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Principes de fonctionnement d’un synthétiseur (7): Contrôles de modulation

Synth Contrôles de modulation

Autour des sections Oscillateurs, Filtres et Sortie en volume du son viennent s’y greffer les contrôles de modulation. Ils constituent le moteur audio du synthétiseur puisqu’ils apportent la dimension temporelle au son créé.

L’assignation des modulations est en effet ce qui va apporter au son toute son expression et son dynamisme, enrichir sa texture et donc le faire vivre.

Tu peux remarquer la différence énorme apportée par l’application de modulations sur cet exemple audio:

Son provenant d’un preset (Sequence “Another Life KS”) sur Dune3 (Synapse Audio) sans modulations (tout remis à 0):
Voici exactement le même preset avec toutes ses modulations intactes:

Les deux principaux contrôles de modulation du son sont l’enveloppe et le LFO. Mais on va voir dans cet article que l’on retrouve beaucoup d’autres contrôles de modulation dans un synthétiseur comme la vélocité, le Key, la molette de modulation, l’arpeggiateur…

Les différents types de modulations

En appuyant sur une touche du clavier (ou en créant une note dans le piano roll du séquenceur), le son sortant du synthé évolue au cours du temps suivant le type de modulation qu’on affecte à un paramètre particulier du son.

1) Modulation dans la section des oscillateurs

Jusqu’ici, j’ai déjà parlé des oscillateurs de modulation qui sont des possibilités de variations sonores au sein même de la section des oscillateurs. On y retrouve la PWM (Pulse Width Modulation), la fonction SYNC ou encore la modulation en anneau (Ring Modulation) ou de phase.

2) Les sections Enveloppe et LFO

Ensuite, dans une section séparée du reste, on retrouve les contrôles dédiés aux enveloppes et au LFO. Voir là aussi les articles consacrés à chacun d’eux: Enveloppe, LFO.

Par exemple, il est indispensable d’affecter une enveloppe au volume de sortie pour indiquer comment le son doit se comporter en volume à chaque note jouée. Quant au LFO, il fait varier le son de manière cyclique tant qu’on laisse la touche enfoncée (ou la même note jouée).

3) Les contrôles MIDI de la note jouée

Cette fois je n’en ai pas encore parlé. Il s’agit de tous les contrôles MIDI, c’est-à-dire liés à l’information MIDI (ou si tu veux, informatique à base de 0 et de 1) de la note jouée. Je n’entrerai pas ici dans les détails du MIDI. Mais saches simplement qu’il s’agit d’un protocole commun à tous les synthétiseurs ou tout autre instrument capable de recevoir des informations MIDI pour en ressortir un signal audio (comme les effets MIDI dans ta DAW).

Ces informations qui vont influer le son ont pour origine les actions diverses suivantes:

  • le type de pression exercée sur la touche du clavier;
  • l’enchaînement des notes jouées sur le clavier (donc à des hauteurs différentes);
  • un contrôle manuel additionnel à la note jouée;
  • la création de combinaisons de notes.

3-a) Types de pression exercée sur la touche

Le paramètre incontournable lié aux pressions sur les touches est la vélocité. En général, tout contrôleur clavier est sensible à la vélocité. Une autre fonction est l’aftertouch, mais beaucoup plus optionnel (bien vérifier sur ton clavier s’il est sensible à l’aftertouch).

> Vélocité

La vélocité est la vitesse d’enfoncement de la touche. Cette vitesse (généralement proportionnelle à la force de frappe) permet de détecter les nuances de jeu, comme sur un piano. Il est donc logique (et cela se fait par défaut) d’assigner la vélocité au contrôle du volume de sortie.

Mais on confond souvent à tort vélocité et volume. Ce n’est pas exactement la même chose! On peut effectivement assigner la vélocité à autre chose, et notamment au cut-off du filtre.

> Aftertouch

L’aftertouch, quant à lui, permet de moduler un paramètre en maintenant la pression exercée sur la touche après son enfoncement.

