La synthèse FM est l'architecte sonore de certains des morceaux les plus emblématiques des années 80 et 90. À bien des égards, elle a révolutionné la production musicale grâce à ses sons distinctifs et éclectiques.

Du bourdonnement électrique des lignes de basse distordues au chatoiement cristallin des cloches numériques, la synthèse FM a jeté les bases d'une nouvelle vague de musique. Cependant, pour de nombreux producteurs en herbe, la synthèse FM peut sembler complexe et écrasante, surtout lorsqu'on commence à s'enfoncer dans le réseau complexe des modulateurs et des porteuses.

Dans cet article, nous allons démystifier la synthèse FM, décomposer ses composants et explorer quelques options différentes de synthétiseurs matériels et logiciels que vous pouvez ajouter à votre arsenal dès aujourd'hui.

Qu'est-ce que la synthèse FM ?

La synthèse FM est l'abréviation de synthèse par modulation de fréquence.

À la base, elle implique la modulation de la fréquence d'une forme d'onde (la porteuse) par la fréquence d'une autre forme d'onde (le modulateur), créant ainsi des sons harmoniques et inharmoniques complexes qui sont à la fois riches et dynamiques. L'interaction entre la porteuse et le modulateur peut produire une vaste gamme de timbres, allant d'instruments aux sonorités naturelles à des sons numériques entièrement nouveaux, difficiles à catégoriser.

Le processus commence par la porteuse, une forme d'onde simple telle qu'une onde sinusoïdale de base, qui en elle-même semble pure et sans prétention. Le modulateur, une autre forme d'onde, modifie ensuite la fréquence de la porteuse, en introduisant de nouvelles fréquences appelées bandes latérales. La fréquence et l'amplitude du modulateur déterminent le caractère et l'intensité du son obtenu. En ajustant ces paramètres, ainsi que l'indice de modulation, vous pouvez générer un large spectre de textures sonores.

Ce qui rend la synthèse FM particulièrement puissante, c'est sa capacité à créer des sons complexes en utilisant des quantités relativement faibles de puissance de calcul. C'est l'une des raisons pour lesquelles elle était si populaire dans les synthétiseurs numériques des années 1980. Malgré sa complexité technique, vous pouvez ouvrir un monde de possibilités en matière de conception sonore lorsque vous comprenez son flux de travail de base.

Les composantes de la synthèse FM

Pour saisir pleinement la magie de la synthèse FM, il faut d'abord comprendre ses principaux composants, dont chacun joue un rôle distinct dans la formation du son final. Des opérateurs qui constituent les éléments de base des sons FM à la danse entre la porteuse et les modulateurs, plusieurs éléments s'associent pour créer les sons pour lesquels la synthèse FM est connue. Plongeons plus profondément dans chacun d'entre eux !

Opérateurs

Les opérateurs FM sont les composants fondamentaux de la génération de sons dans la synthèse FM. Ils fonctionnent essentiellement comme des oscillateurs analogiques individuels. Chaque opérateur FM peut agir soit comme une porteuse, produisant un son audible, soit comme un modulateur, influençant la fréquence et, par conséquent, le timbre du signal de la porteuse.

Les opérateurs génèrent des formes d'ondes de base - comme les ondes sinusoïdales - qui peuvent ensuite être modulées pour créer des sons plus complexes. Cependant, la véritable puissance de la synthèse FM réside dans la manière dont ces opérateurs sont interconnectés et modulés. Vous avez ainsi accès à une vaste gamme de sons.

Porteurs et modulateurs

Les "porteurs" et les "modulateurs" font référence aux rôles que les opérateurs peuvent jouer dans le processus de synthèse.

Les porteuses sont les opérateurs qui produisent le son réel que vous entendez, qui sert de signal audio fondamental, tandis que les modulateurs ne produisent pas de son directement audible par l'auditeur. En revanche, ils influencent ou "modulent" la fréquence de la porteuse, modifiant ainsi son contenu harmonique et son timbre.

