1) Introduction
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Jusqu'à maintenant, nous avons vu qu’il était possible de compresser une dynamique au moyen d’un compresseur qui agissait avec les paramètres suivants : Le seuil, le ratio, l’attaque et le relâchement. Nous allons maintenant voir une autre manière de travailler sur la dynamique qui est celle de l’expansion. En effet le but de l'expanseur n'est pas de réduire la dynamique mais de l'étendre. L’expanseur va agir avec les mêmes paramètres que le compresseur mais le fonctionnement sera différent. Il est donc indispensable de redéfinir les paramètres de manière précise dans le cas d’un expanseur.
La base de tout, c’est le VCA (Voltage Control Amplifier). Il s’agit d’un ampli qui est commandé en tension. Le signal entre parallèlement dans le circuit de détection et dans le VCA et c'est le VCA qui module l'amplitude du signal en fonction des paramètres de détection choisis.

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Remarque importante:
Les paramètres suivants sont expliqués pour le cas d'un expanseur vers le bas, c'est à dire qu'on travaille en dessous d'un certain seuil. L'expansion vers le haut existe également et est expliquée plus tard.

PARAMETRES :
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-Le seuil :
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Il s’agit de la limite (en dB) en dessous de laquelle l’expansion va travailler.

-Le ratio ou la pente :
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C’est le paramètre qui définit comme son nom l’indique la pente, l'intensité de l'expansion. Il se présente sous la forme d’un rapport qui sera ici l’inverse du rapport d’un compresseur (ex : 1/2 au lieu de 2/1 comme avec le compresseur). Il faut bien comprendre ce principe : en dessous du seuil, l'amplitude du signal est diminuée selon la pente choisie.
Par exemple si le seuil est fixé à -20 dB FS et que le ratio est de 1:2, si le signal entre à -24 dB, donc 4 dB en dessous du seuil, il sortira à 2x4 = 8 dB en dessous du seuil, donc à -28 dB.

-L’attaque :
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Tout comme pour l'attaque des compresseurs-limiteurs, selon les auteurs et les constructeurs, les définitions diffèrent quant aux valeurs de niveaux et de temps.
Pratiquement, on peut dire qu'il s’agit du temps nécessaire pour passer d'un gain d'expansion X à un gain supérieur Y en fonction des divers paramètres d'expansion choisis. Si le signal varie mais reste en dessous du seuil, Y ne sera pas le gain unitaire, évidemment.

Exemple: seuil -20dBu. Pente 1:2. Un signal entré à -30dBu va ressortir 20 dB plus bas donc à - 50dBu. Si le signal d'entrée passe subitement à -25dBu, donc toujours en dessous du seuil, il ne va plus ressortir que 10 dB plus bas donc à -35dBu. MAIS ce passage en sortie de -50 à -35dBu va aussi s'opérer en un certain temps, fonction aussi du paramétrage du temps d'attaque. Donc, la définition qui dit que l'attaque est le temps nécessaire pour passer du gain d'expansion vers le gain unitaire, donc au dessus du seuil, n'est vraie que pour le gate dont le gain d'expansion est -infini

Le release ou le relâchement :
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Tout comme pour le relâchement des compresseurs-limiteurs, selon les auteurs et les constructeurs, les définitions diffèrent quant aux valeurs de niveaux et de temps. Une définition, par exemple, pourrait être: c'est le temps TR12 nécessaire à l'expanseur pour perdre 12 dB de gain. Pratiquement, on peut dire qu'il s’agit du temps nécessaire à l’expanseur pour passer d'un gain Y à un gain inférieur X en fonction des divers paramètres d'expansion choisis. Si le signal varie, mais en dessous du seuil, Y ne sera pas le gain unitaire, évidemment.

Exemple: seuil -20dBu. Pente 1:2. Un signal entré à -25dBu va ressortir 10 dB plus bas donc à -35dBu. Si le signal d'entrée passe subitement à -30dBu, donc plus encore en dessous du seuil, il va ressortir 20 dB plus bas donc à -50dBu. MAIS ce passage en sortie de -35 à -50dBu va aussi s'opérer en un certain temps, fonction aussi du paramétrage du temps de relâchement. Donc, la définition qui dit que le relâchement est le temps nécessaire pour passer du gain unitaire au gain d'expansion n'est valable que pour le gate dont le gain d'expansion est -infini .

