Synthétiseur

Le synthétiseur est un instrument électronique qui fabrique le son à partir de signaux électriques, sans corde ni tuyau. Le musicien façonne ce son en réglant une chaîne de modules (oscillateurs, filtres, amplificateurs, enveloppes, modulateurs) puis le joue, le plus souvent, depuis un clavier. Analogique, numérique, logiciel ou modulaire, il a façonné la pop, l’électro et la musique de film depuis la fin des années 1960.

Comment fonctionne un synthétiseur ?

Tout part de l’oscillateur, qui produit une forme d’onde (dent de scie, sinusoïde, impulsion) et fixe la hauteur de la note. Le filtre retire ensuite une partie des fréquences, le plus souvent les aigus avec un filtre passe-bas, réglé par sa fréquence de coupure et sa résonance. L’amplificateur (VCA) dose enfin le volume.

Ces modules sont animés par des sources de modulation. L’enveloppe ADSR (attaque, déclin, maintien, relâchement) dessine l’évolution du son dans le temps, depuis l’appui sur la touche jusqu’à son extinction ; elle peut agir sur le volume, le filtre ou la hauteur. Le LFO, un oscillateur à très basse fréquence, fait onduler un paramètre : appliqué à la hauteur, il produit un vibrato. Beaucoup de modèles ajoutent un générateur de bruit, un arpégiateur et un séquenceur.

Sur les synthétiseurs analogiques, ces modules se pilotent par des tensions électriques : c’est le principe de l’oscillateur contrôlé en tension popularisé par Robert Moog, devenu la norme du genre.

Les principaux types de synthèse

La synthèse soustractive, celle des Moog et du Prophet-5, part d’une onde riche que l’on filtre. La synthèse FM (modulation de fréquence), rendue célèbre par le Yamaha DX7, fait moduler des oscillateurs les uns par les autres, au lieu de filtrer une onde. On rencontre aussi la synthèse additive, la synthèse par tables d’ondes, la distorsion de phase des Casio CZ, la synthèse vectorielle du Prophet VS, la synthèse granulaire et la modélisation physique.

Depuis le Nord Lead de Clavia, sorti en 1995, l’analogique virtuel imite les circuits analogiques avec des circuits numériques. Les instruments hybrides associent les deux mondes, comme l’Arturia MicroFreak, qui marie oscillateurs numériques et filtre analogique.

Histoire du synthétiseur en dates clés

• 1917 et 1928 : invention du thérémine par Léon Theremine, puis des ondes Martenot par le Français Maurice Martenot.
• 1957 : le RCA Mark II, construit à Princeton, lit ses partitions sur bande perforée et contient 750 tubes à vide.
• 1964 : Robert Moog commercialise son premier synthétiseur, modulaire et piloté au clavier ; Don Buchla développe en parallèle un système à plaques tactiles.
• 1968 : Switched-On Bach, arrangé par Wendy Carlos, devient un succès de vente et popularise l’instrument.
• 1970 : le Minimoog, premier synthétiseur vendu en magasin de musique, impose le format compact avec clavier intégré.
• 1978 : le Prophet-5 de Sequential Circuits, à cinq voix, est le premier synthétiseur polyphonique entièrement programmable, capable de mémoriser ses sons.
• 1983 : la norme MIDI est présentée au salon NAMM ; Yamaha commercialise le DX7, premier synthétiseur numérique à succès et premier à dépasser 100 000 exemplaires.
• 1988 : la station de travail Korg M1 dépasse 250 000 exemplaires, record de vente pour un synthétiseur.
• 1997 : ReBirth et Reality figurent parmi les premiers synthétiseurs logiciels jouables en temps réel en MIDI.

Monophonique, polyphonique, logiciel : les variantes

Un synthétiseur monophonique ne joue qu’une note à la fois, ce qui suffit pour une basse ou une ligne soliste. Un modèle paraphonique joue plusieurs notes qui partagent le même filtre : le MicroFreak propose ainsi des modes monophonique, paraphonique ou unisson, jusqu’à quatre voix. Un modèle polyphonique dispose de voix complètes et indépendantes, cinq sur le Prophet-5 d’origine, le double sur le Prophet-10.

La forme varie aussi : clavier complet, module de table sans clavier piloté en MIDI, système modulaire à câbles (voir notre fiche synthétiseur modulaire), station de travail intégrant séquenceur et sons échantillonnés, ou plug-in logiciel ouvert dans un logiciel de MAO.

Comment choisir son premier synthétiseur ?

Le bon choix dépend de l’usage. Pour comprendre la synthèse, un modèle soustractif avec un bouton par fonction reste le plus pédagogique. Pour jouer des accords et des nappes, la polyphonie s’impose ; pour des basses et des lignes solistes, un monophonique suffit. Avec un budget serré, un synthétiseur logiciel associé à un clavier maître MIDI ouvre déjà de nombreuses possibilités.

