La synthèse FM nous a offert certains des sons les plus emblématiques de la musique électronique. Cloches FM, pianos électriques et nappes éthérées ont forgé la bande-son des années 1980 et 1990, et les synthétiseurs FM récents restent des outils indispensables pour les producteurs d’aujourd’hui. Pourtant, la synthèse FM compte aussi parmi les formes de synthèse les plus intimidantes : ses interfaces complexes et son jargon technique ont de quoi rebuter bien des néophytes.
Mais alors, qu’est-ce que la synthèse FM exactement, et comment fonctionne-t-elle ? Dans cet article, nous allons démystifier la synthèse FM pour t’aider à dépasser les simples presets et plonger sous le capot. Nous explorerons ses principes fondamentaux, aborderons sa technologie et son vocabulaire, et retracerons un peu de son histoire. Ensuite, nous passerons à la pratique en te montrant comment créer des sons nets et percutants en quelques étapes simples grâce au puissant moteur audio de FM8 de Native Instruments.
Au sommaire :
- Qu’est-ce que la synthèse FM ?
- L’histoire de la synthèse FM
- La synthèse FM aujourd’hui
- Comment utiliser la synthèse FM
Suis ce tutoriel pas à pas avec FM8.
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Qu’est-ce que la synthèse FM ?
FM signifie modulation de fréquence (« frequency modulation » en anglais). La synthèse FM consiste à moduler la fréquence d’une forme d’onde par une autre onde, produisant ainsi en sortie une troisième forme d’onde complexe.
Que signifie concrètement moduler la fréquence d’une forme d’onde par une autre ? Si tu as déjà relié le LFO d’un synthétiseur au paramètre de hauteur d’un oscillateur pour obtenir un effet de vibrato oscillant, tu as déjà entendu la modulation de fréquence à l’œuvre. Si tu augmentais la vitesse de ce LFO jusqu’aux fréquences audibles (soit des centaines ou des milliers d’oscillations par seconde), il ne modifierait plus seulement la hauteur du son, mais son timbre. C’est le principe même de la synthèse FM, ton LFO jouant le rôle d’onde « modulatrice » et ton oscillateur d’origine celui d’onde « porteuse ».
Cette méthode permet de générer des ondes complexes à partir d’une simple poignée d’oscillateurs élémentaires. On peut ainsi concevoir des sonorités surprenantes et captivantes, difficiles à obtenir avec la synthèse soustractive classique par rapport à d’autres types de synthèse.
Le vocabulaire de la synthèse FM expliqué
Avant de plonger dans l’univers de la synthèse FM, faisons le point sur le vocabulaire. Une fois ces définitions bien assimilées, la synthèse FM paraîtra bien moins intimidante.
Les formes d’onde élémentaires combinées dans un synthétiseur FM s’appellent des opérateurs (à la différence des oscillateurs d’un synthétiseur soustractif). Un opérateur peut remplir deux fonctions distinctes : s’il est configuré pour moduler un autre opérateur, c’est un modulateur ; s’il est relié directement à la sortie du synthétiseur, c’est une porteuse. La synthèse FM repose généralement sur une combinaison de modulateurs et de porteuses.
Le routage précis des modulateurs et des porteuses dans un synthétiseur FM a une influence déterminante sur le son. Les synthétiseurs FM classiques proposent un nombre défini de configurations prédéterminées ; chacune de ces configurations s’appelle un algorithme. Les synthétiseurs FM modernes, comme FM8 de Native Instruments, te permettent quant à eux de personnaliser tes algorithmes en toute liberté.
Les opérateurs d’un synthétiseur FM offrent de bien meilleurs résultats lorsqu’ils sont accordés les uns par rapport aux autres. C’est pourquoi, la plupart du temps, on n’accorde pas les opérateurs selon leur hauteur absolue (leur fréquence en Hz), mais selon leur fréquence relative par rapport à la fondamentale : la note jouée sur le clavier ou dans le piano roll. C’est ce qu’on appelle le ratio de fréquence. Un ratio de 1 signifie que la fréquence de l’opérateur est identique à celle de la fondamentale. Un ratio de 2 indique qu’elle est deux fois supérieure à la fondamentale (soit une octave plus haut), et ainsi de suite.
