Histoire en raccourci. —————–Notes Techniques |
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L’histoire des synthétiseurs a commencé il y a assez longtemps.
Le Denis D’or……serait peut-être le premier instrument de musique électrique dans l’histoire. Il a été inventé et construit par le théologien tchèque Václav Prokop Diviš passionné électricité. La première mention écrite du Denis d’or date de 1753 mais serait peut-être antérieure (vers 1748). Ses expériences étaient basées sur l’excitation électromagnétique des cordes de piano.  Le Denis d’or électrique a été créé entre 1730 et 1755 par Václav Prokop Diviš. Ses dimensions étaient 5 pieds de long et 3 pieds de largeur, avec 790 cordes. La suspension des nombreuses cordes métalliques était beaucoup très élaborée. Le mécanisme ingénieux, qui avait été mis au point par des calculs mathématiques étaient tel que le Denis d’or aurait pu imiter les sons d’une variété entière d’autres instruments, y compris les chordophones comme le clavecin, la harpe et le luth et même des instruments à vent!!! Une plaisanterie était que celui qui jouait de l’instrument pouvait recevoir une décharge électrique quand l’inventeur le voulait.
(Reallexicon der Musikinstrumente, Curt Sachs 1913, p 108)
Il semble plus probable, l’instrument ayant disparu, que c’était là un amusement de cour ou de cabinet de curiosités. Il était très fréquent à cette époque d’expérimenter avec le public les effets de l’électricité statique. Les connaissances ne sont pas suffisantes à l’époque pour l’élaboration d’un instrument véritablement électromécanique et encore moins électronique. |
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Ensuite ce fut
Le Clavecin Électrique de Jean-Baptiste Delaborde, France. 1759. Clavecin électrique
Malgré son nom Le Clavecin Électrique n’était pas un instrument à cordes, mais un instrument à clavier de type carillon. Il utilisait une charge d’électricité statique (fourni par une bouteille de Leyde, une forme précoce du condensateur inventé par le scientifique hollandais Pieter van Musschenbroek de Leyde vers 1745) pour faire vibrer le métal cloches en activant un percuteur à l’aide de l’électricité statique… <<< Clavecin Electrique à la Bibliothèque nationale de France – Paris |
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The Musical Telegraph en 1877
 The Musical Telegraph En 1876 Elisha Gray aurait été connu comme l’inventeur du téléphone si Alexander Graham Bell n’avait pas déposé le brevet une heure avant lui. …Par contre il demeure l’inventeur de l’ancêtre du synthétiseur, basé sur un oscillateur électrique à lames vibrantes : « The Musical Telegraph ». Il a utilisé des anches en acier dont les oscillations ont été créées et transmises par des électro-aimants. Gray a également construit un dispositif simple haut-parleur composé d’une membrane vibrant dans un champ magnétique afin de rendre l’oscillateur audible. Toutefois le premier brevet reconnu, concernant un haut-parleur à bobine mobile fut accordé à Werner von Siemens en 1877. |
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Suivront: |
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Le Telharmonium en 1897 Telharmonium
Une des réalisation les plus marquantes sera de Thaddeus Cahill avec son “Dynamophone/Telharmonium” (1897) à roues phoniques ancêtre de L’Orgue Hammond, destiné à reproduire le son d’un orgue. C’est un défit permanent que de reproduire le son de l’orgue liturgique. les orgues classiques et leur forêt de tuyaux ne sont pas pour tous les budgets et nécessite une place importante. Pour cela on cherche, pour équiper les lieux de culte, les moyens de produire de instruments moins encombrants pour un budget bien plus raisonnable que celui de l’imposant soufflant. …
Le « Helmholtz Sound Synthesiser » en 1905… Helmholtz Sound Synthesiser Pour ma part, l’une des réalisations les plus intéressantes du point de vue scientifique est le «Helmholtz Sound Synthesiser» construit en 1905 par la société Max Kohl AG. Il n’a pas été conçu comme un instrument de musique, mais plutôt comme un outil scientifique. Il est utile pour démontrer et analyser l’effet des harmoniques dans un son complexe. Ce qui est décrit dans le livre révolutionnaire de Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz : «Théorie physiologique de la musique, fondée sur l’étude des sensations auditives». (Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik) …
