Un compresseur (matériel ou logiciel) est un outil qui abaisse la dynamique d'un son en effectuant un applatissement des crêtes dépassant un certain seuil. La fonction principale des compresseurs est d'empêcher les signaux de dépasser certains niveaux.

Rappelons en quoi consiste la dynamique d'un son :

Nous observons sur cette image qu'un signal sonore est constitué de crêtes d'amplitudes plus ou moins élevées se succédant dans le cours du temps. Evidemment une crête de grande amplitude correspond à un niveau sonore plus important qu'une crête de faible amplitude. Ce qui correspond sur l'image ci-dessus à l'échelle en décibels graduée de -Inf (pour un volume nul caractérisé par la ligne horizontale bleue sur cette image), jusqu'à -2.5 dB, proche donc du 0 dB (seuil à ne pas dépasser pour ne pas saturer)

La dynamique du signal correspond elle à l'écart entre le niveau de la crête maximale et le niveau de la plus petite crête de ce signal.

Compresser un son revient à diminuer cet écart.

Imaginez un ingénieur du son qui écoute les musiciens jouer : quand il entend que le son dépasse un certain niveau, il baisse le fader de volume sur la table de mixage, et quand le volume des instruments diminue, il remonte ce fader. C'est ainsi que procédaient les ingénieurs du son avant l'apparition des compresseurs!

Un compresseur réalise le même travail, mais d'une manière beaucoup plus rapide et précise, l'appareil auditif et le jugement humain étant remplacés par des circuits de mesure et de calcul en temps réel. Le compresseur réagira et ajustera le son dès que le niveau du son franchira un seuil fixé d'avance.

Paramètres de la compression

Le niveau au-dessus duquel le compresseur va opérer une réduction de gain est donc appelé le Seuil, ou threshold. Si le niveau reste en dessous de ce seuil, aucune modification de gain n'interviendra. L'utilisateur doit donc fixer le seuil à partir duquel le compresseur interviendra.

Tant que le niveau du signal est situé au dessous du Seuil (threshold) fixé, le niveau de Sortie sera le même que le niveau d'Entrée (rapport 1 : 1 sur l'image). Autrement dit, lorsque le niveau du signal est inférieur au seuil, il n'est pas modifié.

Mais si le Niveau d'Entrée dépasse le Seuil fixé, le Niveau de Sortie subira une réduction qui sera fonction d'un Rapport de compression (ratio) choisi.

La valeur du ratio est exprimée comme un rapport mathématique sous la forme X : 1, ou X peut prendre des valeurs comprises entre 1 (le compresseur sera alors sans effet, le Niveau de Sortie étant le même que celui d'Entrée) et l'infini (le compresseur se comporte alors comme un Limiteur, le niveau de Sortie ne pouvant pas être supérieur à la valeur du Seuil fixé).

Admettons que je règle le compresseur de ma basse sur un ratio fixé à 4 : 1
tant que le Niveau auquel je joue (et que j'envoie en Entrée de mon compresseur) reste en dessous du Seuil que j'aurai fixé, le compresseur délivrera le même Niveau de signal à sa Sortie. Mais si je dépasse le Seuil fixé, un accroissement de 4dB du Niveau du signal d'Entrée ne se traduira que par une augmentation de 1dB du signal de Sortie (il y aura donc une réduction de gain), comme on peut le voir sur la courbe du schéma ci-dessus.

En plus des paramètres que sont le Seuil (Threshold) et le Rapport (Ratio), les compresseurs comportent en général des commandes des temps d'attaque (attack) et de retour (release), sauf dans les cas d'appareils réalisant ces fonctions de manière automatique (le compresseur de ma basse est automatisé pour ces réglages).

Le temps d'attaque (attack) correspond au temps de mise en action de la réduction de gain (compression).

Le réglage du temps de retour (release) agit sur le temps que met le compresseur à revenir au gain normal une fois que le Niveau du signal est redevenu inférieur au Seuil fixé (threshold).

Pourquoi modifier un temps d'attaque ou de retour?

Bien qu'un bon compresseur puisse réagir de manière quasiment instantanée, ce temps de réaction très rapide peut ne pas être souhaitable. Par exemple pour les sons percussifs d'une batterie, on pourra allonger ce temps d'attaque jusqu'à 10 millisecondes, ce qui donnera un caractère plus pêchu à ce son percussif

Le temps de retour (release) s'il est réglé trop "court", rendra la variation de gain audible qui occasionnera un phénomène indésiré appelé "effet de pompage". A contrario, s'il est réglé trop "long" aura pour conséquence que si le gain n'a pas eu le temps de revenir à la normale, l'attaque suivante subira une atténuation non souhaitée.

Dans la pratique, l'idéal est de rechercher le temps de retour le plus court n'occasionnant pas d'effet de pompage (une valeur d'environ 1/4 de seconde convient assez bien à la musique pop).