C'est l'interaction entre ces deux éléments qui génère les sons complexes de la synthèse FM. Lorsque vous faites varier la fréquence, l'amplitude et l'indice de modulation des modulateurs, vous pouvez créer toutes sortes d'effets, allant d'un vibrato subtil à des changements spectaculaires dans la structure harmonique du son.

Algorithmes

J'aime à considérer les algorithmes FM comme les plans qui dictent la manière dont les opérateurs sont interconnectés. Chaque algorithme représente une configuration d'opérateur spécifique, déterminant les voies par lesquelles ils s'influencent mutuellement.

Essentiellement, les algorithmes définissent la structure de modulation, en indiquant les opérateurs qui modulent les autres et l'ordre dans lequel les interactions se produisent. Ce cadre structurel est essentiel, car il a un impact direct sur les possibilités timbrales. Différents algorithmes peuvent produire des résultats très différents en utilisant différents styles d'acheminement de la modulation, même avec le même ensemble d'opérateurs.

Générateurs d'enveloppes

Ensuite, nous avons les générateurs d'enveloppe, qui sont là pour façonner le contour dynamique d'un son dans le temps. Ils déterminent la façon dont l'amplitude des porteurs et des modulateurs change entre le moment où une note est déclenchée et celui où elle se termine, ce qui influence l'expression globale et le mouvement du son.

Les générateurs d'enveloppe utilisent généralement les paramètres ADSR - Attack, Decay, Sustain et Release - pour un contrôle précis de la vitesse à laquelle un son atteint son volume maximal (Attack), de la façon dont il diminue jusqu'au niveau Sustain et, enfin, de la façon dont il s'éteint (Release).

En utilisant des générateurs d'enveloppe en synthèse FM, nous pouvons non seulement sculpter l'enveloppe de volume du son, mais aussi modifier considérablement les caractéristiques timbrales pendant toute la durée de ce son.

Ratios

La relation entre les fréquences du signal porteur et du signal modulateur est définie par un rapport de fréquence, et c'est ce rapport qui détermine la nature harmonique ou inharmonique du son produit.

Lorsque le rapport est constitué de nombres entiers (tels que 1:1, 2:1, 3:2), on obtient des sons harmoniques et musicalement consonants, qui ressemblent souvent à des instruments de musique traditionnels. Il s'agit de sons dont les fréquences des harmoniques produites sont des multiples entiers d'une fréquence fondamentale.

En revanche, lorsque le rapport implique des relations non entières (telles que 1,5:1, 2,7:1), le résultat est inharmonique et souvent plus percussif ou en forme de cloche, ce qui est musicalement dissonant. Ces sons inharmoniques n'ont pas d'harmoniques qui sont des multiples entiers d'une fréquence fondamentale, ce qui explique pourquoi vous obtenez souvent des tonalités plus complexes ou des sons FM métalliques.

Retour d'information

La rétroaction se produit lorsque la sortie d'un opérateur (essentiellement un générateur d'ondes sinusoïdales dans ce contexte) est renvoyée vers elle-même. Ce processus crée une forme d'onde plus complexe, introduisant des harmoniques ou des harmoniques supplémentaires pour enrichir la texture du son.

Il convient de noter que la rétroaction est le plus souvent appliquée à un modulateur. Lorsqu'un opérateur module sa propre fréquence par rétroaction, il modifie la forme de son onde, passant d'une simple onde sinusoïdale à une forme plus complexe. Cette complexité ajoute un contenu harmonique ou inharmonique au son, en fonction de la quantité de feedback appliquée.

Par conséquent, vous pouvez obtenir un éventail de timbres complexes, des leads épais aux basses agressives et distordues. Il s'agit également d'un outil idéal pour les concepteurs sonores qui souhaitent créer des sons évolutifs.

Brève histoire de la synthèse FM

La synthèse FM doit une grande partie de son développement et de sa popularisation aux travaux de John Chowning. À la fin des années 1960, Chowning, compositeur et chercheur à l'université de Stanford, a commencé à explorer le potentiel de la synthèse FM comme moyen de créer des sons complexes.

