Résonances et masquage

Définition

Une résonance est la tendance d'un système (corps d'un instrument, pièce, filtre, haut-parleur) à amplifier l'énergie autour d'une fréquence propre f_0. La sélectivité s'exprime par le facteur de qualité Q = f_0 / Δf, où Δf est la largeur de bande à −3 dB. Une résonance à Q élevé est étroite et décroît lentement : la constante de temps de l'enveloppe est τ = Q / (π · f_0) et le temps de décroissance de 60 dB est T60 = 6,91 · τ. Dans les pièces fermées, les résonances principales sont les modes axiaux : f_n = n · c / (2L), avec c = 343 m/s et L dimension de la pièce.

Le masquage est le phénomène psychoacoustique par lequel un son (masquant) réduit ou annule l'audibilité d'un autre son (masqué).

• Masquage simultané (en fréquence) : il agit surtout à l'intérieur de la même bande critique ; la largeur de bande rectangulaire équivalente vaut ERB(f) = 24,7 · (4,37 · f / 1000 + 1) Hz, soit 35,5 Hz à 100 Hz, 132,6 Hz à 1 kHz, 456 Hz à 4 kHz. Le masquage s'étend davantage vers le haut que vers le bas (une basse fréquence forte masque les fréquences plus hautes) et cette extension croît avec le niveau du masquant.
• Masquage temporel : un son fort masque les sons faibles qui le suivent pendant 50–200 ms (post-masquage) et, dans une moindre mesure, ceux qui le précèdent de 5–20 ms (pré-masquage).
• Séparation spatiale : deux sources à des positions stéréo différentes se masquent moins que deux sources superposées au centre.

Paramètres et unités

• Fréquence de la résonance : Hz.
• Q : 4–30 pour les résonances d'instruments et de pièces ; les coupes correctives utilisent Q 4–12.
• Gain du pic résonant : 3–12 dB au-dessus de la courbe environnante.
• Bande critique : ERB en Hz ou échelle de Bark (24 bandes critiques entre 20 Hz et 15,5 kHz).
• Temps de masquage : pré 5–20 ms ; post 50–200 ms.

Zones typiques de résonance dans le mix :

Fonction musicale

Les résonances donnent du caractère à un instrument ; en excès, elles rendent le son boomy, nasal ou âpre et font ressortir certaines notes. Le masquage est la cause principale de la perte de définition dans le mix : basse et grosse caisse dans la même bande critique, guitares et voix entre 1 et 4 kHz, pads et chœurs dans les médiums. On le gère par l'EQ complémentaire (coupe sur l'instrument secondaire là où le principal a son identité), par l'EQ dynamique ou la compression en sidechain, par le panoramique, par le choix des octaves dans l'arrangement et par le contrôle des queues (réverbérations et delays qui masquent les attaques suivantes).

Exemple pratique

• Grosse caisse et basse : la fondamentale de la grosse caisse à 55 Hz et la note la1 de la basse (55 Hz) tombent dans la même bande critique (ERB à 55 Hz ≈ 30,6 Hz). Solution : EQ dynamique sur la basse, cloche à 55 Hz Q 2, range −4 dB, sidechain depuis la grosse caisse, release 80 ms ; la basse ne cède de la place que sur les coups.
• Ring de la caisse claire : résonance à 210 Hz avec Q 30 : τ = 30 / (π · 210) = 45 ms, T60 = 0,31 s. Un notch −6 dB à 210 Hz avec Q 8 en réduit la queue sans retirer de corps.
• Modes de la pièce d'écoute : dans une pièce longue de 4 m, le premier mode axial tombe à 42,9 Hz, les suivants à 85,8 et 128,6 Hz. À la position d'écoute, ces fréquences peuvent être exaltées ou annulées de 10 dB et plus : le jugement sur le sub doit être vérifié avec l'analyseur et au casque.

Erreurs courantes

• Éliminer toute résonance : l'instrument perd son identité et devient stérile.
• Évaluer le masquage en solo : il ne se manifeste qu'avec tous les instruments actifs.
• Remonter les deux instruments en conflit dans la même zone au lieu d'en couper un.
• Utiliser des coupes larges pour des résonances étroites : on retire aussi le son utile autour.
• Négliger le masquage temporel : les réverbérations et delays longs couvrent les attaques des notes suivantes.
• Corriger dans le mix des résonances de la pièce d'écoute qui n'existent pas dans le fichier.

Comment le vérifier

• Analyse de l'app (layering) : en comparant plusieurs fichiers, l'app indique pour chaque paire les Bandes en commun (masquage), c'est-à-dire les bandes où les deux layers ont leur énergie principale, les Bandes encombrées (3 layers forts ou plus) et les Bandes sans layer dominant. Les bandes en commun demandent une EQ complémentaire, du sidechain ou une autre octave.
• Énergie par bande : compare dans l'app la même bande dans deux pistes qui se masquent.
• Balayage avec l'EQ : cloche étroite (Q 6–8) à +10 dB que l'on fait glisser pour repérer les résonances ; analyseur avec peak hold et FFT ≥ 8192.
• Test de mute : coupe tour à tour l'instrument soupçonné de masquer et vérifie de combien la définition de l'autre s'améliore.