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Du mot grec mikros signifiant petit, et du terme phônê voulant dire voix, le microphone est à classer dans la famille des transducteurs, c’est à dire un dispositif de conversion d’un signal en un autre, permettant de transformer un signal acoustique en un signal électrique.
Le principe de fonctionnement est connu depuis des décennies. L’air qui nous entoure est formé de particules qui oscillent sous la pression des ondes.
Le microphone comporte une partie acoustique et une partie électrique. Dans celui-ci une membrane vibre sous l'effet de la pression acoustique, puis un dispositif spécifique convertit ces oscillations en signaux électriques
Voici donc le principe basique de fonctionnement d’un microphone, et bien des critères les différencient : leur construction, leur directivité, leur sensibilité, leur prix...
Histoire, innovations et évolutions du microphone
Les premières vraies expérimentations industrielles débutent dans les années 1915 et 1920 aux Etats-Unis avec le micro à charbon employé dans la téléphonie naissante notamment par la société américaine Western Electric, mais aussi déjà avec Shure et son modèle 33N. Ces premiers modèles convenaient strictement au registre de la voix parlée, mais le procédé produisait bien trop de bruits de fond. Rapidement, le micro dynamique avec la technologie du micro à bobine mobile voit le jour dans les laboratoires de la firme Bell à la fin des années 20. Puis c’est d’Allemagne que débarquent les premiers microphones à condensateur. Georg Neumann créé en 1928 à Berlin une entreprise éponyme qui deviendra rapidement influente dans le monde planétaire de l’audio. L’un de ses modèles le CMV3, dit micro bouteille en fonction de sa forme, sera rapidement utilisé dans les années 30 à la radio allemande, et déployé aux Jeux Olympiques de Berlin en 1936. Retour outre-Atlantique, au début des années 30. La firme RCA (Radio Corporation of America) est comme son nom l’indique une société qui se destine au développement de stations de radio et de télévision puis de label musical. Elle lance ainsi en 1930 le premier électrophone 33 tours. Dès 1931, elle développera les premiers microphones à ruban, 44A et 77A, qui se destineront avant tout à l’enregistrement de la voix chantée. Différentes marques vont se perfectionner et développer de nouveaux procédés pour l’industrie musicale et audiovisuelle en pleine effervescence. Des marques devenues aujourd’hui mythique comme Beyerdynamic, Sennheiser, AKG, Audio-Technica, et bien évidemment le géant américain Shure qui depuis 1925 fourni les plus grands artistes et les plus éminents studios de la planète. Notons ainsi ses fameux modèles : Unidyne 55 (dit à tête de mort), et SM57 / SM58 pour le live qui apparaissent au milieu des années 60.
Quel type de micro choisir ?
Les micros dynamiques ou à bobine mobile
Le micro dynamique, ou à bobine mobile, reçoit une énergie sonore et la convertit en signal électrique par induction magnétique. La membrane sensible à l’onde sonore est circulaire, et cette membrane est solidaire d’une bobine de fil conducteur métallique oscillant entre les pôles d’un aimant. Les vibrations de l’air vont ainsi mettre en mouvement la membrane en créant le signal électrique.
Nous les recommandons pour : Les micros de type dynamique sont très répandus, robustes et bons marché. Ils supportent de forts niveaux et seront à conseiller pour la sonorisation en live d’instruments percussifs et de la voix, car en effet ils sont bien isolés des bruits de la main qui tient le micro. Toutefois en raison d’une bande passante plus réduite, de 40 Hz à 18 kHz, ils peuvent paraître moins brillants dans l’aigu et moins sensibles dans le grave que les modèles de type électrostatique. Et si les micros dynamiques à grande capsule peuvent supporter de très forts niveaux, ils réagissent moins vite aux fluctuations de l’onde sonore et paraissent parfois un peu plus brut que les micros à ruban.
Les micros électrostatiques ou à condensateur
Le micro électrostatique, ou à condensateur, transforme l’onde sonore en un signal électrique grâce à deux surfaces chargées. La première est une membrane sensible au son et la deuxième, une électrode arrière. L’espace qui sépare ces deux surfaces forme un condensateur à armatures mobiles. Quand l’onde atteint la membrane, elle produit une variation proportionnelle à la distance entre ces deux surfaces, ce qui crée un signal électrique correspondant. On parle alors de capteur de pression acoustique. Les micros électrostatiques ont des circuits actifs, d’où le besoin de leur fournir une alimentation par pile à insérer dans le micro ou en les branchant à une alimentation externe. Pour ce dernier, On parle alors d’alimentation dite « fantôme » de 48 V.
Nous les recommandons pour : La plupart des micros électrostatiques sont très sensibles et captent avec finesse les plus précieux détails. Ils bénéficient d’une large plage de fréquence, soit une bande comprise entre 20 Hz et 20 kHz. Ils sont généralement utilisés en studio, mais peuvent être bienvenus en live pour la sonorisation d’instruments acoustiques, percussions ou de chœurs grâce à des modèles à grande capsule. Toutefois à fort volume, ils peuvent distordre le signal et ils nécessiteront la présence d’un atténuateur de 10 dB à actionner sur le micro et en présence des sources les plus fortes.
