Le terme "synthèse soustractive" peut sembler une notion noble et théorique. Néanmoins, si vous avez déjà tâté de la production musicale à l'aide d'un synthétiseur, il y a de fortes chances que vous soyez déjà familiarisé avec ce terme.

La synthèse soustractive est depuis longtemps le type de synthèse le plus répandu, issu de l'ère des synthétiseurs analogiques, mais qui perdure dans d'innombrables synthétiseurs numériques et VST. Comprendre les concepts de la synthèse soustractive peut s'avérer intimidant, en particulier lorsque vous commencez à peine à vous familiariser avec le monde des synthétiseurs, mais ne craignez rien, car ce n'est pas aussi intimidant qu'il n'y paraît.

Dans ce guide, nous vous proposons une analyse complète de la synthèse soustractive afin que vous puissiez écrire, jouer et produire avec des synthétiseurs en toute confiance.

Qu'est-ce que la synthèse soustractive ?

L'art de la synthèse soustractive consiste à créer des sons musicaux en partant d'une forme d'onde harmoniquement dense et en l'affinant ensuite à l'aide de filtres et d'autres formes de traitement.

Par formes d'ondes "harmoniquement denses", je fais référence aux formes d'ondes harmoniques luxuriantes générées par des formes élémentaires telles que les ondes carrées ou les ondes en scie. Si les oscillateurs électroniques peuvent produire ces ondes fondamentales sans effort, ils ne parviennent pas à captiver les auditeurs à eux seuls.

Si vous voulez créer plus d'attrait musical, vous devez manipuler les textures, la distribution des fréquences et la dynamique de ces formes d'onde.

Pour ce faire, nous utilisons la synthèse soustractive.

En quoi la synthèse soustractive est-elle unique ?

Il existe de nombreux autres types de synthèse, de la synthèse additive à la synthèse par table d'ondes, en passant par la synthèse FM et bien d'autres encore. Examinons quelques-uns des types de synthèse les plus populaires et ce qui les différencie de la synthèse soustractive.

Ces dernières années, la synthèse par table d'ondes s 'est imposée comme un outil crucial dans le monde de la production musicale. Cette technique, qui permet de générer des sons uniques en morphant des ondes d'oscillateurs provenant d'échantillons audio, est souvent appelée synthèse à base d'échantillons.

Contrairement à la synthèse soustractive, qui repose sur une forme d'onde fondamentale, la synthèse par table d'ondes utilise une collection de cadres de table d'ondes qui peuvent être parcourus, ce qui donne une impression de mouvement dynamique.

En revanche, un autre type de synthèse très répandu, la synthèse par modulation de fréquence, également connue sous le nom de synthèse FM, implique la modulation de la fréquence de la forme d'onde originale pour générer un nouveau spectre de fréquences.

La synthèse FM est réputée pour produire des sons qui sont caractérisés comme agressifs et métalliques. Si vous avez du mal à évoquer un exemple auditif, considérez les médiums growlés qui prévalaient dans le genre bro step au début des années 2010.

Les complexités du flux de signaux dans les synthétiseurs soustractifs

Avant de commencer à manipuler les boutons comme un savant fou (ce que je vous recommande vivement de faire de toute façon), familiarisons-nous avec chaque composant du trajet du signal et avec la façon dont ils contribuent au son global.

Tout d'abord, vous savez probablement ou avez au moins entendu dire que l'oscillateur est le cerveau de l'opération. Sans oscillateur, votre synthétiseur soustractif n'aurait aucun moyen de produire une forme d'onde riche pour établir la base de votre patch.

Ensuite, il y a d'autres paramètres qui rendent le son oscillant plus intéressant, notamment l'amplificateur, le filtre, le LFO et le générateur d'enveloppe. Ces modules sont les éléments constitutifs d'un synthétiseur soustractif typique, et chacun d'entre eux a un rôle unique à jouer.

Ne vous inquiétez pas, nous allons passer en revue chacun d'entre eux en détail. Et pour rendre les choses encore plus amusantes, nous avons élaboré un petit diagramme qui montre visuellement comment chacun de ces modules fonctionne successivement :

En regardant la photo ci-dessus, la première chose que vous remarquerez est la section modulateur. Il est important de comprendre que les modulateurs peuvent être soit des LFO, soit des générateurs d'enveloppe.

Ce qui est le plus important à noter, c'est que la majorité des synthés soustractifs suivent ce schéma. Cependant, les amateurs d'histoire des synthés savent qu'il n'en a pas toujours été ainsi.

À l'époque, les synthétiseurs OG étaient constitués de patchworks de modules séparés, chacun étant relié par des câbles que l'utilisateur devait brancher manuellement.

