Comment la signature sonore d’un casque modifie votre perception de la musique

La signature sonore d’une enceinte, d’un casque ou d’écouteurs est toujours complexe à décrire, tant ses caractéristiques sont nombreuses et le fruit des impressions personnelles de l’auditeur. Pourtant, il existe une façon simple de matérialiser une signature sonore, par le biais d’une représentation graphique : c’est la courbe de réponse en fréquences.

En préalable, il est important de rappeler que le son que nous entendons n’est rien d’autre que les vibrations de l’air qui nous environnent, mises sous pression par une force mécanique. Plus la tonalité d’un son est aiguë et plus ces vibrations sont nombreuses. Pour les mesurer, on utilise une unité de fréquence : le Hertz. Un son d’une fréquence de 82 Hz — soit la vibration de la plus grosse corde d’une guitare — se répète ainsi 82 fois par seconde.

La plage des fréquences audibles de l’oreille humaine

Notre oreille est capable d’entendre un spectre de fréquences compris entre 20 Hz et 20 000 Hz environ, 20 Hz correspondant au son le plus grave et 20 000 Hz au son le plus aigu. En dessous et au-dessus, on va parler d’infrasons et d’ultrasons, inaudibles pour l’oreille humaine. Pour se référer facilement aux différentes portions de ce spectre sonore, on a coutume de le découper en trois plages de fréquences : ce sont les fameux registres grave, médium et aigu. Le registre grave couvre communément la plage de 20 Hz à 200 Hz, le registre médium celle de 200 Hz à 5000 Hz et le registre aigu de 5000 Hz à 20 000 Hz.

Pour se référer plus précisément aux fréquences audibles, on divise le spectre sonore en bandes d’octaves. Ces bandes sont désignées par leur fréquence centrale : la première couvre les fréquences basses de 25 à 40 Hz, avec pour milieu celle de 31,5 Hz. Sur l’ensemble du spectre audible, de 20 Hz à 20 000 Hz, on a ainsi les bandes d’octaves de 31,5 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz et 16 kHz.

Ce sont fréquemment les bandes proposées dans les égaliseurs des apps compagnon des casques et écouteurs Bluetooth, du moins quand les égaliseurs permettent la gestion de 10 plages de fréquences — c’est parfois bien moins.

Pour savoir à quoi correspond chaque plage de fréquence, on peut se tourner vers différents instruments de musique, comme on le voit ci-dessus. Chaque instrument produit des sons de fréquences variables, selon la note qui est jouée et chacun correspond à une fréquence dite fondamentale, exprimée en Hertz.

Pour autant, en se déployant dans l’air, la note jouée va s’enrichir de fréquences additionnelles qu’on appelle les harmoniques. Pour comprendre le principe, il suffit d’imaginer l’impact d’une goutte de pluie à la surface de l’eau. L’impact produit une première vague (la fréquence fondamentale) puis une série de vagues de plus en plus petites (les fréquences harmoniques). Dans l’air, l’onde sonore se déploie de la même manière et la fréquence fondamentale d’une corde grattée est accompagnée de fréquences harmoniques dont la valeur double jusqu’à six fois.

La réponse en fréquence des casques et écouteurs

Les transducteurs des casques et écouteurs sont conçus pour reproduire la plage de fréquences la plus large possible. On parle de réponse en fréquence ou de bande passante. Pour l’exprimer, les fabricants indiquent la plus faible fréquence reproduite, ainsi que la plus élevée, bien souvent 20 Hz (fréquence basse) à 20 000 Hz (fréquence haute). Pour autant, cette information n’apprend pas grand-chose, car elle ne permet pas de savoir si toutes les notes sont restituées avec la même intensité ni, dans le cas contraire, quels sont les écarts de niveau. Or c’est bien ce qui importe pour comprendre la signature tonale d’un casque, d’une enceinte ou d’écouteurs.

Pour connaître précisément la réponse en fréquence d’un casque ou d’écouteurs, il est nécessaire de procéder à une mesure. Pour ce faire, on utilise un mannequin équipé de microphones calibrés. Un casque est installé sur la tête du mannequin, tandis que des écouteurs sont insérés dans ses oreilles (où se trouvent les microphones).

On diffuse alors, au travers du casque ou des écouteurs, un son continu avec des fréquences allant de 20 à 20 kHz. Les micros vont analyser le volume sonore de ces notes pour établir une courbe de réponse en fréquence.