Exemple pratique :

un compresseur logiciel de marque Sonitus en fonction, réglé pour des Voix.

On peut lire les réglages suivants : Threshold (Seuil) : -14dB
Ratio (Rapport) : 7.2 : 1
Attack (temps d'attaque) : 2 ms
Release (temps de retour) : 285 ms

On peut aussi voir nettement la réduction de gain appliquée par le compresseur à cet instant "t" du morceau, en comparant les vu-mètres de Signal d'Entrée (Input) avec les vu-mètres de Signal de Sortie (Output)

Notez également un paramètre dont nous n'avons pas parlé jusqu'ici : Knee (ici Soft Knee) qui traduit une compression progressive, douce (Soft Knee à contrario de Hard Knee). Ce paramètre permet à la réduction de gain de se faire plus progressivement. Ces réglages sont plus "tolérants" vis-à-vis de réglages approximatifs et sont idéaux pour le contrôle du Niveau des voix (compression moins perceptible au final).

Ce réglage Knee se fait en général sur une plage d'environ 10dB (comme sur la photo). On voit bien sur la photo ci-dessus que la courbe ne présente pas une cassure nette à partir du seuil. Elle est arrondie sur cette plage de 10dB.

La fonction Limiteur de ce compresseur est activée (en jaune), empêchant le Niveau du Signal d'atteindre la saturation qui intervient à 0dB.

Cas concrets d'utilisation de la compression

En live pendant un concert
Comme on l'a vu plus haut la compression est largement utilisée en situation live lors de concerts. Les musiciens pourront disposer de leur propre compresseur (c'est souvent le cas des bassistes), mais on trouvera aussi fréquemment un compresseur dans le rack de sonorisation du groupe, qui gèrera les voix notamment.

ci-dessous le compresseur/limiteur analogique dbx 160A, que j'utilise pour la basse : le bouton rouge sert à régler le Threshold, le bouton bleu règle le Ratio, le bouton vert est un bouton de Gain. Les réglages d'Attack et de Release se font automatiquement.

Pendant ou après l'enregistrement
Les ingénieurs du son utilisent souvent un compresseur à l'enregistrement. En MAO, on peut très bien enregistrer les instruments "secs", c'est-à-dire sans aucun effet, puis les rajouter après coup. La compression sera appliquée différemment selon le contexte et le but visé.

Prenons l'exemple d'un enregistrement de guitare non compressée, chargé dans Sound Forge (SoundForge est un éditeur audionumérique accessible directement à partir de Sonar)

Cet enregistrement à une grande dynamique (l'écart entre le Niveau des crêtes est importants).

On voit bien des différences importantes du Niveau des crêtes de cet enregistrement. Lorsqu'on fait jouer cet enregistrement, en jetant un oeil sur le vu-mètre de Sound Forge, celui-ci nous indique une valeur moyenne d'environ -9dB (image ci-contre).

A d'autres endroits, le Niveau est plus faible, comme ici ou on lit environ -20dB

Mais à environ 5 sec du début, là où la crête est la plus importante, le vu-mètre s'affole et atteint le 0dB (affichés en rouge par Sound Forge ci-contre)

Autrement dit, notre oreille va sentir une brusque montée du niveau sur un bref passage, tout le reste du fichier se trouvant "au-dessous". Si l'on veut homogénéiser le son, pour lui donner plus de "pêche" (tout dépend de l'effet voulu bien sûr), on traitera cet enregistrement au moyen de la compression, ce qui donnera ceci :

La différence est flagrante. Les crêtes ont un Niveau moyen beaucoup plus élevé. En comprimant le son, nous avons réduit la dynamique (l'écart entre les crêtes les plus hautes et les plus basses), mais nous avons en fait gagné en impression de puissance, le son compressé étant en moyenne plus fort.

Le Ducking

La fonction principale des compresseurs est d'empêcher les signaux de dépasser certains niveaux, nous l'avons dit, mais ils peuvent aussi être utilisés pour permettre à un signal de commander le niveau d'un autre. Un exemple typique est l'utilisation d'un microphone qui atténuera automatiquement une musique d'ambiance (on peut bien sûr remplacer le micro par un instrument ou tout autre signal de niveau ligne). Cette technique appelée ducking n'est possible qu'avec des compresseurs permettant une connexion à une chaîne latérale (ou Side chain). Le compresseur sera donc traversé par un signal (un programme musical dans notre exemple) passant par son circuit principal. sa chaîne latérale recevra le signal qui doit être prioritaire (ici un micro). Le compresseur va réagir non plus au signal d'entrée, mais au signal venant de sa chaîne latérale. Lorsque le Niveau de ce signal devient supérieur au seuil fixé, le compresseur atténue la musique, et lorsque le Niveau de ce signal redescendra en dessous du seuil, la musique reprendra son Niveau normal. Les vitesses auxquelles la musique sera atténuée et reviendra à son Niveau normal seront déterminées par les réglages des temps d'attaque et de retour (attack et release)

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