-Le Hold :
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Attention, à ne pas confondre avec le release, il s’agit ici du temps de maintien du gain d'expansion avant d'entamer la phase de relâchement. Exemple : voir partie sur le gate.

2) L'expansion vers le bas
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Nous avons ici un exemple d’expansion vers le bas avec une pente de 1/6. Comme on peut le remarquer l’expansion va agir en dessous du seuil contrairement à ce que nous avions pu voir avec compresseur.
Comme expliqué précédemment, quand on va rentrer un signal de 5dB en dessous du seuil, celui-ci ressortira 30dB en dessous du seuil car c’est une pente 1/6 (6x5). Par contre, tout ce qui reste au dessus du seuil restera inchangé, il s’agit d’une pente 1/1.

Tout comme les compresseurs, il existe une grande différence entre les expanseurs analogiques et numériques. On aura tendance à plus exagérer les réglages d'un expanseur analogique par rapport à un numérique. De plus les réglages d'un analogique sont moins nets. Notre exemple sonore en témoigne.

La plupart des expanseurs vers le bas sont équipés d'un réglage de RANGE. Le Range est la profondeur d’action de l’expanseur. C'est-à-dire qu'il va fixer le niveau en dessous duquel l’appareil n'étend plus la dynamique du signal.
En d’autres mots, il s’agit du seuil qui permet de revenir à une pente de 1:1 tant que le signal est en dessous de ce seuil. Mais malgré qu'on soit à une pente 1:1, le signal ne sort pas à son niveau original ! Si le signal passe en dessous du seuil, il sera expansé vers le bas avec la pente choisie.

Par contre, en ce qui concerne les signaux situés en dessous du range, il seront juste diminués d'un certain niveau mais la pente sera de 1:1. Le niveau est diminué en fonction du seuil, de la pente et du range choisis.

Le Gate :
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Le gate est une application très courante de l'expanseur vers le bas. Comme son nom l’indique, il s’agit d’une porte de bruit. Il agit un peu comme un interrupteur automatique qui coupe le signal dès qu’il se trouve en dessous du seuil imposé. La pente d’un gate vaut donc 1 : infini. Il n’y a donc plus de niveau en dessous du seuil mais le signal reste inchangé au dessus du seuil.

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On l’utilise énormément en musique, par exemple pour isoler les différents fûts d'une batterie. Si le micro d'un tom prend trop de grosse caisse, caisse claire ou autre, on peut appliquer un noise gate avec un seuil entre le niveau du tom et le niveau du reste.
De cette manière le reste sera inaudible. Toutefois, si le tom est mal enregistré, ce seuil est parfois introuvable et on risque soit de tronquer la résonance du tom soit de laisser passer certains passages du reste de la batterie.
A noter également que quand la porte s'ouvre, elle s'ouvre pour tout donc si le batteur joue un coup de caisse claire en même temps que ce fameux tom, il sera audible.

Le problème majeur du gate est le fait qu'il soit brutal. C'est tout ou rien. Il n'est pas rare d'entendre une note coupée avant la fin de sa décroissance, ou que le gate intervienne après la fin de celle-ci et attire l’attention sur le bruit de fond en le supprimant brusquement.

Exemple :
Buffalo Soldier de Bob Marley http://www.youtube.com/watch?v=5pzOx-Zzh2k (dans l'intro du morceau) la résonance de la caisse claire est complètement tronquée, sans doute le seuil a-t-il été impossible à trouver. Le release pourrait être également plus long...

Autre exemple : Galosine de Paatos : http://www.youtube.com/watch?v=iCBDpwuaSzw (aux environs de 22 sec), on entend également une coupure nette dans la piste violon. Elle est soit due au même problème que celui cité précédemment, soit due à un punch in raté.

Applications de l’expanseur vers le bas
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-Redonner de la dynamique :

Lors d’un mastering par exemple, il est possible de « redonner » de la dynamique à un mix surcompressé. On diminue ainsi le niveau subjectif d’un titre sans atténuer son niveau de crête, de façon à ce qu’il puisse cohabiter avec d’autres morceaux traités de façon moins agressive (Il faut quand même qu'il subsiste un peu de dynamique).