C’est un phénomène de résonance de l’air dans une cavité. La machine utilise des diapasons actionnés pare des électroaimants devant des cavités raisonnantes pour produire des sons purs. Ainsi l’addition de plusieurs de ses sons purs vont démontrer la nature harmonique des sons complexes. Ce «synthétiseur» fut utilisé dans de nombreuse universités pour la recherche scientifique et a certainement contribué à théoriser et à élaborer tous les instruments de musique électroniques. |
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Ce dispositif utilise la
La résonance de Helmholtz…
…est un phénomène de résonance de l’air dans une cavité. Le nom provient d’un dispositif créé dans les années 1850 par Hermann von Helmholtz afin de déterminer la hauteur des différents tons. Un exemple de résonance de Helmholtz est la résonance du son créé lorsque l’on souffle dans le haut d’une bouteille vide. |
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| Mais tout ceci à une fin. Une fin ? Pas tout à fait…
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Lee De Forest : l’Audion invention de la Triode en 1906. Audion : La lampe triode est le premier dispositif amplificateur d’un signal électronique. Les derniers instruments exposés plus haut font partis des instruments électromécaniques, ils vont disparaître avec l’invention du tube électronique, l’audion la triode inventée par Lee De Forest en 1906 avec qui il va être bien plus facile de construire des oscillateurs, des amplificateurs et tous les modules utiles à la production de sons électroniques. La triode se compose d’une cathode semiconductrice à chaud, émettrice d’électrons, d’une anode réceptrice, et d’une grille placée entre les deux. La cathode est chauffée par un filament placé derrière. (Parfois le filament et la cathode ne forment qu’un seul élément).  Exemples de triodes depuis 1918 jusqu’à 1960 Le chauffage de la cathode confère suffisamment d’énergie aux électrons de la cathode pour leur permettre de se libérer (on parle d’émission cathodique) et de rejoindre un « nuage électronique » dans le vide entourant la cathode appelé charge d’espace. …En jouant sur le potentiel (tension) de la grille par rapport à la cathode, un nombre plus ou moins grand d’électrons émis par la cathode arriveront jusqu’à l’anode, créant un courant variable entre anode et cathode : l’amplification de puissance est réalisée car la grille ne consomme pas de courant, c’est en théorie un potentiel statique.
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Dans les années 1980 et jusqu’en 2000 j’ai travaillé sur l’amplification à tubes électroniques… Frank Lovisolo – Préamplificateur RIAA à tubes expérimental J’en reparlerai peut-être dans un prochain article où nous tenterons de démystifier le son des lampes et d’éradiquer les légendes ! La figure de droite représente une de mes réalisations : un préamplificateur à Triodes pour les platines de lecture des disques Vinyl (RIAA).
Bien que les performances étaient excellentes à la mesure, il ne saurait en être d’autres, la réalisation d’une machine tout aussi efficace aurait pu être conçue avec des transistors et surtout des circuits intégrés, le côté spectaculaire en moins !
Des propos que beaucoup n’ont pas envie de lire.
Et la température de l’appareil ? Écologiquement ce n’est pas ce qu’il y a de plus économique je dirai même plus énergivore! Certains auront sans doute confondu la chaleur du son et la calorification des tubes. Les religions en tous endroits sont tenaces !
Nonobstant, je dois reconnaître qu’il est difficile de résister à l’esthétique du mystérieux rougeoiement d’une lampe nimbée de cette lueur bleue qui semble venir de nulle part.
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A partir de cette époque tout s’accélère, les guerres favorisent les technologies et beaucoup les transmissions.
L’imagination de la production d’instruments électronique ne va plus se tarir !