Sa découverte révolutionnaire, à savoir que la modulation de la fréquence d'une forme d'onde avec une autre pouvait produire un large spectre de sons harmoniques et inharmoniques, a jeté les bases de la synthèse FM. Cette méthode n'était pas seulement innovante, elle était aussi très efficace, ce qui la rendait adaptée à la mise en œuvre numérique. Les travaux de Chowning ont finalement conduit l'université de Stanford à accorder une licence à Yamaha pour cette technologie, ce qui a marqué le début de l'aventure commerciale de la synthèse FM.

Le Yamaha GS-1 a été lancé en 1980 et a été le premier synthétiseur FM commercial à se frayer un chemin dans l'industrie musicale. Cependant, en raison de sa taille, de sa complexité et de son coût, le GS-1 n'était accessible qu'à une poignée de musiciens et de studios.

Cette exclusivité a changé avec l'introduction du Yamaha DX7 en 1983. Le DX7 utilisait les principes de synthèse FM de Chowning, mais il était révolutionnaire en termes de capacités sonores, de prix et de portabilité. Ses sons étaient incroyablement distincts, offrant ce timbre brillant, riche et numérique qui était un élément essentiel de la musique des années 1980, en particulier de la pop et du rock.

À bien des égards, l'introduction de ce synthétiseur FM a marqué un changement important dans le paysage de la production musicale, en encourageant l'adoption de synthétiseurs numériques.

Bien entendu, l'héritage de la synthèse FM ne s'est pas arrêté au matériel.

Avec le passage à l'ère numérique, la synthèse FM a trouvé une nouvelle vie sous la forme de plugins VST (Virtual Studio Technology). Ces synthétiseurs logiciels émulent le son et les fonctionnalités des synthétiseurs FM traditionnels tout en offrant une flexibilité et une intégration accrues dans les logiciels d'enregistrement.

Aujourd'hui, les synthétiseurs FM continuent d'évoluer, offrant aux musiciens et aux producteurs une boîte à outils de plus en plus riche pour la création sonore.

Synthétiseurs FM matériels

Les synthétiseurs FM matériels ont fait fureur dans les années 1980, et certains modèles sont devenus des synthétiseurs FM classiques qui sont encore très utilisés aujourd'hui. Jetons un coup d'œil à quelques-unes des pièces les plus emblématiques de l'équipement FM.

Yamaha DX7

Comme nous l'avons déjà évoqué, le Yamaha DX7 est en quelque sorte une figure monumentale de la synthèse FM. À bien des égards, c'est ce synthé FM qui a annoncé l'adoption généralisée de la synthèse par modulation de fréquence dans la production musicale.

Le DX7 est arrivé sur le marché en 1983 et a transformé le paysage grâce à sa clarté, ses harmoniques complexes et ses possibilités sonores infinies. Les musiciens l'ont adoré pour sa palette inimaginable de sons, notamment les pianos électriques et les basses qui ont défini le son pop des années 80. Aujourd'hui, nous pouvons encore entendre ces pads rêveurs et ces leads percutants dans la musique synthwave.

La vraie beauté du DX7, cependant, était son interface, qui comportait un nombre modeste de boutons et un seul curseur de données. Cette interface s'éloignait des synthés analogiques à boutons de l'époque et incitait les musiciens à explorer de nouvelles voies en matière de conception sonore. Malgré sa courbe d'apprentissage, le DX7 restait un synthé relativement efficace. Grâce à sa programmation approfondie, il offrait une créativité inégalée à l'époque.

Aujourd'hui encore, c'est l'un des synthés classiques les plus durables et les plus fiables, ce qui explique qu'il soit devenu un incontournable dans les studios et sur les scènes du monde entier.