Les effets classiques avec l’aftertouch sont le vibrato, le tremolo ou encore le pitch-bend si on l’assigne au tuning général de l’instrument.

3-b) Enchaînement des notes jouées

> Key (ou position de la note sur le clavier)

Le Key tracking (ou “Key track” ou “Keyboard tracking”) sert à garder une cohérence entre les valeurs de hauteur de note sur le clavier et le pitch de l’oscillateur. Par exemple, dans un sampler, cette fonction est activée par défaut. Si elle ne l’est pas, le pitch de l’échantillon reste constant quelque soit la note enclenchée sur le clavier.

C’est pourquoi tu peux trouver parfois cette fonction sous la dénomination “Key Follow” (Suivi de clavier).

Section de contrôle du Key Track sur Massive
Section de contrôle du Key Track sur Massive: son comportement est linéaire par défaut.

Attention: Le Key tracking est en fait un cas particulier de la fonction KEY assignée au pitch de l’oscillateur.

Mais dans un synthétiseur, le modulateur KEY sert plutôt à d’autres paramètres comme par exemple le volume (qui va alors augmenter avec des notes plus aiguës) ou la fréquence du filtre (cohérence dans la brillance des notes).

Imagines que tu es en train de créer un son avec un filtre Low Pass et le cut-off réglé à une certaine fréquence, disons 600Hz. Si tu joues des notes graves (< 600 Hz), pas de problèmes. Mais plus les notes jouées sont aiguës, plus elles sont filtrées, et par la même perdent leurs harmoniques supérieures. Si tu as bien lu l’article à propos du timbre, tu sais que si on coupe certaines harmoniques d’un son, celui-ci voit son timbre (sa sonorité) modifiée.

Le modulateur KEY (quand il est assigné à la fréquence du filtre) permet donc de garder une cohérence dans le timbre des notes jouées, quelque soit leur position sur le clavier et ce malgré la présence d’un filtre.

En d’autres mots, toutes les notes auront le même nombre d’harmoniques quelque soit l’octave joué.

> Portamento/Glide (ou glissando)

J’en ai parlé brièvement dans l’article sur les voies de polyphonie. C’est un réglage du comportement sonore dans les transitions de note à note. Tu trouveras très souvent cette fonction dans une section séparée, proche des réglages de voies de polyphonie.

Le portamento est le réglage d’un temps pendant lequel la hauteur du son varie en continue lors de la transition d’une note à l’autre. Mais l’impression de durée change en fonction de l’écart musical entre les notes. Utilisé avec parcimonie, le portamento apporte un plus indéniable à l’expression sonore et évite l’effet saccadé du passage de note en note. Il est particulièrement utile pour des sons de basse (mode Mono) fluides.

Le Glide est un effet quasi-similaire à ceci près qu’il ne fait entendre que les notes intermédiaires au lieu d’un son continu.

3-c) Contrôles manuels additionnels

Outre le jeu au clavier, d’autres extensions servent aux contrôles de modulation: la molette de modulation assignable à différentes fonctions, la molette de pitch-bend, agissant en général sur la hauteur du signal, diverses pédales, curseurs ou joystick, etc… Tout système de contrôle externe tel qu’un bouton rotatif (ou potard) sont en fait des modulateurs.

> Pitch-Bend

La molette de Pitch-Bend a la particularité de revenir à sa position initiale (0) dès qu’on ne la touche plus.

Elle ne porte son nom à juste titre que si elle est assignée au tuning principal de l’instrument. Dans ce cas, elle sert à modifier la hauteur du son en temps réel. Cet effet est de type continu. On doit définir le paramètre principal: RANGE. C’est-à-dire, la plage d’action du pitch bend. Exemple: de -1 octave à +1 octave. Cela se règle, généralement, par demi-ton et on a le choix qu’il soit symétrique ou pas.