Sans prétention exhaustive, voici une petite liste avec des liens pour les réalisations les plus remarquables. En fin d’article vous trouverez une mine d’information concernant cent-vingt années de musique électronique, un site vraiment complet mais en Anglais… Un clic droit sur la souris et hop! la fonction «traduire», ce n’est pas très littéraire mais c’est mieux que rien!
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1915 : The Audion Piano:C’est l’application immédiate de la triode de De Forest avec un véritable oscillateur audio: L’Audion Piano – Vue Artistique
…The Pitch of the notes is very easily regulated by changing the capacity or the inductance in the circuits, which can be easily effected by a sliding contact or simply by turning the knob of a condenser. …In fact, the pitch of the notes can be changed by merely putting the finger on certain parts of the circuit. In this way very weird and beautiful effects can easily be obtained.”
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Le thérémine, disposant d’un seul oscillateur, est un instrument monodique. Son timbre, que l’on ne peut modifier, ressemble à celui de la voix humaine ou à celui de la scie musicale.
1928 Les ‘Ondes-Martenot’ Maurice Martenot, France
Les ondes Martenot sont un instrument de musique électronique, inventé par Maurice Martenot et présenté au public en 1928. Un joueur d’ondes Martenot est appelé un ondiste.
le caporal Martenot, radiotélégraphiste durant la Première Guerre mondiale, découvrit le potentiel musical des ondes électronique produites par les oscillateurs à triodes. Maurice Martenot dépose le brevet de son invention en 1922 et présente ses « ondes musicales » au public le 20 avril 1928 à l’Opéra de Paris avec l’Orchestre Pasdeloup en exécutant le Poème symphonique pour solo d’ondes musicales et orchestre que le compositeur franco-grec Dimitrios Levidis avait spécialement écrit pour lui en 19267. Le succès fut immédiat.
Des compositeurs comme Arthur Honegger, Darius Milhaud, André Jolivet et Olivier Messiaen écrivent immédiatement pour les ondes Martenot, symbole d’inouï et de modernité, que son inventeur ne cesse d’améliorer jusqu’en 1975, année de la création du septième et dernier modèle de concert. Le répertoire compte plus de 1 500 œuvres. L’instrument est aussi employé dans les musiques populaires, dans les années 1950 et 1960 ; on peut l’entendre par exemple chez des chanteuses telles qu’Édith Piaf ou Catherine Sauvage, et plus significativement chez des chanteurs tels que Léo Ferré ou Jacques Brel…
Cet instrument monodique à oscillateur électronique se caractérise par ses sonorités particulières, dont la plus connue, proche de la sinusoïde, évoque des voix « venues d’ailleurs », assez proche de la scie musicale, mais présente bien d’autres possibilités, particulièrement au niveau de l’expression. Il comporte :
- un clavier suspendu, dont la transposition agit sur la hauteur du son (sa fréquence) et donc le vibrato ;
- un ruban parallèle au clavier, le fil, autorisant les glissandi ;
- une touche d’expression qui se contrôle de la main gauche et qui gère le volume sonore. Par pression plus ou moins forte, on obtient toutes les variations d’intensité allant du pianissimo au fortissimo. Un geste sec sur la touche produit un son percuté. On peut aisément faire une analogie entre la touche d’expression et l’archet d’un instrument à cordes ;
- un tiroir avec différents timbres pour filtrer et modifier le son et procurer des combinaisons ;
- des diffuseurs (haut-parleurs transformés) :
- principal ou D1 : haut-parleur standard de grande puissance ;
- résonance ou D2 : haut-parleur réverbérant, construit par la Manufacture Rehdéko, et monté derrière des ressorts afin d’obtenir une résonance acoustique, une réverbération artificielle ;
- Le gong ou D3 : haut-parleur dont la membrane est remplacée par un gong pour créer des sons métalliques ;
- palme : pièce de lutherie sur laquelle sont tendues des cordes métalliques, reliées au moteur du haut-parleur. Ces vibrations permettent une mise en résonance dite « par sympathie » des différentes cordes accordées très précisément.