Les micros à condensateur polarisé ou à électret
Très proche en fonctionnement des micros à condensateur, leur fonctionnement spécifique réside dans la présence d’une charge électrique permanente qui polarisera le condensateur. Si grâce à cette polarisation, il n’est plus nécessaire de bénéficier d’une alimentation « fantôme » de 48V, il conviendra néanmoins d’alimenter le transformateur par une pile de 1,5V ou via l’alimentation « fantôme » de la console.
Nous les recommandons pour : Cette technologie dérivée des modèles électrostatiques à la particularité de pouvoir être miniaturisée. Ils seront alors déclinés en modèles serre-tête ou cravate pour la voix et la parole, ou via des pinces spécifiques qui iront se fixer en fonction des instruments acoustiques désirés.
Les micros stéréo
Très pratique pour enregistrer une ambiance ou un instrument disposant d’un large spectre sonore, certains constructeurs proposent des micros stéréo monoblocs. Ils peuvent être proposés en configuration XY, et ce sont généralement des micros de type cardioïde. Un autre type de configuration existe, celle de type M/S (Mid / Side) qui s’appuie sur la présence d’une capsule cardioïde associée à une autre de type bidirectionnel. Certains constructeurs proposent également des bundles autour de deux micros montés sur une plaque de fixation.
Nous les recommandons pour : Ce type de microphone est bien sûr à privilégier pour enregistrer des instruments acoustiques dans leur environnement habituel comme un piano, une guitare acoustique, une flûte. L’idée particulière est ici de rendre la prise la plus naturelle possible intégrant aussi la présence de bruits d’ambiance inhérents.
Les micros à ruban
Les micros à ruban reposent sur le même principe que les micros dynamiques à ceci près que l’ensemble comprenant la membrane et la bobine mobile va être remplacé par un minuscule ruban plissé, qui vibrera dans le champ magnétique et produira le signal électrique. Ce type de micro était très répandu dans les années 50, mais en raison de sa fragilité et de son poids, il a été délaissé sauf par quelques ingénieurs du son émérites qui vont le remettre au gout du jour dans des studios mythiques ces dernières décennies.
Nous les recommandons pour : Ces types de microphone vont convenir avec délice aux sources nécessitant une captation très fine du spectre sonore comme par exemple une guitare acoustique et offriront une restitution subtile des détails musicaux. Leurs inconvénients ? Une impédance bien plus faible que les autres types qui nécessiteront de bons préamplis. Et surtout leur fragilité face au choc.
Les micros à effet de surface ou PZM
Ce type de micro dit PZM (Pressure Zone Microphone) est construit comme un capteur électrostatique monté sur une plaque, souvent faite d’acier en faible épaisseur. Ici c’est la plaque qui va jouer le rôle de la membrane recueillant l’onde sonore lorsque elle est posée sur une surface plane comme une table, celle d’un piano ou d’une grosse caisse.
Nous les recommandons pour : Cette typologie de micros offre un vaste champ d’expérimentation comme peut l’être la gamme CVB de Shure qui peut équiper une salle de conférence. Leur utilisation sera à conseiller pour les prises de sons à distance, et pour capturer une ambiance globale de séminaire.
Les micros numériques
Ils sont de type classique, statiques ou dynamiques, mais dont le flux de sortie est numérisé par un convertisseur analogique/numérique puis stocké directement sur un support de stockage informatique par l’intermédiaire du port USB. Si effectivement leur utilisation est largement simplifiée, ils souffrent toutefois d’un problème de latence inhérent à leur fonctionnement. Ils nécessiteront lors d’un enregistrement d’être contrôlé par casque, une prise étant généralement directement présente sur le micro.
Nous les recommandons pour : L’emploi d’un microphone numérique est donc très simple, et ils seront tout à fait adaptés dans la pratique du podcasting et du nomadisme. La prise de voix en reportage, la prise de notes musicales en extérieur, ou l’enregistrement en sound design, voici quelques utilisations que l’on pourra faire de la gamme Motiv chez le constructeur Shure.
Les micros à lampe
Ils sont aussi à décliner de la grande famille des microphones à condensateur, à l’exception prêt qu’un tube électronique a été ajouté dans le circuit. La lampe, ou tube, va produire une belle coloration du son, lui donnant cet aspect sonore dit « vintage » des années 50 ou 60.
Nous les recommandons pour : C’est le microphone de studio par excellence. Il sera idéal pour capter et embellir une source acoustique. Toutefois, il dispose de lourds inconvénients comme le besoin d’une alimentation externe dédiée, une fragilité augmentée et un prix spécialement élevé.
Les micros à modélisation
Voici une nouvelle espèce de microphones qui est arrivée dans les studios ces dernières années. Les micros à modélisation se comportent comme des capteurs hybrides, analogiques et numériques. Ainsi une fois le signal enregistré, il est converti en signal numérique et envoyé sur une application logicielle. Sur cette dernière, les développeurs ont émulé divers types de réactions et de comportements de microphones mythiques. Le signal sera alors modifié suivant le modèle, le comportement choisi et le rajout d’effets.
Nous les recommandons pour : On est ici dans une technologie toute récente qui est plus à classer dans un travail de sound design. Avec ce type de microphones, les expérimentations que l’on peut en faire ouvrent un champ très large à l’ingénieur du son qui pourra ainsi sortir des sentiers battus. Ces expérimentations se faisant une fois la prise réalisée et directement au moment du mixage et de la post production.