> ModWheel (molette de modulation)

Son intérêt est qu’elle n’a pas de ressort et qu’elle reste donc dans la position qu’on lui donne (= reste à une certaine valeur!). Elle est souvent utilisée pour régler l’intensité du LFO. Mais elle peut bien évidemment être assignée à n’importe quel paramètre. Pour ta gouverne, elle correspond au MIDI CC (Control Change) n°1.

3-d) Création de combinaisons de notes

Et pour être complet, quasi tout synthétiseur VST possède aujourd’hui un séquenceur intégré. Il permet alors de jouer une séquence de différentes notes par l’enfoncement d’une seule touche du clavier!

> Step Sequencer

On peut y “dessiner” une suite de note jouée pas à pas sur un certain intervalle musical. La longueur de cet intervalle, la vitesse d’exécution, la longueur des notes, leur vélocité, etc… sont autant de paramètres réglables dans cette section.

Section Arpeggiator d'Omnisphere
L'arpeggiateur d'Omnisphere: On voit bien les notes activées (ici sur 32 temps) avec leur contrôle de vitesse, de longueur de note, de vélocité, etc...
> Arpeggiator

Un arpeggiateur a exactement les mêmes fonctions qu’un Step Sequencer à la nuance près qu’il sert à la base à jouer automatiquement les notes en arpèges plus ou moins complexes à partir d’un accord plaqué au clavier.

Son provenant d’un preset d’Omnisphere, Arpeggiateur désactivé:

Comment assigner une modulation?

Maintenant que tu connais presque tout sur les contrôles possibles en modulation dans un synthé, il faut savoir les assigner. Chaque type de synthé sur le marché a sa propre logique dans le domaine. Mais on va voir qu’on retrouve souvent les mêmes principes. Une fois assimilé tout ça, il te sera relativement facile à te familiariser avec n’importe quel synthé ou instrument virtuel.

Les 3 (+1) paramètres indispensables au routage d'une modulation

Il y a au moins trois choses dont il faut t’occuper lorsque tu assignes un contrôle de modulation à un paramètre:

  1. La source: à savoir le contrôle de modulation en question (une enveloppe, un LFO, la vélocité…);
  2. La destination: à savoir le paramètre en question que tu veux moduler (le pitch de l’oscillateur, le cut-off du filtre, … Dans les synthés virtuels aujourd’hui, il est possible de moduler quasiment tous les paramètres de contrôle de l’instrument);
  3. La quantité de modulation appliquée: on peut bien évidemment rendre l’effet plus ou moins subtil suivant la quantité qu’on applique. On a aussi la possibilité de définir la vitesse et le sens du mouvement de l’effet de modulation.

Il faut donc procéder au réglage de ces trois sections pour correctement obtenir l’effet voulu. “Le modulateur contrôle ce paramètre de tant”.

Très souvent, tu auras la possibilité de régler un quatrième élément: une source secondaire (ou auxiliaire) de modulation. Autrement dit, c’est une modulation de modulation. Cette dernière permet alors un contrôle sur la quantité de modulation. On l’assigne très souvent à une extension manuelle comme la molette de modulation dont j’ai parlé plus haut.

Les différentes manières d'assigner une modulation

La question est maintenant de savoir comment on réalise cela dans le synthé que j’utilise. Comment les modules se connectent les uns aux autres?

Remarque pour la suite: Je te donnes ici des exemples sur des synthés VST que je connais. Tout autre synthé ou instrument virtuel adoptera au moins l’un de ces procédés. Sinon, à toi d’investiguer comment fonctionne l’instrument en question!

> Modulations déjà assignées par défaut

Tu sais maintenant que l’enveloppe sur le volume de sortie est indispensable si tu veux entendre du son sortir de ton instrument. C’est donc l’exemple typique d’une modulation déjà assignée par défaut dans le synthé. Mais il est possible qu’il y en ait d’autres, comme une enveloppe sur le cut-off du filtre dans l’exemple suivant:

Contrôles de modulation enveloppe Synapse Dune
Section de deux enveloppes assignées par défaut au cut-off du filtre (Filter) et au volume de sortie (Amp) (Synapse Dune3)
> Matrice de modulations (Modulation matrix)

C’est la section centrale de ton synthé. L’endroit où l’on retrouve toutes les modulations appliquées (avec le nom de la source, de la destination et de la quantité appliquée). Quasiment tous les VSTi ont une matrice de modulation. C’est très pratique pour avoir une vue d’ensemble de tous les mouvements sonores appliqués.