C'est ce que nous appelons, mes amis, la synthèse modulaire.

Cette méthode sauvage est toujours populaire aujourd'hui parmi les fans d'Eurorack.

L'avantage des synthés modulaires modernes est qu'ils suivent toujours la même architecture soustractive que leurs prédécesseurs.

Bien sûr, vous obtiendrez plus de flexibilité en patchant des modules individuels, mais de nombreux concepteurs de synthétiseurs ont réalisé que la plupart des musiciens ont tendance à être des créatures d'habitudes, configurant leurs flux de signaux de la même manière à chaque fois.

L'une des conséquences de ce processus de pensée a donné naissance à l'un des premiers synthés tout-en-un de l'industrie, le légendaire Minimoog. À partir de là, si vous examiniez la plupart des synthés soustractifs d'aujourd'hui, vous constateriez qu'ils ont à peu près le même cheminement.

Bien sûr, ce n'est que la partie émergée de l'iceberg ! Approfondissons chaque élément de la chaîne du signal pour mieux comprendre ce qu'il fait.

Les différents éléments de la synthèse

Oscillateurs

Lorsque vous êtes enfin prêt à composer de superbes sons de synthé, la première chose par laquelle vous commencez est l'oscillateur ! Comme nous l'avons déjà dit, c'est le cerveau de l'opération.

Même s'il ne s'agit que du début du flux de signaux, les paramètres que vous choisissez pour votre oscillateur auront un impact significatif sur la façon dont votre patch final sonnera.

La majorité des oscillateurs de synthétiseurs disponibles sur le marché vous proposent un choix de formes d'ondes différentes que vous pouvez utiliser comme points de départ. C'est comme les différents parfums de crème glacée : vous avez les classiques et les plus exotiques.

Parmi les formes d'onde les plus courantes que l'on peut s'attendre à trouver sur un synthé, on trouve l'onde carrée, l'onde en dents de scie et l'onde triangulaire.

Commençons par celle qui vous fait démarrer avec une tonne de contenu harmonique : l'onde carrée. Jouez une onde carrée sur un synthétiseur et, même à la base, elle ressemble à un bourdonnement d'abeille.

Au-delà de leur tonalité brillante et bourdonnante, les ondes carrées ont d'autres atouts intéressants dans leur manche.

Par exemple, certains oscillateurs à ondes carrées ont la capacité de modifier la forme du motif carré lui-même, qui est alors appelé onde d'impulsion. En ajustant la modulation de la largeur de l'impulsion, vous pouvez obtenir toutes sortes de résultats sonores sauvages et farfelus.

Les valeurs des ondes de pouls peuvent être un peu confuses pour l'instant, alors revenons en arrière.

Pour l'instant, nous allons plutôt parler de l'onde suivante dans la hiérarchie harmonique - l'onde en dents de scie, également connue sous le nom d'onde en dents de scie. Les ondes en dents de scie sont caractérisées par des points aigus et des changements soudains, ce qui leur confère ce son de bourdonnement distinct.

Mais voici la partie la plus intéressante : ces points aigus et ces changements créent un modèle de fréquences harmoniques qui deviennent de plus en plus silencieuses au fur et à mesure qu'elles progressent. C'est ce qui donne à l'onde en dents de scie son son plein et riche, parfait pour créer des mélodies de synthétiseur.

Enfin, nous avons la forme d'onde harmonique la plus douce - l'onde triangulaire.

Comme les ondes carrées, les ondes triangulaires utilisent les harmoniques impaires de la fréquence de départ. La principale différence est que le volume de ces harmoniques s'estompe plus rapidement, ce qui explique pourquoi les ondes triangulaires ont un son plus proche d'une onde sinusoïdale.

Bien sûr, vous obtenez toujours cette touche de bourdonnement qui en fait un excellent choix pour certains sons de clé, de pad ou de lead.

Bien qu'ils ne soient pas présents dans tous les synthés, certains synthétiseurs soustractifs sont dotés de petits oscillateurs sinusoïdaux sournois.

Imaginez un lac calme et paisible par une belle journée, avec de douces ondulations se propageant doucement dans toutes les directions. C'est une onde sinusoïdale, l'une des formes d'onde les plus pures et les plus fondamentales de la synthèse.

Comme les ondes sinusoïdales n'ont pas de changements de forme brusques, elles créent des sons doux et moelleux qui sont parfaits pour recréer les tons chauds et respirés des instruments à vent tels que les orgues et les flûtes. Les ondes sinusoïdales sont également idéales pour créer des pads luxuriants et évolutifs qui remplissent les espaces sonores d'harmonies apaisantes.