-Atténuer le bruit de fond :

L’expanseur peut être utilisé au mixage pour atténuer les éventuels bruits de fond sur des prises. Par exemple, pour réduire une ambiance gênante sous une interview, on règle le seuil pour que seule la parole fasse passer l’expanseur à son gain unitaire.
Dans les blancs, l’expanseur réduit son gain selon la pente et l’atténuation choisie.
Ce système peut présenter certaines limites. On peut aussi mettre en oeuvre un « noise gate » qui amènera une action bien plus franche et perceptible lors des blancs.

Remarques :
Certaines machines proposent un réglage de Mask. Il a pour fonction d’empêcher l'ouverture de l'expanseur durant un certain temps même si un signal supérieur au seuil est apparu durant cette période.
Certaines machines proposent également un réglage différent de seuil d'ouverture et de seuil de fermeture. C'est l'hystérésis.
En pratique, on l'utilise en choisissant un seuil de fermeture plus bas que le seuil d'ouverture. De cette manière on peut imaginer que l'expanseur s'ouvre à l'attaque du piano et se ferme à la fin de la résonance de celui ci (l'attaque ayant un niveau plus élevé que la résonance).

Certaines machines proposent un réglage de release linéaire ou logarithmique. C'est-à-dire qu'il peut soit décroître de la même façon tout au long de sa course soit peu au début et beaucoup à la fin (imaginez une courbe logarithmique). Certaines personnes trouvent un release logarithmique plus agréable et moins sec, tranchant.

Autre Exemple d'application concrète :
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Imaginons que l'attaque d'une caisse claire soit satisfaisante... Seulement, la résonance n'est pas pertinente dans le mix. Alors nous allons utiliser l'expansion vers le bas.
De ce fait, toute la dynamique AU DESSUS du seuil reste inchangée mais ce qui est en dessous est modifié : ce qui va moins fort ira d'avantage moins fort!
Une résonance qui décroît par exemple, décroîtra d'autant plus vite! Grâce à cela, nous garderons une attaque fidèle (la dynamique n'est pas entachée) et la résonance est « raccourcie ».
Dans un cas extrême nous pourrions utiliser le Gate qui couperait totalement la résonance, après un certain temps donné une fois le signal repassé SOUS le seuil!

3) Expansion vers le haut
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Principe : Même idée que l'expanseur vers le bas mais le VCA (amplificateur commandé en tension) est câblé de façon à ce qu'une augmentation de la tension de commande provoque, au-dessus d'un certain seuil un accroissement du gain du VCA proportionnel au rapport d'expansion choisi (ratio).

Le schéma-bloc d'un expanseur vers le haut est le même que celui d'un compresseur. D'ailleurs on trouve des compresseurs faisant également expanseur vers le haut.
On trouve un réglage du niveau de sortie sur tous les bons expanseurs vers le haut, car ici, contrairement à l'expanseur vers le bas, ce réglage trouve son utilité : limiter le niveau de sortie et permettre de ne pas saturer l'entrée de l'étage suivant car le niveau de sortie est augmenté.
Contrairement au compresseur où le réglage du gain de sortie est généralement monté au-delà de 0dB, ici il est baissé.

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Ici on fixe le seuil à -10 dBu, si on prend par exemple un ratio de 1:2, tout signal passant au dessus du seuil sera augmenté d'un rapport 1 à 2. donc si par exemple mon signal d'entrée est à 0 dBu donc 10 dB au dessus du seuil, le signal de sortie se situera à 10x2 donc 20 dB au dessus du seuil, donc à 10 dBu.

Il est moins utilisé que l'expanseur vers le bas. Son but est nullement d'ordre pratique (contrairement au gate et autres, qui sont des applications de l'expanseur vers le bas). Son but est d'ordre esthétique.
Par exemple, accentuer les coups forts d'un jeu de charleston en plaçant le seuil entre les coups forts et les coups faibles. Mais c'est assez dur à appliquer dans la pratique car si on règle le seuil pour accentuer les coups forts d'un passage calme, ce seuil ne sera plus bon lors d'un passage plus fort. Il faut donc un batteur ayant une dynamique régulière tout au long de la chanson.

