Égalisation (types de filtres, Q, pentes, phase)

Définition

Un égaliseur est un filtre linéaire qui modifie l'amplitude, et en général aussi la phase, du signal en fonction de la fréquence : H(f) = |H(f)| · e^(jφ(f)).

Types de filtres :

• passe-haut / passe-bas : atténuent en dessous ou au-dessus de la fréquence de coupure f_c ; la pente est de 6 dB/octave par ordre (1ᵉʳ ordre 6, 2ᵉ 12, 3ᵉ 18, 4ᵉ 24, 8ᵉ 48 dB/octave). Butterworth : réponse maximalement plate, −3 dB à f_c ; Linkwitz-Riley : −6 dB à f_c, utilisé dans les filtres de répartition (crossovers) ; Bessel : pente plus progressive et retard de groupe quasi constant ;
• shelving grave et aigu : relèvent ou abaissent toutes les fréquences en dessous ou au-dessus d'un point ;
• cloche (peaking) : relève ou abaisse une bande autour de f_0, avec une largeur définie par le Q ;
• notch : coupure très étroite et profonde ;
• passe-bande, tilt (rotation du spectre autour d'un point), all-pass (ne modifie que la phase).

Q et largeur de bande : Q = f_0 / BW, où BW est la distance en Hz entre les points à −3 dB (certains constructeurs utilisent les points à mi-gain). Conversion à partir d'une largeur en octaves N : Q = √(2^N) / (2^N − 1) : 2 octaves → 0,67 ; 1 octave → 1,41 ; 1/3 d'octave → 4,32 ; 1/6 d'octave → 8,65.

Phase : les filtres à phase minimale (analogiques et IIR numériques) introduisent un déphasage et un retard de groupe concentrés autour des fréquences modifiées ; un passe-haut Butterworth du 2ᵉ ordre a +90° à la fréquence de coupure. Les filtres à phase linéaire (FIR) ont un retard de groupe constant : pas de distorsion de phase, mais de la latence et du pre-ringing (énergie avant le transitoire) avec des filtres étroits ou raides dans les basses fréquences. Les IIR obtenus par transformation bilinéaire présentent le cramping près de Nyquist (la cloche se resserre) ; les modèles analog-matched ou le suréchantillonnage le corrigent.

Paramètres et unités

Fonction musicale

L'égalisation corrective élimine ce qui dérange : rumble sous la fondamentale, boue à 200–400 Hz, résonances étroites, duretés à 2–5 kHz, sibilantes. L'égalisation tonale définit le caractère : corps, présence, air. L'égalisation complémentaire crée de l'espace entre des instruments qui occupent la même zone (coupe sur la guitare là où la voix a sa présence). En mastering, l'EQ équilibre le spectre global par des interventions larges de ±0,5–2 dB. Le choix de la phase compte quand plusieurs pistes corrélées sont égalisées différemment (micros multiples de la batterie) et dans les corrections raides dans les basses fréquences.

Exemple pratique

• Voix : passe-haut 80 Hz, 12 dB/octave ; cloche −3 dB à 300 Hz avec Q 1,41 (1 octave : points à −3 dB à 212 et 425 Hz) ; cloche +2 dB à 3,5 kHz avec Q 1 ; shelving aigu +2 dB à partir de 10 kHz.
• Pentes : un passe-haut Butterworth du 4ᵉ ordre à 30 Hz atténue de 24,1 dB à 15 Hz (une octave plus bas) et de 3 dB à 30 Hz ; un du 2ᵉ ordre atténue de 12,3 dB à 15 Hz.
• Phase : passe-haut à 40 Hz, 48 dB/octave sur la grosse caisse. En phase minimale, la fondamentale à 50 Hz subit un fort déphasage et le transitoire change de forme ; en phase linéaire, le transitoire reste intact, mais la latence est de plusieurs dizaines de millisecondes et du pre-ringing apparaît : pour une grosse caisse, le choix le plus adapté est un filtre à phase minimale avec une pente de 12–24 dB/octave.

Erreurs courantes

• Égaliser en solo et juger le résultat sans le mix.
• Boosts étroits et forts (+6 dB, Q > 4) : ils accentuent les résonances et sonnent artificiels ; les boosts doivent être larges, les coupes peuvent être étroites.
• Passe-hauts trop hauts sur toutes les pistes : le mix perd corps et chaleur.
• Phase linéaire sur batterie et basses avec des filtres raides : pre-ringing audible avant les coups.
• Égaliser différemment deux micros de la même source avec des filtres à phase minimale et ignorer l'annulation qui en découle.
• Comparer EQ actif et bypass à des loudness différentes.

Comment le vérifier

• Analyse de l'app : l'énergie par bande (Sub 20–60, Basses 60–120, Basses hautes 120–250, Bas-médiums 250–500, Médiums 500–2000, Haut-médiums 2000–4000, Présence 4000–8000, Air 8000–16 000, Ultra-aigus 16 000–20 000 Hz) et la courbe spectrale montrent l'effet de l'EQ sur le fichier ; compare avant et après et avec une référence. Pour les pistes corrélées, contrôle la Corrélation stéréo et la Chute en sommant en mono.
• Analyseur de l'EQ : FabFilter Pro-Q, Fruity Parametric EQ 2 montrent le spectre avant et après l'intervention.
• Balayage (sweep) : cloche étroite (Q 6–8) à +10 dB que l'on fait glisser pour repérer une résonance, puis transformée en coupe.
• Bypass à loudness égale : compense le gain de sortie avant de juger.