Interface audio

Une interface audio est le boîtier qui relie un ordinateur au monde analogique d’un studio : elle reçoit le signal des micros, des guitares ou des claviers, le convertit en données numériques pour le logiciel d’enregistrement, puis reconvertit la lecture en signal électrique pour les enceintes et le casque. On parle aussi de « carte son externe ». La différence avec la carte son d’un ordinateur tient à la vocation : une carte grand public est optimisée pour la lecture, une interface pour la captation à faible latence et une conversion de niveau professionnel.

Dans un home studio, c’est le point de passage obligé entre le microphone de studio et le logiciel de MAO. Les modèles vont du petit boîtier de bureau à deux entrées aux unités au format rack 19 pouces qui dépassent trente canaux. Le guide Bien démarrer son home studio détaille l’équipement de base qui l’entoure.

Comment fonctionne une interface audio

Le trajet du son suit toujours la même chaîne. À l’entrée, un préampli élève le faible signal d’un micro jusqu’au niveau ligne ; un convertisseur analogique-numérique le mesure ensuite des dizaines de milliers de fois par seconde et transmet ces valeurs à l’ordinateur par USB, Thunderbolt ou un autre bus. Au retour, un convertisseur numérique-analogique restitue le signal vers les sorties ligne et la sortie casque.

Les préamplis micro

Le préampli est l’étage le plus sollicité à l’enregistrement. Sound On Sound conseille d’examiner trois chiffres : la plage de gain (l’écart entre gain minimal et maximal, soit 60 dB pour un réglage allant de −5 à +55 dB), le niveau d’entrée maximal (+23 dBu permet d’enregistrer des sources fortes sans saturer) et le bruit propre, exprimé en EIN, que les meilleurs préamplis ramènent autour de −129 dB non pondéré.

La plupart des interfaces regroupent une entrée micro XLR et une entrée jack 6,35 mm dans une même prise combinée. Une entrée instrument à haute impédance, dite Hi-Z, accueille directement une guitare électrique ou une basse.

Les convertisseurs

Deux réglages définissent la conversion. La fréquence d’échantillonnage indique combien de mesures sont prises par seconde : 44,1 kHz est le standard du CD, 48 kHz celui de la vidéo professionnelle, 96 kHz son double. Selon le théorème de Nyquist, il faut échantillonner à environ deux fois la fréquence la plus haute à capter, ce qui couvre dès 44,1 kHz la bande de 20 Hz à 20 kHz de l’audition humaine.

La résolution, en bits, fixe la dynamique théorique : environ 96 dB en 16 bits, la norme du CD, et 144 dB en 24 bits, la profondeur retenue pour l’enregistrement professionnel. Une réponse en fréquence plate et une dynamique d’au moins 110 dB sont désormais courantes, note Sound On Sound : ces chiffres départagent peu les modèles récents.

L’alimentation fantôme 48 V

Les micros à condensateur ont besoin d’une tension pour polariser leur capsule et alimenter leur électronique. L’interface la fournit par le câble XLR lui-même : une tension continue identique est appliquée aux deux conducteurs du signal symétrique (broches 2 et 3), d’où le nom d’alimentation « fantôme ». Le choix du 48 V remonte à 1966, quand Neumann présenta son micro transistorisé KM 84 à la radio publique norvégienne NRK, dont les studios disposaient déjà de cette tension pour l’éclairage de secours.

Normalisée en Allemagne (DIN 45596) puis par la CEI sous le nom P48, elle fournit au plus 10 mA par micro. Un micro dynamique symétrique n’en est pas affecté, mais l’usage veut que l’on coupe le 48 V avant de brancher ou débrancher un micro, surtout un modèle à ruban ancien. Sur certaines interfaces, l’alimentation ne se commute que globalement ou par groupe d’entrées, un détail à vérifier si l’on mélange rubans et condensateurs.

Latence : d’où vient-elle et comment la réduire

La latence est le délai entre le moment où un son est capté et celui où on l’entend au casque après son passage par l’ordinateur. Les convertisseurs y contribuent pour bien moins d’une milliseconde ; l’essentiel vient de la mémoire tampon (buffer) réglée dans le logiciel, généralement entre 32 et 2 048 échantillons. Focusrite donne la formule de la latence théorique aller-retour : deux fois la taille du tampon divisée par la fréquence d’échantillonnage, soit environ 1,45 ms pour 32 échantillons à 44,1 kHz.

Au-delà d’une dizaine de millisecondes, la plupart des musiciens perçoivent le retard, selon Sound On Sound. Un tampon plus petit réduit la latence mais sollicite davantage le processeur, d’où l’habitude de travailler avec un tampon court à la prise et un tampon large au mixage. Le pilote compte aussi : sous Windows, les logiciels de musique passent par le protocole ASIO de Steinberg, qui impose d’installer le pilote du fabricant, tandis que macOS s’appuie sur Core Audio et reconnaît sans pilote les interfaces USB dites « class compliant ».

Pour neutraliser ce délai pendant la prise, la plupart des interfaces proposent un monitoring direct : le signal d’entrée est renvoyé au casque avant de passer par l’ordinateur, avec un bouton de balance sur les petits modèles ou un mixeur logiciel sur les plus grands.

Histoire : des stations propriétaires aux boîtiers USB

Les interfaces actuelles descendent des systèmes d’enregistrement sur disque dur des années 1980 et 1990, qui reliaient un boîtier externe à l’ordinateur par une carte ISA ou SCSI. Digidesign lance Sound Tools en 1989, puis Session 8 en 1993 ; Ensoniq présente PARIS en 1998. Au milieu des années 1990, un ordinateur domestique sait déjà enregistrer plusieurs pistes en 16 bits et 44 kHz. À partir de la fin de la décennie, les interfaces adoptent les ports standard des ordinateurs : FireWire, USB, puis Thunderbolt.