Au niveau pratique, la raison de choisir d'utiliser plutôt un expanseur vers le haut ou plutôt un expanseur vers le bas dans telle ou telle situation est parfois floue.
Par exemple si on veut faire ressortir les coups forts de caisse claire de quelques dB sur un mix général (il faut qu'ils soient déjà un peu plus forts à la base), on peut soit appliquer la technique expliquée juste avant (donc de l'expansion vers le haut), soit, en gardant le même seuil, placer un gate avec un range de par exemple -3 dB et remonter le tout de 3 dB par après.
La seule différence est qu'avec cette méthode, on n'augmente aucunement la dynamique au dessus du seuil. Donc si on veut en plus étendre la dynamique au dessus du seuil, la première méthode est préférable.

4) Expanseurs à double seuil
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Certains expanseurs combinent expansion vers le haut et vers le bas : on a 2 seuils réglables, un à partir duquel a lieu une expansion vers le haut et un à partir duquel a lieu une expansion vers le bas.

Exemple d'utilisation :
pour une caisse claire BIEN ENREGISTREE A LA BASE, on veut diminuer les sons de la batterie captés par le micro de caisse claire en dessous du seuil le plus bas, ne pas toucher à la résonance qu'on situerait entre les deux seuils, et augmenter l'attaque située au dessus du seuil le plus haut. Mais il faut une nouvelle fois que la prise et le batteur soient bons... De plus on peut très bien le faire en mettant un expanseur vers le bas et un expanseur vers le haut en série.

5) Expansion commandée
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On débouche sur une quasi infinité de possibilités. Pour rappel, tout comme pour la compression commandée, c'est bien le signal en key (entrée auxiliaire) qui commande la modulation du signal modulé. Le signal modulé est relié directement au VCA (subira des variations d'amplitude dans le temps) alors que le signal modulant passe par le circuit de détection et commande ce VCA. Une utilisation assez répandue est celle de l'expansion commandée en fréquence.

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Exemple avec la grosse caisse : le micro, placé près de la peau d'attaque reprend presque autant de timbre de la caisse claire. On envoie donc le signal du micro de grosse caisse en tant que modulé et on l'envoie également dans un filtre passe-bas drastique. Ce signal filtré sera celui de commande.

Le principe est le suivant : quand l'expanseur reçoit un coup de grosse caisse, le grave est suffisant pour ouvrir la porte et laisser passer le signal modulant à un rapport de 1:1. Par contre à chaque coup de caisse claire le grave est beaucoup moins présent et sera expansé vers le bas (ne passera pas le seuil car son énergie dans les basses fréquences est moindre par rapport à celle du kick). Mais si les 2 fûts sont joués ensemble, on entendra la caisse claire comme d'habitude !!! L'expansion modulée est très utile pour une séparation des sources plus précise.

Autre exemple : Prenons le cas du charley :
Ici, originellement, il y a trop de repisse de l'ensemble de la batterie. Nous voulons alors la limiter en appliquant l'expansion vers le haut (nous verrons pourquoi quelques lignes plus loin).
Or, le charley étant à un niveau proche du reste, il nous est difficile de trouver un seuil adéquat.

Nous allons donc commander ce seuil, et ce, sur base d'un signal « source » mais filtré. Nous allons le filtrer de telle sorte que ce soit le contenu fréquentiel du charley qui soit en avant plan. Comme ça, à chaque fois que cette partie du spectre riche en charley dépasse le seuil, le VCA entre en action.

Le fait d'expanser vers le haut va permettre de faire ressortir l'effet des accents (et n'aura donc pas d'influence sur ce qui se trouve sous le seuil). Les accents étant relevés, le niveau général peut être baissé. Nous arrivons donc à un résultat où les accents sont marqués entre eux et où la repisse est fortement minimisée...

Encore un exemple : prenons le cas d'une caisse claire :
Il arrive souvent de placer un micro sur la peau de frappe et un micro sous le timbre. (Commençons par mettre ce dernier en opposition de phase, il prend une dépression quand le micro de frappe prend une pression).

Le but est que dans le micro timbre, on entende uniquement le timbre lors d'une frappe. Or il arrive souvent que celui-ci entre en résonance avec d'autres éléments puissants tel le kick. Pour ce faire, nous allons placer un Gate sur le circuit du timbre. Le VCA de ce Gate sera commandé par le micro de frappe.

Quand cette frappe dépassera le seuil voulu, elle ouvrira le Gate. Le timbre se laissera donc écouter... On peut également contrôler la résonance du timbre grâce au release. Extrait : d'abord sans traitement puis avec traitement (on entend bien le timbre qui disparait à chaque coup de grosse caisse)

Application d'une ligne à retard dans l'entrée principale, donc modulée.