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1935 The ‘Hammond Organ’. Laurens Hammond, USA,
Le principe de fonctionnement est celui de la roue phonique, basé sur un ensemble de 91 pignons entrainés par un moteur électrique alternatif synchrone qui cale sa vitesse de rotation sur la fréquence du courant (50 Hz en Europe, 60 Hz aux États-Unis), inventée au début du xxe siècle pour le telharmonium.
A droite : capteur Electromagnétique – à gauche : roue où chaque pointe symbolise un aimant.
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Lesdits pignons ont des nombres de dents différents. Ils tournent dans le champ magnétique émis par un aimant.
Une bobine centrée sur chaque aimant sert ensuite de capteur pour le champ magnétique variable, réinduit par les roues constituées d’un matériau ferromagnétique.
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Cette combinaison pignons/champ-magnétique/capteurs donne le fameux son Hammond. Cet instrument est un orgue électromécanique, muni d’un amplificateur et non un instrument électronique.
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L’orgue Hammond est un instrument électromécanique inventé dans les années 1930 par Laurens Hammond.
Il s’inspire de l’orgue traditionnel et était initialement destiné à équiper des églises n’ayant pas la place ou les moyens financiers pour disposer d’un orgue à tuyaux.
https://hammondorgan.wikeo.net/exploration-du-hammond.html
Générateur de son complet
Roues phoniques et capteurs électromagnétiques
Roue Phonique
Aeolian Hammond BA player organ with Hammond tone cabinet (1938)
Cabine Leslie – Détails
1940 The ‘Voder’ & ‘Vocoder’ Homer Dudley, USA
Le vocoder a été imaginé par Homer Dudley, ingénieur aux Bell Laboratories, afin d’assurer une transmission efficace de la voix dans le cadre du réseau téléphonique américain en 1939.
Développé alors sous le nom de voder (Voice Operating DEmonstratoR), il fut présenté à l’exposition universelle de New York la même année. S’ensuivra une version améliorée en 1940, le vocoder.
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Au premier abord, le vocodeur eut peu de succès, car il donnait à la voix une texture plutôt robotique. Il fut toutefois utilisé par l’armée US dans le premier système de communication numérique SIGSALY qui permettait notamment à Franklin Roosevelt et
Winston Churchill de communiquer par-delà l’océan durant la Seconde Guerre mondiale. En 1945 il est signalé par Vannevar Bush dans un article célèbre deAs we may think qui introduisait la notion de World Wide Web (Memex).
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En 1948, il en fera une démonstration aux studios de la WDR pour Werner Meyer-Eppler, directeur de l’Institut de phonétique à l’université de Bonn.
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Ce dernier était fasciné par le synthétiseur vocal et a employé ce premier vocodeur comme base pour ses écrits qui sont rapidement devenus la bible du mouvement allemand d’Electronische Musik.
Ainsi le vocodeur était prêt pour être adopté comme instrument.
1947 Invention du transistor par les Américains John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain.
Nouveau grand bouleversement de l’électronique car viendront très vite les circuits intégrés permettant de multiplier sur une surface réduite le nombre de composants.
À la suite des travaux sur les semi-conducteurs, le transistor a été inventé le par les Américains John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain, chercheurs des Laboratoires Bell. Ces chercheurs ont reçu pour cette invention le prix Nobel de physique en 1956.
Herbert Mataré et Heinrich Welker (en) développent à Aulnay-sous-Bois, à la CFSW le premier « transistor français » réellement opérationnel en même temps et indépendamment des travaux des chercheurs américains, entre 1945 et 1948. Ils déposent leur première demande de brevets pour un transistor le 13 août 1948. Le 18 mai 1949, cette invention européenne est présentée au public sous le nom de « Transistron ».