Elektron Digitone

Les créateurs de l'Elektron Digitone ont apporté une touche de modernité à la synthèse FM traditionnelle, en associant la complexité de la génération de sons numériques au flux de travail intuitif qui a fait la renommée d'Elektron.

Sorti à la fin des années 2010, ce synthétiseur FM numérique compact a réimaginé la synthèse FM, la rendant plus accessible et plus expressive musicalement que jamais. Contrairement à de nombreux autres synthétiseurs FM, il a été conçu avec une interface élégante et conviviale et une construction robuste. La première fois que j'ai joué avec, j'ai été surpris de constater à quel point il était facile de composer différents sons sans la courbe d'apprentissage abrupte souvent associée à la synthèse FM.

A la base, le Digitone dispose d'un puissant moteur FM à 4 opérateurs, complété par le séquenceur pas à pas caractéristique d'Elektron, permettant aux utilisateurs de composer des motifs et des séquences rythmiques complexes. Il adopte une approche plus innovante de la synthèse FM en simplifiant la matrice de modulation et en offrant un contrôle pratique sur le façonnage du son.

L'intégration de filtres multimodes et d'effets permet d'obtenir une chaleur et une profondeur agréables qui font contrepoids à la précision potentiellement froide des sons FM numériques.

Outre le fait qu'il brille en tant qu'instrument autonome, ses capacités MIDI et Overbridge lui permettent de s'intégrer parfaitement à n'importe quelle configuration, comblant ainsi le fossé entre les environnements de production musicale matériels et logiciels.

Korg Opsix

L'Opsix de Korg a représenté un énorme pas en avant dans l'évolution de la synthèse par modulation de fréquence. Il associait la profondeur et la polyvalence de la génération traditionnelle de sons FM à un niveau d'accessibilité et de contrôle pratique qui n'était pas typiquement associé aux synthétiseurs FM.

Présenté en 2020, au milieu d'un monde qui semblait s'effondrer, l'Opsix a été une lumière pour la synthèse FM et les fans de synthétiseurs matériels en général. Il a rendu la synthèse FM numérique plus accessible à un large éventail d'utilisateurs, sans sacrifier la complexité sonore qui la rend si célèbre.

L'une des caractéristiques les plus remarquables de l'Opsix est son interface innovante, qui comprend un écran OLED détaillé et un ensemble de boutons et de curseurs qui offrent un contrôle tactile immédiat sur les paramètres. J'adore les synthétiseurs tactiles faciles à utiliser, car ils rendent le réglage de timbres complexes beaucoup plus intuitif.

Au-delà de la FM traditionnelle, l'Opsix élargit sa palette avec une approche hybride qui incorpore la mise en forme des ondes, le filtrage et les effets. Vous pouvez créer un spectre de sons beaucoup plus large, des cloches cristallines aux pads évolutifs.

L'Opsix brille également par sa capacité à aller au-delà des configurations classiques à 4 ou 6 opérateurs, en proposant un mode FM "modifié" qui introduit de nouveaux modes d'opérateurs et de nouvelles options de modulation. Son séquenceur polyphonique, son séquenceur de mouvement et son arpégiateur en font un outil puissant pour la production en studio et les concerts.

Synthétiseurs FM logiciels

Les logiciels dominent le marché de la production musicale de nos jours, et grâce aux nombreuses grandes marques et aux développeurs, il existe un large choix de synthétiseurs FM logiciels.

Native Instruments FM8

Le FM8 de Native Instruments est devenu une sorte de titan dans le paysage des synthétiseurs FM logiciels. Depuis son introduction sous le nom de FM7 en 2002, il est réputé pour sa profondeur et sa flexibilité sophistiquées.

Construit sur le riche héritage de la synthèse FM, FM8, qui a bientôt 18 ans, offre une touche relativement moderne avec une interface conviviale et des possibilités sonores infinies. Il combine habilement les textures complexes et riches en harmoniques caractéristiques de la synthèse FM avec un design contemporain qui rationalise le processus de programmation, le rendant accessible à tous les types d'utilisateurs.