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Le principe est de permettre une expansion anticipée : exemple : sur une piste de voix, on veut éliminer les bruits parasites (retours casques, sons parasites dans la pièce,...) mais parfois, en réglant un seuil de manière à atténuer ces bruits, on perd le début de certaines consones (l, s, v, et autres entrées vocales aux attaques faibles) car même avec le réglage d'attaque le plus court possible, l'expanseur réagit trop tard.

Ce problème peut être résolu en appliquant une ligne à retard bien réglée sur l'entrée modulée : le signal modulé est retardé et le signal modulant arrive un peu à l'avance ce qui fait que la porte s'ouvre à temps.

L'expansion commandée est aussi beaucoup utilisée à des fins d'esthétique musicale, par exemple faire varier la dynamique d'une nappe de synthétiseur en fonction d'un beat,... La musique dubstep en est un bel exemple. Les possibilités sont très nombreuses et il suffit d'un peu d'imagination!

La reverb gate
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Application esthétique de l'expansion commandée très courante dans les années 80. On rentre le signal sec en key donc comme signal de commande et c'est le signal réverbéré qui rentre dans l'entrée principale. Le but est de placer le gate après le processeur de reverb. Le VCA de ce gate sera commandé par le signal brut.

Pour reprendre l'exemple de la caisse claire, à chaque coup, le gate s'ouvrira et laissera passer la reverb, pour ensuite se refermer sur base des paramètres temporels CHOISIS! Elle ne sera donc pas du tout aléatoire. (Contrairement aux algorithmes de « reverbGate » où on ne maitrise pas vraiment cette fermeture). Nous avons donc tout le pouvoir sur le type de fermeture, notamment par le réglage du hold et du release.

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6) Exemples d'expanseurs
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Le DS 201 et le DS 404 datent déjà d’une quinzaine d’années mais ils ont leur place dans tous les racks du monde. Ils possèdent de nombreuses fonctions telles que filtres passe-haut et filtres passe- bas permettant d’appliquer le gate à une fréquence déterminée. On retrouve également un contrôle de l’enveloppe (Attack, Hold, Decay et Range). Ils possèdent aussi la fonction sidechain. Peuvent être utilisés pour " Gating " et " Ducking ".

Klark Technic : Très grande marque de processeur de studio. Les DN 514 et DN 510 sont devenus des classiques et grands standards. Ce fabricant anglais s’est rapidement imposé dans les années 90 avec les meilleurs égaliseurs du marché et ses processeurs dynamiques ne restent pas en arrière.

Au niveau des plugins, il existe quelques références, notamment ceux de chez Drawmer, SSL, le Sonalksis SV-719 (mais le réglage de hold est de 15 ms minimum et il n'est pas possible de l'enlever). Le plugin « compander » de la O2R permet à la fois une compression et une expansion

Hmm, bien tous ces petits dossiers, je m'y connais déjà pas mal (je pratique, je fais des erreurs, je corrige), mais un peu de lecture ne fait pas de mal, je vais lire tout ça

C'est toi qui écris ou tu chopes ça un peu partout ?

Ce sont des exposés faits par mes petits camarades de classe et qui servent de matière pour l'examen (que je repasse jeudi )

J'ai donc résumé légèrement la chose et je vous fait profiter de mes résumés

Mais non je n'ai pas tapé tout ça. J'ai juste repris certaines phrases pour les rendre un peu plus compréhensibles, la majorité c'est du copié/collé.

Mon exposé à moi porte sur les lignes à retard modulées (flanger, phaser, chorus, etc.) qui peut sans doute intéresser pas mal de monde ici.
Mais malheureusement le prof ne questionne pas sur l'exposé que l'on a fait soi-même donc j'ai pas trop le temps d'en faire un résumé là.

Après les examens peut-être

En tout cas, c'est très sympa de ta part !

En ce qui me concerne, il est vrai que j'aimerais bien en apprendre plus sur l'effet chorus (sûrement mon préféré, que j'expérimente le plus).

Bon courage pour l'exam

J'ai réussi mon exam, j'ai eu une question sur l'expansion

Tu m'étonnes que tu l'aies eu alors

Ah, encore un dossier de Mr IngenieurDuSon : => Favoris