Les recettes de base de la synthèse FM
Pour tirer le meilleur parti de ton synthétiseur FM, il est utile de connaître quelques recettes de base. Par exemple : si tu modules une porteuse avec un modulateur au ratio de 1 et que tu montes le niveau du modulateur à environ 25 %, tu obtiendras une onde harmonique riche très proche d’une onde en dents de scie. Pour obtenir une onde carrée, règle le ratio de ton modulateur sur 2 et augmente son niveau à environ 75 %.
Bien entendu, les choses deviennent passionnantes dès lors qu’on dépasse ces recettes de base pour explorer des territoires inaccessibles à la synthèse soustractive. Régler nos modulateurs sur des ratios inharmoniques (par exemple 1,1) produit des timbres inharmoniques et métalliques, tandis que des ratios très élevés (16, 18 ou plus encore) apportent une texture totalement différente. De plus, les enveloppes d’amplitude et de hauteur indépendantes pour chaque opérateur permettent de sculpter des sonorités dont le contenu harmonique évolue dans le temps, comme un son de pluck doté d’une attaque riche et complexe suivie d’une traîne plus pure.
L’histoire de la synthèse FM
La synthèse FM est née grâce à un homme, John Chowning. Chercheur à Stanford, Chowning a commencé à explorer la modulation de fréquence comme méthode de synthèse dès les années 1960. L’université de Stanford a breveté cette invention et cédé une licence au fabricant d’instruments japonais Yamaha. L’instabilité de la hauteur des oscillateurs analogiques rendant ces derniers inadaptés à la synthèse FM, Yamaha s’est concentré sur son application dans le domaine numérique naissant. Le premier synthétiseur FM commercialisé, le GS-1 de Yamaha, a vu le jour en 1980. Il a été suivi en 1983 par le DX7, qui a révolutionné la synthèse grand public pour toujours.
Le Yamaha DX7 délivrait un son radicalement différent des synthétiseurs soustractifs analogiques de l’époque. Brillant et précis, il offrait de nouvelles fonctionnalités séduisantes, comme une polyphonie de 16 voix. Sur le plan sonore, la FM excellait tout particulièrement dans l’émulation d’instruments acoustiques ou électromécaniques comme les orgues, les pianos électriques et les cloches. Tout cela, combiné à un tarif accessible, a fait du DX7 l’un des plus grands succès commerciaux de l’histoire de la synthèse et une véritable icône de l’ère numérique.
La synthèse FM aujourd’hui
La motivation initiale à l’origine de la synthèse FM — le besoin de générer des sons complexes avec le moins d’oscillateurs possible — est devenue moins cruciale à l’ère du logiciel. Pourtant, la synthèse FM est restée un outil de production incontournable.
FM8 de Native Instruments (successeur du FM7 sorti en 2002) développe la formule perfectionnée dans les années 1980. Il dispose de huit opérateurs et d’une interface bien plus conviviale que celle, austère, du DX7. Un « mode Expert » permet de contrôler minutieusement chaque paramètre, y compris de modifier les algorithmes grâce à une matrice de modulation très souple. Les utilisateurs occasionnels peuvent quant à eux passer par le « mode Easy » pour ajuster rapidement leur son à l’aide de contrôles macro.
Historiquement, les critiques ont souvent souligné que les utilisateurs de la synthèse FM se contentaient des presets d’usine, conférant à la musique produite sur DX7 un caractère parfois générique. Ces anciens presets conservent aujourd’hui tout leur charme (et tu peux en profiter dans FM8 en chargeant simplement des fichiers SysEx de DX7). Mais avec l’interface et les fonctionnalités optimisées de FM8, nul besoin d’être un sorcier de la FM pour sculpter des sons uniques et saisissants.
Comment utiliser la synthèse FM
FM8 est fourni avec une bibliothèque de plus de 1 200 presets, allant du design sonore d’avant-garde aux trésors FM vintage. Mais concevoir ses propres sons à partir de zéro est aussi particulièrement gratifiant — et c’est bien plus facile qu’on ne le croit.
Voyons comment créer quelques sons simples et efficaces à l’aide de FM8. Une fois familiarisé(e) avec les éléments présentés ici, tu pourras les combiner de mille façons pour trouver ta propre identité sonore en FM.
Créer une sonorité de cloche
Pour commencer, choisis « New Sound » dans le menu File de l’Application Control Bar. Rends-toi ensuite dans l’onglet Expert pour voir où opère la magie.