Toutefois, si le synthé dont vous disposez n'a pas d'onde sinusoïdale, vous pouvez toujours filtrer une onde triangulaire à l'aide d'un filtre passe-bas.

Maintenant, restez avec moi une seconde, car les choses sont sur le point de devenir un peu plus alambiquées. En effet, de nombreux synthés soustractifs utilisent plusieurs oscillateurs.

Ce qui est merveilleux avec cette architecture à double oscillateur, c'est que les possibilités sont infinies. Vous pouvez régler la fréquence, la forme et le degré de désaccordage de chaque oscillateur à votre guise.

Et c'est là que le vrai plaisir commence, car c'est en mélangeant deux oscillateurs qui utilisent des fréquences et des formes différentes que l'on commence à construire des sons plus riches, plus pleins et plus complexes dans le format de la synthèse soustractive.

À la toute fin de la section des oscillateurs, vous trouverez généralement une section de mixage, qui vous permet de mélanger les signaux de vos oscillateurs avec les autres sources sonores de votre synthé, telles qu'une source de bruit (idéale pour ajouter de l'attaque aux sons courts), une entrée audio externe ou un sous-oscillateur qui joue une octave plus bas que l'oscillateur principal.

Filtres

Passons maintenant à la section des filtres.

Il s'agit d'une sorte de râpe à fromage pour votre son global, dans laquelle vous faites passer votre signal à travers un filtre à tension contrôlée (VCF) pour râper les morceaux de fréquence désagréables.

Bien qu'il existe de nombreux types de filtres dans le monde des synthétiseurs, la plupart d'entre eux s'appuient sur deux filtres principaux : le filtre passe-haut (HPF) et le filtre passe-bas (LPF).

Le filtre passe-bas ne laisse passer que les basses fréquences en coupant toutes les hautes fréquences.

C'est ainsi que l'on crée des sons de basse fréquence.

En revanche, les filtres passe-haut donnent un coup de frein à toutes les fréquences basses et moyennes, permettant aux fréquences plus élevées de briller.

Lorsque vous tournez le bouton de coupure de votre synthé, vous réglez le point auquel le filtre entre en action.

Il est intéressant de noter que les filtres que l'on trouve sur la plupart des synthétiseurs ne coupent pas simplement le son. Ils utilisent plutôt des pentes douces qui réduisent progressivement le volume des fréquences filtrées.

Nous mesurons ces pentes en décibels par octave (dB/oct). Plus le nombre de dB est élevé, plus la pente est forte et plus le filtre est intense. Par exemple, vous pouvez trouver un filtre de coupure de -12 ou -24dB/oct sur votre synthé, ce qui correspond à la moyenne en termes d'intensité de la pente.

Outre le paramètre de coupure, un autre élément essentiel d'un filtre est le paramètre de résonance.

La plupart des filtres sont équipés d'un bouton de résonance, également connu sous le nom de bouton "Q". L'effet Larsen est créé en renvoyant vers le filtre le son situé dans la même plage de fréquences que celle de la coupure, ce qui produit un effet de résonance.

Lorsque le niveau de feedback atteint des valeurs extrêmement élevées, il peut induire une auto-oscillation du filtre qui, à son tour, produit une onde sinusoïdale. En augmentant la résonance, les sons autour de la fréquence de coupure deviennent plus présents, offrant une gamme d'applications créatives telles que les effets wah-wah traditionnels ou les "crissements" de synthé.

Amplification

Après l'oscillateur et le filtre, l'amplificateur est le deuxième élément essentiel d'un synthétiseur soustractif. Il a pour fonction d'élever le signal audio à une amplitude permettant de l'interfacer efficacement avec d'autres équipements, tels qu'une interface audio ou une table de mixage.

Hors contexte, l'amplificateur, en lui-même, peut ne pas sembler être la caractéristique la plus excitante. Cependant, c'est la possibilité de le réguler et de le manipuler qui en fait un puissant outil de conception sonore.

C'est là que les générateurs d'enveloppes entrent en jeu.

Générateurs d'enveloppes

En synthèse soustractive, les générateurs d'enveloppe sont un moyen essentiel de réaliser des modifications temporelles dans votre patch de synthé. Ils sont indispensables pour ceux qui cherchent à créer des sons captivants.

Bien qu'il puisse y avoir plusieurs générateurs d'enveloppe dans un synthétiseur, l'arrangement le plus courant implique qu'un générateur d'enveloppe affecte le filtre et qu'un autre contrôle l'amplificateur.

Commençons par le générateur d'enveloppe de l'amplificateur, qui est relativement facile à comprendre.

L'impact du générateur d'enveloppe sur l'amplificateur du synthétiseur a pour effet de transformer le volume global du son en fonction de la forme de l'enveloppe.

