponentielle.
NI a créé deux synthétiseurs logiciels additifs : LAZER BASS, disponible gratuitement dans KOMPLETE START, et RAZOR, qui a marqué la production musicale dès son lancement en 2011. Conçu par Erik Wiegand (alias Errorsmith), RAZOR peut faire fonctionner jusqu’à 320 oscillateurs indépendants, tandis que son interface intuitive permet d’appliquer des modifications complexes à chaque oscillateur d’un simple tour de potentiomètre.
Au-delà de ces fonctionnalités additives « classiques », Wiegand a poussé le moteur additif vers de nouveaux territoires en utilisant les oscillateurs de RAZOR pour reproduire le comportement de filtres, d’effets de réverbe et bien plus encore. Il en résulte une signature sonore unique d’une précision chirurgicale, ouvrant des perspectives enthousiasmantes pour le design sonore comme pour la production musicale.
Comment utiliser la synthèse additive
Maintenant que tu as compris le fonctionnement de la synthèse additive, comment l’exploiter ? Forte de son approche si particulière, la synthèse additive excelle dans des contextes bien précis. Avec RAZOR, voici quelques pistes pour faire chanter ton synthé.
Des sons de cloches
La possibilité de contrôler les partiels inharmoniques d’un son fait de la synthèse additive l’outil parfait pour créer des sonorités désaccordées, comme des sons de cloches. RAZOR facilite grandement le désaccordage : dans sa section « Dissonance Effects », tu trouveras tout un arsenal d’effets pour générer des sonorités inharmoniques et décalées.
Voici comment créer un son de cloche percutant en quelques étapes simples.
- Commence par configurer un seul oscillateur, avec une attaque courte, aucun sustain, ainsi qu’un decay et un release relativement longs.
- Choisis ensuite un effet de dissonance : nous avons ici opté pour « Stiff String ». Augmenter le paramètre « Amount » décalera les partiels hors de l’alignement harmonique de la fondamentale, générant toute la dissonance voulue.
- Ajoute le second oscillateur avec une forme d’onde différente et augmente le ratio pour obtenir un son désaccordé encore plus dense. Assigne le contrôle de l’amplitude de l’oscillateur à une seconde enveloppe afin de donner à la cloche une attaque bien incisive.
- Pour la touche finale, ajoute un soupçon de réverbe dans la section « Stereo Effects ». (Au passage : il ne s’agit pas d’une réverbe classique au sens habituel. Les réverbes de RAZOR sont entièrement générées par le moteur additif, ce qui leur confère un grain et un comportement uniques.)
Voici à quoi ressemble ce son de cloche :
Design sonore audacieux
Les possibilités de désaccordage de la synthèse additive ne se limitent pas à apporter une simple nuance subtile.
En modulant et en déformant des centaines d’oscillateurs simultanément, on peut concevoir des effets sonores saisissants avec une clarté et une précision impossibles à atteindre par d’autres moyens.
Voici comment créer un effet grouillant d’« atterrissage de vaisseau spatial » avec RAZOR.
- Commence par une forme d’onde simple. Une onde classique en dents de scie fera parfaitement l’affaire.
- Applique un effet de dissonance. Cette fois, nous utilisons « Frequency Shift », qui décale la fréquence de tous les partiels du son de la même valeur. Cela permet de créer un effet de glissando très différent de celui obtenu avec les algorithmes classiques de pitch-shifting (et sans la perte de fidélité souvent liée au décalage de hauteur extrême).
- Enfin, crée du mouvement. Assigne une enveloppe dotée d’une attaque très lente au paramètre « Amount » du pitch-shifter et au cutoff d’un filtre passe-bas afin de créer un glissement progressif qui se résout lentement sur les notes jouées.
Voici à quoi ressemble le résultat final :
Des nappes insolites
La synthèse additive permet de contrôler l’évolution de chaque composante d’un son dans le temps, ce qui en fait un outil de choix pour façonner des nappes riches et évolutives. Ici, nous pouvons tirer parti de l’une des fonctions les plus originales de RAZOR : le filtre « Waterbed », qui reproduit le mouvement d’ondulations à la surface de l’eau. N’oublie pas : il ne s’agit pas d’un véritable filtre, mais de centaines d’oscillateurs dont l’amplitude varie pour imiter la réponse d’un filtre, avec un rendu unique.
Voici comment créer un son de nappe doté d’un effet d’ondulation singulier.
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- Commence avec la forme d’onde de ton choix : là encore, une onde en dents de scie conviendra très bien.
- Dans la seconde section de filtrage, choisis « Waterbed Filter ».
- Assigne la commande « Level » du filtre à un LFO lent, puis déplace manuellement le potentiomètre « Freq » tout en jouant pour créer un effet d’ondulation irrégulier.
- Enfin, une touche de chorus provenant de la section « Stereo Effects » viendra enrichir le tout.
Voici à quoi ressemble cette nappe :
Lance-toi dans la synthèse additive
Dans ce tutoriel, nous avons découvert les bases de la synthèse additive : ses principes, son histoire et son utilisation dans la production contemporaine. Télécharge RAZOR pour te lancer dans l’aventure de la synthèse additive. Tu créeras des sons surprenants en un clin d’œil.