Le graphique ci-dessus présente la courbe de réponse d’un casque, du grave à l’aigu (axe horizontal) et en fonction du volume sonore exprimé en décibels (axe vertical). Plus la courbe monte, plus le volume à la fréquence concernée est élevé. Un écart de 3 décibels équivaut à un doublement de l’intensité. La courbe ci-dessus possède un profil en V, ce qui signifie que les registres grave (de 20 à 200 Hz) et aigu (de 5000 à 20 000 Hz) sont proéminents, jusqu’à 93 et 96 dB, et le registre médium (de 200 à 5000 Hz) en retrait, autour de 86 dB. 

La courbe de réponse ci-dessus possède un profil en W, cela signifie que chacun des trois registres de fréquences est reproduit avec un pic de volume. Dans le cas présent, l’infra-grave (de 30 à 40 Hz) est en avant à 90 dB, ainsi que le haut-médium (de 2500 à 4500 Hz) à 93 dB et l’extrême aigu à 97 dB. Un casque possédant une telle courbe produira un son équilibré et généreux, souvent entraînant, sans manquer de détails.

La courbe de réponse ci-dessus est dite descendante, avec une mise en retrait des fréquences aiguës assez importante. Ce type de courbe se traduit généralement par une restitution sèche, voire austère, surtout lorsque le grave est lui aussi en retrait.

Courbe en V, en W ou descendante, vous l’aurez compris, on utilise souvent la forme de la courbe pour la qualifier.

Qu’est-ce qu’une bonne courbe de réponse ?

On peut légitimement penser que la courbe de réponse idéale pour une enceinte, un casque ou des écouteurs doit être linéaire, soit que la restitution des toutes les fréquences doit se faire à un volume équivalent, c’est-à-dire avec une courbe la plus plate possible. Ce n’est toutefois ni possible ni souhaitable. Une courbe de réponse est par définition accidentée, car le son avant de parvenir au cœur de l’oreille rencontre différents obstacles — coque et embout pour un écouteur, surfaces de la pièce d’écoute pour une enceinte, pavillon de l’oreille, canal auditif — et est ainsi perturbé. En outre, tous les haut-parleurs ont des spécificités mécaniques propres qui apportent des colorations (pics ou creux) à certaines portions du spectre audio. Bref, tous les accidents observables sur les courbes ci-dessus sont donc inévitables.

les fréquences médiums sont fortement accentuées

Ensuite, une courbe linéaire n’est pas souhaitable, car notre oreille est plus sensible à certaines fréquences qu’à d’autres. Concrètement, les basses fréquences et les hautes fréquences sont perçues en deçà de leur intensité réelle et ce phénomène est encore plus marqué lorsque la musique est de faible intensité. En revanche, les fréquences médiums, particulièrement celles entre 2 et 4 kHz, sont fortement accentuées. L’explication est simple : le conduit auditif vibre naturellement avec ces fréquences et les amplifie mécaniquement.

Par conséquent, une courbe de réponse qui donnerait une impression relative d’équilibre doit être généreuse en basses et hautes fréquences, mais modérée dans le registre médium (tout particulièrement sur la plage des haut médiums, de 2 à 4 kHz). C’est ce qu’on appelle une courbe physiologique. La courbe jaune du Sony WH-1000XM4 ci-dessus en est un bon exemple.

C’est la raison pour laquelle de nombreux spécialistes recommandent non pas une courbe plate, mais un son proche de la courbe « Harman », du nom du groupe Harman Kardon, réputée pour être particulièrement agréable à l’oreille.

L’égaliseur pour corriger la courbe de réponse d’un casque

Si la signature sonore du casque ou des écouteurs que vous utilisez ne vous plaît pas tout à fait, il est possible de la modifier assez facilement. La plupart des casques ou des écouteurs Bluetooth fonctionnent avec une app, qui intègre probablement un égaliseur. Pour corriger efficacement le son d’écouteurs Bluetooth, c’est cette app qu’il faut privilégier, car elle pilote directement le processeur des écouteurs.

À défaut, il faut se tourner vers une application tierce, pour égaliser le son au niveau du smartphone. Il en existe de nombreuses et les meilleures sont celles qui proposent le plus de fréquences d’ajustement. On peut par exemple citer les applications de musique que vous utilisez au quotidien, ou directement les paramètres audio de votre smartphone.

Notez enfin qu’un égaliseur permet de corriger de menus défauts, mais pas de transfigurer le comportement d’un casque ou d’écouteurs.