Elle peut parfois prendre la forme d’une feuille Excel dans une section à part du synthé (Serum) ou d’une section centrale bien visible avec le reste (Logic Pro).

Contrôles de modulation sur Serum
Section de la matrice des modulations sur Xfer Serum.
Matrice de modulation ES2 Logic Pro
Section centrale des assignations de modulation sur le synthé ES2 de Logic Pro (le Sampler EXS24 fonctionne sur le même principe).
> Procédé "Drag and Drop"

Une autre façon d’assigner les modulations (très souvent en complément de la matrice de modulation) se fait par simple glissement/déposer à l’aide de la souris, du modulateur vers le paramètre à moduler. Serum, Massive ou encore Zebra (U-he) sont des VSTi très connus utilisant ce procédé.

Contrôles de modulation Massive X
Exemple d'assignation de modulations par "drag and drop": Env1 sur la freq du filtre (E1 en bleu) et LFO4 sur le pitch de l'oscillateur (L4 en vert) (Native Instruments Massive X)
> Clic sur le paramètre à moduler

L’autre variante est de simplement cliquer sur le paramètre que l’on veut moduler. Par exemple sur Omnisphere2, en faisant un clic droit sur n’importe quel paramètre, on accède à un menu présentant tous les modulateurs possibles. Les modulations appliquées sont alors automatiquement intégrées dans la matrice de modulation.

Wavetable d’Ableton Live fonctionne sur le même principe: cliquer sur un paramètre ajoute automatiquement une ligne correspondant à ce paramètre dans la matrice de modulation.

Contrôles de modulation Omnisphere 2
Exemple d'assignation d'une modulation sur le cut-off du filtre en faisant apparaître un menu avec un clic droit (Spectrasonics Omnisphere)
> Cordons de patch

Enfin, pour tous les puristes de l’analogique et des synthés modulaires, c’est là que cela devient amusant avec l’enchevêtrement de patchs pour connecter un module à l’autre.

Contrôles de modulation Modular V Arturia
Emulation d'un synthé analogique modulaire par Arturia: l'assignation des modulations se fait en reliant la source à la destination par des patchs.

Les contrôles Macro ou de performance

Une fois le sound design peaufiné, l’utilisation du synthétiseur devient vraiment ludique et pratique grâce aux contrôles de performance et notamment par l’intermédiaire de Macros.

Ces contrôles supplémentaires sont tout simplement des potards sur lesquels on peut assigner une quantité de n’importe quelle modulation ou effet. En contrôlant par Midi (Midi Learn) ces mêmes potards sur un contrôleur externe, il est alors possible de véritablement “jouer” avec le son de l’instrument avec ses mains. On peut alors enfin se débarrasser de la souris!

Section Perform et Macro Control Alchemy
Section de contrôles Macro (les 8 potards à gauche) et de performances sur Alchemy de Camel Audio.

Lors de l’exploration de n’importe quel synthétiseur (hardware ou VSTi) ou de la création d’un premier son, la configuration des modulations peut vite s’avérer complexe. C’est la partie qui exige le plus de réflection.

C’est pourquoi je ferai comme un inventaire dans un prochain article des configurations de modulation quasi incontournables ainsi que d’autres très courantes dans la constitution d’un son.

Cependant, une fois la modulation configurée, la performance et le jeu avec les potards peut commencer. Ceci est particulièrement vrai avec les synthés modulaires et semi-modulaires. Avec ces types d’instrument, il est utile de configurer un patch avec des modulations standards et de l’enregistrer comme “template” pour de futurs patchs.

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