Croissance du nombre de transistors dans les microprocesseurs Intel par rapport à la loi de Moore
Le transistor est considéré comme un énorme progrès face au tube électronique : beaucoup plus petit, plus léger et plus robuste, fonctionnant avec des tensions faibles, autorisant une alimentation par piles, et il fonctionne presque instantanément une fois mis sous tension, contrairement aux tubes électroniques qui demandaient une dizaine de secondes de chauffage, généraient une consommation importante et nécessitaient une source de tension élevée (plusieurs centaines de volts).
L’industrialisation vient dès le début des années 1950, sous l’impulsion de Norman Krim, vice-président de Raytheon et d’Herbert Mataré qui fonde Intermetall à Düsseldorf, la première compagnie au monde à proposer sur le marché des diodes et des transistors.
Il est rapidement assemblé, avec d’autres composants, au sein de circuits intégrés, ce qui lui permit de conquérir encore plus de terrain sur les autres formes d’électronique active.
Voir ci contre la loi de Moore quand à l’intégration de composants.
1957 ‘MUSIC N’, Max Vernon Mathews, USA,
En 1957, Max Mathews met au point un programme pour l’IBM 704, MUSIC I, qu’il utilise pour réaliser In the Silver Scale, composé par Newman Guttman, première pièce musicale générée par ordinateur. In the Silver Scale est monophonique, car MUSIC I ne permettait qu’une seule voix. En 1959, MUSIC II propose quatre voix et utilise la synthèse par table d’ondes. Afin de permettre aux compositeurs de créer leurs propres fonctions, Mathews crée en 1960 MUSIC III, un environnement modulaire composé de blocks (oscillateurs, enveloppes, mélangeurs…) qui peuvent être reliés les uns aux autres. Les programmes MUSIC IV et MUSIC V seront des portages de MUSIC III sur des machines plus récentes.
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“Computer performance of music was born in 1957 when an IBM 704 in NYC played a 17 second composition on the Music I program which I wrote.
The timbres and notes were not inspiring, but the technical breakthrough is still reverberating. Music I led me to Music II through V. A host of others wrote Music 10, Music 360, Music 15, Csound and Cmix. Many exciting pieces are now performed digitally.
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The IBM 704 and its siblings were strictly studio machines – they were far too slow to synthesize music in real-time. Chowning’s FM algorithms and the advent of fast, inexpensive, digital chips made real-time possible, and equally important, made it affordable.”
Max Mathews “Horizons in Computer Music”, March 8–9, 1997, Indiana University.
| https://youtu.be/TExxv1-j42Y |
1963 The ‘Mellotron’ and ‘Novatron’ . Leslie Bradley, UK
Le mellotron est un instrument de musique polyphonique à clavier lisant les sons sur des bandes magnétiques. Il a été largement utilisé dans les années 1960 et 1970, notamment par les formations de rock progressif.…
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La société Bradmatic Ltd de Birmingham (dirigée par les frères Les, Frank et Norman Bradley) décida de reprendre l’idée de Chamberlin à son compte, en la modifiant et l’améliorant. Après quelques heurts concernant la paternité de cette invention, un arrangement fut trouvé entre les deux compagnies.
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.Le mellotron n’est pas un instrument de synthèse sonore [1]. Il fonctionne comme un échantillonneur, chaque note du clavier contrôlant directement la lecture d’une petite bande magnétique contenant l’enregistrement à restituer. C’est donc un instrument complètement polyphonique. L’échantillon préenregistré est linéaire (la note n’est pas jouée en boucle), il dure environ 8 secondes. Sur les modèles les plus anciens, les banques sonores sont intégrées dans l’appareil et ne sont pas modifiables. Le modèle M400, simplifié, utilise des racks interchangeables contenant 35 bandes magnétiques (largeur 3/8 de pouce), ce qui permet d’étendre à l’infini les possibilités sonores, d’une façon comparable à un échantillonneur numérique.