Il faut ensuite regarder le clavier, de 25 touches sur le MicroFreak, dont la surface tactile gère l’aftertouch polyphonique, à cinq octaves sur le Prophet-5. Viennent enfin la connectique (MIDI, USB, sorties audio) et la présence d’un séquenceur, de 64 pas sur le MicroFreak. Côté théorie, savoir construire une gamme majeure ou mineure aide à programmer séquences et arpèges.

Entretien et réglages

Un synthétiseur analogique a besoin d’un temps de chauffe. Moog conseille ainsi de laisser le Minimoog Model D se stabiliser de 10 à 20 minutes avant de jouer, de l’utiliser entre 10 et 35 °C et de ne jamais l’oublier dans une voiture en plein soleil. Il intègre une référence de la à 440 Hz pour accorder ses oscillateurs, dont le calibrage interne est réservé à un technicien qualifié.

La dérive d’accord a d’ailleurs marqué l’histoire : pour I Feel Love, le Moog utilisé se désaccordait si vite qu’il a fallu l’enregistrer par fragments de 20 à 30 secondes. Pour l’entretien courant, un chiffon doux et sec suffit, sans solvant. Sur les modèles numériques et programmables, la sauvegarde régulière des sons (200 mémoires utilisateur sur le Prophet-5 actuel) évite les mauvaises surprises.

Musiciens et disques de référence

Après Switched-On Bach de Wendy Carlos, le synthétiseur gagne le rock. Selon les notes de pochette, David Gilmour, Richard Wright et Roger Waters de Pink Floyd utilisent l’EMS VCS3 sur The Dark Side of the Moon (1973). Le 5 décembre 1976 sort Oxygène de Jean-Michel Jarre, vendu à environ 18 millions d’exemplaires. En 1977, Giorgio Moroder et Pete Bellotte produisent I Feel Love de Donna Summer avec un Moog, titre que le Financial Times range parmi les disques qui ont posé les bases de la musique électronique de danse.

Les années 1980 consacrent les synthés polyphoniques et numériques : partition de Brad Fiedel pour The Terminator (1984) bâtie sur un Prophet, preset E PIANO 1 du DX7 entendu sur de nombreuses ballades, Korg M1 sur Vogue de Madonna (1990). Plus près de nous, Daft Punk a joué sur Random Access Memories un grand synthétiseur modulaire Modcan construit sur mesure.

Questions fréquentes

Quelle différence entre un synthétiseur et un clavier arrangeur ?

Le synthétiseur est conçu pour créer et modifier les sons en détail. Le clavier arrangeur s’appuie sur des sonorités préréglées et un accompagnement automatique, avec peu ou pas d’édition du son.

Qu’est-ce que la synthèse soustractive ?

C’est la méthode la plus répandue sur les synthés analogiques : un oscillateur produit une onde riche en harmoniques, puis un filtre en retire une partie pour sculpter le timbre, que l’enveloppe fait évoluer dans le temps.

Qu’est-ce qu’un synthétiseur analogique virtuel ?

C’est un synthétiseur numérique qui reproduit par le calcul le comportement des circuits analogiques. Le Nord Lead de Clavia, sorti en 1995, a popularisé cette approche.

Un synthétiseur peut-il fonctionner sans clavier ?

Oui. Les modules de table et les synthés logiciels se pilotent en MIDI depuis un clavier maître, un séquenceur ou un ordinateur, une norme présentée publiquement en 1983.

Variantes

• Synthétiseur monophonique : une seule note à la fois
• Synthétiseur paraphonique : plusieurs notes partageant le même filtre
• Synthétiseur polyphonique : plusieurs voix complètes et indépendantes
• Synthétiseur analogique : modules pilotés en tension
• Synthétiseur numérique : FM, tables d’ondes, échantillons, modélisation
• Analogique virtuel : circuits numériques imitant l’analogique
• Synthétiseur hybride : oscillateurs numériques et filtre analogique
• Module de table : sans clavier, piloté en MIDI
• Station de travail : synthèse, échantillons et séquenceur intégrés
• Synthétiseur logiciel : plug-in pour logiciel de MAO

Composants

• Oscillateur : produit la forme d’onde et fixe la hauteur
• Filtre : retire des fréquences, réglé par la coupure et la résonance
• Amplificateur (VCA) : dose le volume
• Enveloppe ADSR : attaque, déclin, maintien, relâchement
• LFO : oscillateur basse fréquence pour vibrato et modulations
• Générateur de bruit
• Arpégiateur et séquenceur
• Clavier, molettes de pitch bend et de modulation
• Mémoires de sons (programmes)

Techniques de jeu

• Programmation sonore (sound design)
• Balayage du filtre
• Jeu à la molette de modulation et au pitch bend
• Arpèges
• Séquences pas à pas
• Portamento
• Jeu à l’aftertouch

Usages et styles

• Électro
• Pop
• Rock
• Funk
• R&B
• Rap
• Musique de film