Chaque fois que vous appuyez sur une touche de votre synthétiseur, le générateur d'enveloppe lance une séquence qui comprend quatre étapes distinctes :

• Attaque
• Décroissance
• Soutenir
• Libération.

Ces étapes sont souvent abrégées en ADSR.

Passons en revue chacune de ces étapes afin d'examiner de près l'impact qu'elles ont sur votre son.

Attaque

Le paramètre d'attaque détermine la phase initiale du volume de votre synthé, selon qu'il s'agit d'un fondu progressif ou d'un démarrage rapide et soudain.

Le temps d'attaque est généralement mesuré en millisecondes et régule la vitesse à laquelle un son atteint son intensité maximale.

Pour les sons aigus et percussifs, le temps d'attaque minimum est idéal, tandis que pour les pads et les paysages sonores éthérés, des réglages d'attaque plus longs sont plus appropriés.

Décroissance

Le paramètre de déclin régit le temps nécessaire pour que votre son se stabilise à son niveau soutenu jusqu'à ce que la touche soit relâchée. Comme l'attaque, le temps de déclin est souvent mesuré en millisecondes.

Lorsque le temps de déclin est réglé au minimum, le son obtenu est une réduction de volume plus abrupte par rapport à son niveau de crête. Il s'agit d'une technique courante pour générer des sons très dynamiques, tels que des caisses claires ou des plucks, pour lesquels une chute rapide du volume est nécessaire pour obtenir l'effet désiré.

Soutenir

Le paramètre de sustain régit le niveau général auquel le son est joué une fois que les phases d'attaque et de déclin sont terminées. Ce paramètre est mesuré en décibels (dB).

Des valeurs de sustain plus faibles introduisent un contraste plus important entre l'attaque initiale du son et son "corps" soutenu, ce qui se traduit par une articulation plus prononcée.

Libération

Le paramètre de relâchement régit le temps nécessaire pour que le son passe du niveau soutenu au silence une fois la touche relâchée.

Les temps de relâchement plus longs introduisent une traîne atmosphérique dans les notes, tandis que les temps de relâchement plus courts produisent une chute de volume plus abrupte immédiatement après avoir relâché les touches.

Enveloppes de filtre

Outre les amplificateurs, les enveloppes peuvent modifier n'importe quel autre paramètre, à l'instar des oscillateurs basse fréquence (LFO). Les filtres sont souvent dotés d'enveloppes qui contrôlent la modulation de la fréquence de coupure dans le temps.

Bien que les paramètres ADSR fonctionnent de manière similaire dans ce contexte, leur impact sur le son est distinct. En expérimentant avec les commandes d'enveloppe de votre filtre, vous pouvez explorer comment la variation des réglages affecte le caractère du son du synthé.

LFOs

Le dernier composant essentiel du flux de signaux de la synthèse soustractive est l'oscillateur basse fréquence (LFO). Bien que similaire à un oscillateur traditionnel, l'oscillateur basse fréquence possède une caractéristique unique.

Comme les oscillateurs de vos générateurs de signaux primaires, les LFO ont une forme d'onde. Cependant, ils fonctionnent à des fréquences beaucoup plus basses, au point que leur sortie ne produirait pas un son musical reconnaissable si vous l'écoutiez directement.

Plutôt que de générer un son audible, les LFO produisent une modulation cyclique dans le son de votre synthé, créant ainsi des motifs répétitifs.

C'est comme si vous aviez une main supplémentaire qui tourne un bouton de votre synthétiseur d'avant en arrière à un rythme régulier à chaque fois.

De nombreux paramètres de votre synthé peuvent être modulés par des LFO. Pour vous donner une idée des possibilités, voici quelques options de routage populaires qui sont connues pour produire des effets intéressants :

Explorer les possibilités créatives de la synthèse soustractive

Malgré le nombre de composants impliqués, la création de sons à l'aide de la synthèse soustractive peut être un processus agréable et instinctif.

Récapitulons les étapes fondamentales de la création d'un son de synthétiseur soustractif :

Tout d'abord, choisissez l'oscillateur pour générer le son initial, puis réglez la balance des fréquences à l'aide du filtre.

Deuxièmement, moduler le son avec des LFO pour ajouter du mouvement.

Enfin, façonnez l'enveloppe du son à l'aide de l'ADSR.

Voilà pour l'essentiel ! Une fois que vous vous serez familiarisé avec ce flux de travail, la création de sons de synthé étonnants sera un jeu d'enfant.

Maintenant que vous maîtrisez les bases de la synthèse soustractive, retournez dans votre DAW et commencez à concevoir des patchs personnalisés !