Les micros, principe et fonctionnement

Il existe plusieurs centaines de modèles de microphones, chacun d’entre eux possède ses particularités, ses points forts et ses points faibles. Dans cet article, je vais vous expliquer le principe de fonctionnement d’un microphone, les différentes technologies utilisées pour leur fabrication, et vous citer quelques modèles afin que vous puissiez faire le meilleur choix pour vos enregistrements.

La théorie 

Un micro repose sur le principe de la transduction. Une onde acoustique provoquée par une source sonore (par exemple une guitare) met en action un système mécanique (la membrane du microphone) qui va lui-même créer un signal électrique. Ainsi, un micro transforme une vibration acoustique (ou onde sonore) en un signal électrique. Plus cette vibration acoustique « frappe » fort la membrane du micro, plus le signal électrique résultant sera élevé en tension. 

On peut noter qu’un micro est en fait exactement la même chose qu’une enceinte, il effectue simplement la transduction dans « l’autre sens ». En effet, une enceinte reçoit un courant électrique, qui actionne un électro-aimant, lui même actionnant la membrane de l’enceinte, qui se met à vibrer, et donc à créer une onde sonore ; du son.

Les caractéristiques techniques à prendre en compte lors du choix d’un microphone sont :

  • La bande passante : c’est la capacité d’un micro à capter et restituer les fréquences. Par exemple, un SM57 possède une bande passante de 40 Hz environ, à 15 kHz environ.
  • La courbe de réponse : c’est le caractère du micro, la courbe de réponse en fréquence se présente sous la forme d’un diagramme qui permet de visualiser les piques et les creux en fonction des fréquences captées par le micro. Si on reprend l’exemple d’un SM57, il possède un pique autour de 6 kHz, cette fréquence sera donc particulièrement bien mise en valeur par ce micro
  • La sensibilité : elle correspond au niveau électrique (la tension) que le micro est capable de fournir en fonction de la pression acoustique que reçoit la membrane. Les constructeurs précisent la sensibilité de leur micro pour une fréquence de 1 kHz. La sensibilité s’exprime en millivolt par pascal (mV/Pa)
  • La directivité : représentée sous forme de diagramme, la directivité indique la réponse fréquentielle et en tension du micro en fonction de l’angle d’incidence de l’onde sonore. Par exemple, un micro omnidirectionnel capte le son à 360°, c’est à dire qu’il délivre la même tension électrique si une onde sonore le « frappe » par derrière, par devant ou sur ses côtés. Au contraire, un micro cardoïde, possède un angle mort à l’arrière de sa capsule, c’est à dire qu’il délivrera une tension très faible si une onde sonore le « frappe » sur l’arrière de sa membrane.
  • La membrane : la taille de la membrane influence la réponse fréquentielle du micro, plus la membrane est large, plus elle capte les fréquences graves.
  • La pression maximale admissible : donnée en dB SPL, c’est la valeur maximum de pression acoustique que le micro est capable de capter et de reproduire sans que la membrane ne distorde. Par exemple un micro qui aurait une pression maximale admissible de 125 dB SPL ne pourra pas capter un son ayant une pression acoustique de 130 dB SPL sans distorde

Les différents types de microphones

Il existe plusieurs technologies de microphone ; dynamique, statique, à ruban… Je vais maintenant les détailler

Les micros dynamiques

Ce sont les micros les plus « courants », on les retrouve sur scène mais aussi en studio. Ils sont composés d’une membrane rigide solidaire d’une bobine métallique elle même enroulée autour d’un aimant. Lorsqu’une onde sonore fait vibrer la membrane, elle actionne la bidonne métallique qui bouge sur l’axe de l’aimant, créant ainsi un courant électrique.

Avec cette technologie de membrane, ces micros sont peu sensibles, en effet leur membrane est assez « lourde » puisqu’elle est directement rattachée à une bobine et un aimant. Le SM57 à une sensibilité de 1,6 mV/Pa par exemple.

Les micros dynamiques sont très robustes et peuvent être utilisés dans beaucoup de cas. Ils sont par exemple une bonne solution pour enregistrer des fûts de batteries (grosse caisse, caisse claire, tom ), les amplis de guitare ou de basse, les voix (en fonction du style de musique). Ils sont également très présents sur scène et en radio.

Quelques modèles très connus de micro dynamique :

  • Le Shure SM57 : la référence absolue, il est présent dans tout les studios et sur chaque scène. Très polyvalent, il est efficace sur les amplis de guitare (notamment à son clair), les caisses claires et les toms aigus.
  • Le Sennheiser MD421 : également très célèbre, il fonctionne très bien sur les amplis de basse, les toms de batterie et les amplis de guitare
  • Le Shure SM7B : une référence montante, il est efficace pour les voix, les amplis de guitare, et les grosses caisses de batterie.
  • Le Sennheiser MD441 : le micro au son vintage, avec sa directivité hyper-cardoïde, il est très utile sur les futs de batterie comme la caisse claire, ainsi que sur les voix chantées en live (c’est dire enregistrée en même temps que d’autres instruments).
Schéma de la membrane d’un micro dynamique
Le Shure SM57

Les micros à condensateurs large membrane

Ce micro utilise le principe de la capacité, c’est à dire son aptitude à retenir des charges électriques et à les délivrer. Il y a deux condensateurs dans le micro, l’un est relié à la membrane, l’autre est sur une monture fixe.