USB, Thunderbolt ou PCIe : quelle connexion choisir

L’USB est universel, abordable et simple, mais ses performances en très basse latence varient d’un modèle à l’autre et il permet rarement d’associer plusieurs interfaces. Le Thunderbolt offre en général une latence plus faible et autorise souvent le chaînage de plusieurs unités, au prix d’un coût supérieur et d’une présence inégale sur PC. Le PCIe, réservé aux ordinateurs de bureau, reste la référence en latence ; les liaisons Ethernet visent surtout les installations multi-pièces.

Comment choisir son interface audio

La première question est le nombre de sources à enregistrer en même temps. Un musicien seul qui enregistre sa voix puis sa guitare se contente d’une ou deux entrées ; une batterie ou un groupe en prise live en demande bien davantage. Au-delà de huit entrées micro, l’offre se resserre, mais une liaison optique ADAT transporte huit canaux supplémentaires à 44,1 ou 48 kHz depuis un préampli externe, à condition de synchroniser l’horloge des deux appareils.

Viennent ensuite les sorties : une paire ligne par jeu d’enceintes de monitoring et des sorties casque en nombre suffisant. Presque aucune interface ne dépasse deux sorties casque ; au-delà de deux musiciens, il faut un amplificateur casque multicanal. Certaines sorties couplées en courant continu peuvent même piloter un synthétiseur modulaire Eurorack en tensions de contrôle.

Deux modèles courants illustrent l’écart entre les gammes. La Focusrite Scarlett 2i2 de 4e génération, en USB-C, réunit deux préamplis, deux entrées instrument et deux sorties ligne, avec une conversion jusqu’à 24 bits et 192 kHz. L’Universal Audio Apollo Twin X, en Thunderbolt 3, embarque un processeur DSP qui fait tourner les plug-ins UAD en temps réel pendant la prise, et une entrée optique pour huit canaux ADAT de plus.

Branchements et réglages de base

1. Installer le pilote du fabricant, puis sélectionner l’interface comme périphérique d’entrée et de sortie dans le logiciel de MAO.
2. Choisir la fréquence du projet : 44,1 kHz pour une destination CD, 48 kHz pour l’image ; les fréquences supérieures alourdissent la charge du processeur et le poids des fichiers.
3. Activer le 48 V uniquement pour les micros qui en ont besoin, une fois le câble branché et le volume baissé.
4. Régler le gain en jouant au niveau le plus fort du morceau : le témoin de saturation ne doit jamais s’allumer, et le 24 bits laisse assez de marge pour viser des niveaux modérés.
5. Relier les sorties ligne aux enceintes par des câbles symétriques.

Questions fréquentes

Faut-il une interface audio pour faire de la MAO ?

Pour composer uniquement avec des instruments virtuels, la sortie audio de l’ordinateur peut dépanner. Dès qu’il s’agit d’enregistrer un micro XLR ou une guitare avec une latence faible, l’interface devient nécessaire ; seuls les micros USB, qui intègrent préampli et convertisseur, s’en passent.

Quelle latence est acceptable pour enregistrer ?

Sound On Sound situe le seuil de gêne au-delà d’environ 10 ms aller-retour et juge difficile de descendre sous 5 ms, surtout en USB. Le monitoring direct de l’interface permet d’échapper à ce délai pendant la prise.

Le 48 V peut-il abîmer un micro ?

Un micro dynamique correctement câblé n’est pas affecté par l’alimentation fantôme. Le risque concerne surtout les micros à ruban anciens ou un câble défectueux : couper le 48 V avant de brancher ou débrancher reste la précaution de base.

Variantes

• Interface de bureau USB : boîtier compact à quelques entrées, compatible avec tous les ordinateurs
• Interface Thunderbolt : latence généralement plus faible, chaînage de plusieurs unités
• Interface PCIe : carte interne pour ordinateur de bureau, référence en basse latence
• Interface rack 19 pouces : jusqu’à plus de trente canaux pour enregistrer un groupe
• Interface à DSP : effets calculés par l’interface pendant la prise
• Table de mixage avec interface intégrée : faders physiques et enregistrement multipiste
• Interface Ethernet : longues distances et installations multi-pièces

Composants

• Préampli micro : amène le signal du micro au niveau ligne
• Convertisseur analogique-numérique : transforme le signal en données
• Convertisseur numérique-analogique : restitue le son vers les sorties
• Entrée combinée XLR/jack : accueille un micro ou une source ligne
• Entrée instrument Hi-Z : branchement direct d’une guitare ou d’une basse
• Alimentation fantôme 48 V : alimente les micros à condensateur
• Sorties ligne symétriques : alimentent les enceintes de monitoring
• Sortie casque : écoute pendant la prise et le mixage
• Port optique ADAT ou S/PDIF : ajoute des canaux numériques
• Horloge : synchronise les appareils numériques reliés

Techniques de jeu

• Réglage du gain d’entrée
• Monitoring direct à latence quasi nulle
• Réglage de la taille du tampon (buffer)
• Choix de la fréquence d’échantillonnage et de la résolution
• Extension du nombre d’entrées par ADAT
• Mesure de la latence aller-retour par bouclage d’une sortie sur une entrée

Usages et styles

• Home studio
• Enregistrement de voix et d’instruments
• Production électro
• Prise de son de groupe
• Podcast
• Streaming