Le patch initial de FM8 propose une seule porteuse : l’opérateur F, affiché en surbrillance (couleur plus claire) dans la matrice de modulation et routé vers la sortie.
Nous allons d’abord activer un autre opérateur et l’assigner pour moduler cette porteuse.
- Active l’opérateur E en faisant un clic droit dessus dans la matrice de modulation.
- Clique et glisse vers le haut dans la case située sous l’opérateur E et en face de l’opérateur F, afin d’assigner l’opérateur E comme modulateur de l’opérateur F. Fais monter la valeur jusqu’à 50.
Ensuite, augmentons le ratio de fréquence du modulateur.
- Dans le panneau Ops, repère le ratio de l’opérateur E sur la gauche de l’interface et règle-le sur 22. Cela génère une attaque dissonante idéale pour notre son de cloche. Pour lui donner le bon contour, nous devons modifier son enveloppe.
- Ouvre le panneau Env et clique sur Op F pour afficher l’éditeur d’enveloppe de notre porteuse.
- Règle le son sans aucun sustain et avec un decay court.
Enfin, créons une traîne plus pure pour notre son de cloche à l’aide d’une seconde porteuse.
- Active l’opérateur D.
- Clique et glisse vers le haut dans la case située sous l’opérateur D, au même niveau que l’amplitude de sortie de l’opérateur F. Fais monter la valeur jusqu’à 80.
- Modifie l’enveloppe de l’opérateur D pour lui appliquer aucun sustain et un decay long et résonant.
Pour finir, ajoute un peu de flanger et de réverbe depuis le panneau Effects pour apporter de la profondeur au son.
Voici à quoi ressemble ce son de cloche.
Créer un son de piano électrique
Pour ce son, nous allons activer deux modulateurs en chaîne. En partant du patch initial, active donc les opérateurs D et E.
- Clique et glisse vers le haut sur la case située sous l’opérateur E et à côté de l’opérateur F. Règle la valeur sur environ 30 pour une légère modulation.
- Clique et glisse vers le haut sur la case située sous l’opérateur D et à côté de l’opérateur E.
Donnons maintenant à notre son une enveloppe de type piano. Nous souhaitons modifier l’enveloppe des trois opérateurs simultanément : nous allons donc les lier entre eux.
- Ouvre le panneau Env et clique sur l’opérateur F pour afficher son éditeur d’enveloppe.
- Clique sur le bouton « link » à côté des opérateurs E et D pour lier leurs enveloppes.
- Donne à l’opérateur F une enveloppe de style piano sans aucun sustain et avec un release intermédiaire. L’enveloppe des trois opérateurs évoluera désormais de façon synchronisée.
Pour finir, afin d’apporter plus de brillance à notre piano électrique, ajustons les ratios des modulateurs.
Retourne dans le panneau Ops, puis règle le ratio de l’opérateur E sur 2 et celui de l’opérateur D sur 3.
Enfin, ajoute une pointe de chorus et de réverbe depuis le panneau Effects pour donner de l’espace au son.
Voici à quoi ressemble ce piano électrique.
Créer une sub-bass massive
C’est l’astuce FM la plus simple de toutes. En quelques gestes, nous pouvons créer une sub-bass dense et précise qui remplira le mix sans jamais brouiller les basses fréquences.
Cette fois, nous ne toucherons pas à l’enveloppe, une sonorité simple et tenue faisant parfaitement l’affaire. Il nous suffit de moduler notre onde porteuse pour introduire juste ce qu’il faut d’harmoniques supérieures.
- Active les opérateurs D et E et reproduis la même chaîne de modulation que dans notre exemple de piano électrique.
- Injecte de légères doses de modulation tout en jouant des notes basses et tenues, pour entendre comment les modulateurs épaississent le son. Régler les deux modulateurs autour de 20 devrait suffire.
Et voilà : une sub-bass subtile et parfaitement maîtrisée pour asseoir ton mix. Écoute le résultat.
Lance-toi dans la synthèse FM
Dans ce tutoriel, nous avons exploré la synthèse FM : ce que c’est, comment elle fonctionne et comment l’utiliser dans tes productions modernes. Télécharge FM8 pour commencer à créer tes propres sons FM nets et percutants en un clin d’œil.
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