La membrane vibre lorsqu’une onde la « frappe », ce qui fait varier la tension aux bornes du condensateur. Contrairement au micros dynamiques, les micros à condensateur sont très sensibles, en effet la membrane n’étant solidaire d’aucun aimant, elle est de fait très sensible aux variations de pression acoustique. Par exemple le Neumann TLM 102 à une sensibilité de 11 mV/Pa

Il existe deux types différents de micros à condensateur, les micros à tube et les micros à transistors. En effet, le corps des ces micros embraque un circuit électronique qui rehausse le signal de sortie, c’est d’ailleurs pour faire fonctionner ce circuit que les micros à condensateur ont besoin d’une alimentation fantôme (+48V).

Beaucoup moins robustes que les micros dynamiques, les micros à condensateurs ont l’avantage de la réponse en fréquence. En effet, ils sont capable de capter et de restituer des fréquences très aiguës (jusqu’a 20 kHz). Ils sont donc l’outil parfait pour enregistrer des voix en studio, mais fonctionnent aussi parfaitement en overhead de batterie, sur des pianos, ou même des amplis de guitares ou de basses en fonction du son recherché.

Voici quelques modèles très célèbres de micro à condensateur large membrane :

  • Le AKG C12 : considéré par beaucoup d’ingénieurs du son comme le meilleur micro du monde, le C12 est une véritable légende. Utilisé notamment par Michael Jackson, il rend les aigües cristallins sans être agressif. Ce micro à tube est parfait pour des voix féminines, overhead de batterie, ou des instruments classiques à cordes.
  • Le Neumann U 47 : existe en version tube ou FET (à transistor), c’est également un micro emblématique pour des prises de voix, il rend un son très chaud avec une bonne réponse dans le bas médium du spectre
  • Le Neuman U67 : micro mythique des années 1960 et 1970, à tube, c’est le micro le plus largement utilisé sur les enregistrements de rock, pop, notamment pour les prises de voix.
  • Le AKG C414 : Petit frère du C12, les premiers modèles de C414 étaient en fait des versions transistors de ce dernier. Il existe de nombreuses versions du C414, en fonction de la membrane, du circuit électronique ou du transformateur de sortie. Il est souvent utilisé pour des prises de guitares acoustiques, de voix, sur les batteries, les pianos ou encore les amplis de guitares électriques.
Schéma de la membrane d’un micro à condensateurs
Le Neumann U67

Les micros à condensateurs petite membrane

Ils fonctionnement exactement sur le même principe que les larges membranes. La seule différence se situe donc sur la taille de la membrane. Plus petite, elle permet une très bonne captation et restitution des fréquences aiguës. Beaucoup de modèles sont vendus par deux car ils sont en général apparait, c’est à dire que les deux membranes et les composants électriques ont exactement les mêmes caractéristiques. De plus la capsule contenant la membrane est souvent divisible afin de pouvoir changer de directivité.

Ce type de micro existe à tube et à transistor, même si les modèlent à tubes sont assez rares. Parfait pour des prises de cordes comme les violons, altos, violoncelles, ils sont également très efficaces sur des pianos, en overhead de batteries ou encore sur des guitares acoustiques. Ils sont en général tout à fait désignés pour effectuer des prises de son en stéréo.

Quelques modèles :

Le Neumann KM84 et sa ré-édition le KM184 : probablement le modèle le plus connu de micro à condensateur petite membrane, il excelle sur les charlestons.

AKG C451 : plutôt robuste, il est très utilisé en audiovisuel, sur les tournages notamment pour les prises de son stéréo d’ambiance.

Les micros à ruban

C’est une technologie de microphone qui date des années 1930. La membrane de ces micros est un ruban en métal (

d’où leur nom), très fin, plié en accordéons, tendu entre deux aimants. Le ruban est donc traversé par un champ électromagnétique, et lorsqu’une onde sonore le fait vibrer, un courant électrique y est induit. Les micros à ruban possèdent un transformateur de sortie pour élever le niveau électrique du signal, qui reste malgré tout assez faible. Par ailleurs, le ruban qui fait office de membrane est relativement lourd, ce qui a une incidence sur la réponse fréquentielle du micro. La plupart des micros à ruban « chutent » à partir de 14kHz, ils captent donc les aigus de manière très douce.

Un micro à ruban est forcement bi-directionnel, car la membrane (le ruban) est exposé aux ondes sonores sur ses deux faces. Il faut également savoir que ces micros sont extrêmement fragiles, il ne faut jamais leur appliquer une alimentation de 48V.

Ces micros font merveille sur des guitares acoustiques, en overhead de batterie, et sur les amplis de guitare. Ils sont en général mis sur les sources sonores en plus d’autres micros, pour capter le même son avec un caractère différent.

Quelques micros à ruban :

Le Royer R121 : certainement le plus célèbre d’entre eux, il est souvent utilisé sur les amplis de guitare

Le Coles 4038 : ce micro est reconnaissable à sa forme en sabot de cheval, il est très efficace en overhead de batterie.

Schéma de la membrane d’un micro à ruban
Le Coles 4038
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