C'est l'un des premiers synthétiseurs logiciels que j'ai eu entre les mains et je l'utilise encore aujourd'hui.

Au cœur du FM8 se trouve son puissant moteur sonore, qui est plus que capable de produire tout, des sons de cloche chauds et classiques rappelant les synthés FM vintage aux textures et leads de pointe qui repoussent les limites de la synthèse numérique.

L'affichage matriciel peut sembler un peu dépassé à ce stade, mais grâce à la vaste bibliothèque de préréglages, vous disposez toujours d'un bon point de départ pour commencer à explorer.

Ondes Flux Mouvement

Waves Flow Motion est peut-être l'un de mes synthés logiciels préférés de ces dix dernières années. Il y a quelque chose dans le son FM qui est difficile à trouver ailleurs.

Il allie admirablement les techniques de synthèse FM traditionnelles à une interface visuellement attrayante et très intuitive. L'une des façons dont Waves a pu distinguer ce synthé a été d'offrir aux utilisateurs une expérience immédiate et pratique. Si vous ne voyez pas déjà le thème de cet article, la synthèse FM peut souvent sembler complexe et inaccessible, c'est pourquoi je suis un grand fan des logiciels qui simplifient le processus.

L'interface graphique innovante facilite la création, la connexion et la manipulation des sons FM, et permet de voir les différents composants de ces sons évoluer en temps réel grâce à un retour d'information visuel dynamique.

Grâce à ses nombreux préréglages, Flow Motion vous permet de trouver rapidement le son qui vous vient à l'esprit. Vous disposez de quatre oscillateurs FM flexibles, d'une matrice de modulation polyvalente et d'un ensemble d'effets intégrés, offrant une inspiration sans fin, quel que soit le type de musique que vous produisez.

Je n'avais jamais vraiment considéré Waves comme un concepteur d'instruments VST, et à bien des égards, Flow Motion a changé tout cela pour moi.

Arturia DX7 V

Que vous n'ayez pas les moyens financiers ou que vous ne disposiez pas d'un studio, cela ne veut pas dire que vous ne pouvez pas mettre la main sur les sons de l'un des synthés FM les plus célèbres de tous les temps.

L'Arturia DX7 V est une recréation numérique méticuleuse de l'emblématique Yamaha DX7. Il apporte tous les sons quintessentiels de la synthèse FM dans la production moderne avec une authenticité remarquable (comme pour de nombreux produits Arturia).

Comme Arturia le fait pour toutes ses émulations de synthé, Arturia s'est donné beaucoup de mal pour s'assurer que le DX7 V ne se contente pas d'émuler les caractéristiques sonores distinctives de son prédécesseur matériel, mais qu'il l'enrichisse également de nouvelles fonctionnalités adaptées aux flux de production musicale d'aujourd'hui.

Avec son interface intuitive, le DX7 V fait tomber la barrière de programmation notoirement complexe du DX7 original, offrant aux utilisateurs un moyen plus accessible d'explorer et de créer des sons. Avec l'ajout d'une matrice de modulations, de nouvelles options d'oscillateurs et d'un moteur d'effets intégré, le DX7 V élargit considérablement les possibilités de conception sonore au-delà de ce qui était possible avec l'instrument d'origine.

Vous pouvez désormais naviguer facilement à travers les couches de synthèse FM et créer à peu près tous les sons que vous souhaitez en un instant.

Réflexions finales

La modulation de fréquence est une bête complexe, et j'espère que ce petit guide vous l'a rendue un peu plus accessible. Des fondations posées par le travail pionnier de John Chowning aux innovations logicielles qui continuent à pousser la synthèse FM vers de nouveaux territoires créatifs, c'est un style de synthèse qui vaut la peine d'être exploré.

Que vous souhaitiez arranger votre prochain tube synthwave, concevoir des sons pour un film à succès ou simplement vous familiariser avec un nouveau synthétiseur FM, il y a tant de choses à explorer ! Amusez-vous et expérimentez.