Quand j’ai commencé à composer «Vingt et un Aphorismes Enchevêtrés», j’ai cherché parmi les myriades de sons ce qui pouvait se rapprocher le plus de ce que j’entendais dans le silence. 

Cela commence toujours par une exploration… La difficulté et l’amusement d’une symphonie réside dans l’utilisation et l’harmonisation de sources sonores existantes (violons, cuivres, bois, timbales). La complication et la drôlerie de réaliser ce type de musique demeure de l’utilisation de sons qui n’existent pas où simplement se trouvent à l’état larvaire encore signal sinusoïdal ou bien bruit. 

A titre d’exemple on voit, colonne de droite, la construction basique d’un son. Que ce soit en analogique ou en numérique le principe reste le même.

Signal en dents de scie – Sa décomposition en sinusoïdes – Sa représentation en analyse fréquentielle. © Lovisolo 2014

Le signal ci-dessus à l’écoute… Une des composantes sonores des synthétiseurs. ( 110Hz )

Joseph

On sait que l’on peut décomposer un signal périodique en une somme de sinus et cosinus de fréquence multiples de la fréquence fondamentale.

On doit cette découverte à Joseph Fourier. Comme vous l’avez entendu plus haut, dans la synthèse additive se sont des signaux simples qui sont additionnés pour construire des sons de plus en plus complexes.

Il est désormais possible d’utiliser en temps réel plusieurs dizaines d’oscillateurs dans des progiciels de synthèse sonore.

Une autre technique est employée est la synthèse soustractive.

Signal Carré, sa décomposition en sinsoïdes et ses composantes harmoniques © Lovisolo 2014
Le signal carré ci-dessus à l’écoute… (110Hz )
La sinusoïde en rouge seulement…(110Hz )

Ces signaux riches en  harmoniques de fréquences élevées ont une sonorité assez dure. En utilisant un filtre fréquentiel on va modifier le timbre en contrôlant leur contenu harmonique. A titre d’exemple vous pourrez écouter un signal carré brut à 110 hertz c’est à dire un LA1 et juste la fréquence fondamentale sinusoïdale: elle est représentée en rouge sur les graphiques.

Il est bon de noter que sans l’adaptation au synthétiseur des VCO – VCF – VCA – LFO – EG, il eut été impossible de fabriquer les instruments de synthèse sonore que nous connaissons.

• VCO : Oscillateur commandé en tension, la base de tout appareil.
• VCF : Filtre commandé en tension
• VCA : Amplificateur commandé en tension

et pour parfaire:

• LFO: Oscillateur de basse fréquence
• EG: Générateur d’enveloppe ( j’y viens !)

Dans un synthétiseur d’architecture soustractive où deux générateurs d’enveloppes (EG) font varier le filtre (VCF) et le volume (VCA).

Ces cinq-là sont la base du synthétiseur analogique et par extension algorithmique des synthétiseurs numériques. D’autres modules existent et on peut complique à l’infini les moyens de produire du son.

Tout les sons naissent, vivent, et meurent. Si l’on donne un coup de plectre sur une corde de guitare vous entendrez un son assez sec suivi d’une résonance et, enfin, l’extinction su son. Cette merveilleuse affaire est quantifiable!

Cliquez sur l’image pour l’agrandir dans un nouvel onglet. © Lovisolo 2016

• Attack: l’attaque décrit la durée nécessaire pour atteindre le niveau maximal, après le début de la note (c’est-à-dire après avoir appuyé sur une touche du clavier) ;
• Decay: la chute indique la durée nécessaire pour redescendre jusqu’en phase d’entretien
• Sustain: l’entretien décrit le niveau stable, conservé tant que la touche est maintenue enfoncée
• Release: l’extinction indique la durée nécessaire pour que le niveau diminue jusqu’à revenir au zéro initial, à partir de la fin de la note (c’est-à-dire dès le relâchement de la touche).

Il existe beaucoup de moyen de créer de la matière sonore.

Parmi les plus utilisés:

La synthèse basée sur des échantillons :

• la synthèse granulaire…

… est la création d’un signal sonore complexe en combinant des échantillons sonores de l’ordre de la milliseconde (10 à 100 ms). On pourra agir sur ces grains de manière temporelle, dynamique, spatiale, phase, hauteur et bien sur l’enveloppe vue plus haut. La combinaison des échantillons pourra se faire de manière mathématique par le truchement d’un contrôle en temps réel, directement par le musicien sur grâce à l’interface d’un programme dédié.

Utilisation de fonctions mathématiques pour l’obtention d’un nouveau don à partir de deux sons purs.
© Lovisolo 2016
Soit deux sinusoïdes d’un signal sonores : A et B (B=2A)	Fonction : A x B	Fonction : A + cosB

Visualisation d’un grain d’environ 15 ms.

Dans la synthèse granulaire on peut employer des échantillons de sinusoïdes, signaux carrés et autres triangles combinés à des sons complexes échantillonnés.

La synthèse granulaire est issue des recherches sur les micro-sons, particulièrement des travaux de Dennis Gabor en 1947.

• La synthèse par modèles de signaux.

Cette catégorie comporte les synthèses basées sur la reproduction des caractéristiques d’une sources sonores afin de la reproduire, par exemple en analysant sa décomposition de Fourier afin de la recréer en synthèse sonore additive. Elle présente l’inconvénient de générer un grand nombre de paramètres de synthèse. Toutefois les algorithmes du traitement du signal permettent d’obtenir automatiquement les paramètres de synthèse à partir de sons enregistrés ou en temps-réel (algorithmes d’analyse-resynthèse).

La suite >>>>

Pour une vue d’ensemble : Composants basiques d’un  synthétiseur soustractif

Il en existe encore beaucoup.
Je vous envoie à l’excellente page Wikipédia, en anglais, qui traite du sujet:

Synthesizer

From Wikipedia, the free encyclopedia
(Redirected from Sound synthesis)

A sound synthesizer (usually abbreviated as « synthesizer » or « synth », also spelled « synthesiser ») is an electronic musical instrument that generates electric signals that are converted to sound through instrument amplifiersand loudspeakers or headphones. Synthesizers may either imitate instruments like piano, Hammond organ, flute, vocals; natural sounds like ocean waves, etc.; or generate new electronic timbres. They are often played with amusical keyboard, but they can be controlled via a variety of other input devices, including music sequencers, instrument controllers, fingerboards, guitar synthesizers, wind controllers, and electronic drums. Synthesizers without built-in controllers are often called sound modules and are controlled via MIDI or CV/Gate using a controller device, often a MIDI keyboard or other controller.

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