1964 Moog Synthesisers’ Robert Moog. USA,
Le Minimoog est un synthétiseur analogique monophonique, inventé par Bill Hemsath et Robert Moog. Commercialisé en 19701, cet instrument fixa plusieurs standards pour les synthétiseurs analogiques au niveau de l’interface de contrôle notamment. On peut en jouer via son clavier intégré (une nouveauté à l’époque). Il a été fabriqué de 1970 à 1981.
Ce synthétiseur s’appuie sur la synthèse soustractive : les oscillateurs fournissent des formes d’ondes riches en harmoniques, que le filtre permet d’adoucir.
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Le Minimoog fonctionne avec quatre sources de sons : trois oscillateurs (VCO) et un générateur de bruit. Le troisième oscillateur peut être commuté en LFO (oscillateur basse fréquence) et utilisé pour moduler les deux autres oscillateurs ou le filtre. Les sons mélangés (mixed) passent ensuite par le fameux filtre Moog (VCF passe-bas résonnant à quatre pôles, 24 dB/oct) et un amplificateur (VCA) qui tous deux possèdent leur propre générateur d’enveloppe. Ce synthétiseur reste aujourd’hui encore une référence dans le monde de la musique électronique, et ce plus de trente ans après sa sortie, à tel point qu’une réédition (Minimoog Voyager) a vu le jour à partir de 2002. Elle reprend l’architecture de l’original, tout en lui ajoutant des fonctionnalités modernes, et sa qualité sonore est voisine de celle de l’instrument original…
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C’est avec le Fairlight que j’arrêterai cette énumération car il annonce l’ère du tout numérique même s’il va falloir attendre encore quelques années pour sa démocratisation.
Vous trouverez en fin d’article un lien, complément à cette liste peu exhaustive.
Cependant, avant de continuer cet article, je me dois signaler Le ‘Groupe de Recherches Musicales’ avec Pierre Schaeffer, Pierre Henry & Jacques Poullin, France Fondé en 1951
 Console du GRM en 1972 Le Groupe de Recherches Musicales (GRM) développe depuis 1958 des activités de création et de recherche dans le domaine du son et des musiques électroacoustiques.
Il participe également à la mission de conservation et de valorisation du patrimoine sonore.
En plus de 50 ans d’existence, le GRM a collaboré avec les plus grands compositeurs et a développé des logiciels de création musicale performants.
Pionnier de la musique électroacoustique, le GRM est un laboratoire d’expérimentation sonore unique au monde.
La suite >>>> |
1979 Fairlight Computer Music Instrument. Peter Vogel & Kim Ryrie, Australia–  Fairlight Computer Music Instrument À l’origine du CMI (Computer Musical Instrument) Fairlight, on trouve les travaux de Tony Furse sur plusieurs synthétiseurs analogiques et numériques (principalement les Qasar I & II). Ce dernier a déjà créé sa propre société, Creative Strategies, à Sydney en 1975. Consultant auprès de Motorola, il met au point une machine bi-processeur (basée sur deux Motorola 6800 et sur l’architecture EXORciser de Motorola) appelé QASAR. Cet ordinateur constitue l’architecture fondamentale des CMI (Computer Musical Instrument), les échantillonneurs de Fairlight. La suite >>>>>>Le CMI a été le premier instrument pour inclure l’échantillonnage numérique, l’édition de forme d’onde graphique (via le stylet), la FFT, une synthèse additive à base et un séquenceur logiciel. En dépit de sa faible capacité d’échantillonnage 8bit / 24kHz, le CMI est un succès commercial immédiat. c’est un élément incontournable de la musique pop dans les années 1980 avec des artistes tels que Peter Gabriel (avec Syco Systems la première entreprise à importer et distribuer Fairlight En Europe), Kate Bush, Geoff Downes, Trevor Horn, Alan Parsons, Rick Wright, Thomas Dolby, Stewart Copland, Art of Noise, King Crimson, Mike Oldfield, Stevie Wonder, Herbie Hancock Jan Hammer, Joni Mitchell, Jean-Michel Jarre et beaucoup d’autres.
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