Résumé :
Des chercheurs de l'école d'ingénierie de l'université de Nottingham au Royaume-Uni ont développé une nouvelle technologie d'effet sonore qui donne aux auditeurs l'impression que le son se déplace en contrôlant l'interaction des ondes sonores générées par plusieurs haut-parleurs dans l'espace. Contrairement aux enceintes rotatives mécaniques traditionnelles, ce système ne comporte pas de moteurs, de courroies ou de pièces rotatives, mais il est capable de reproduire certains des effets sonores uniques des enceintes rotatives classiques.
Au cœur de cette recherche, il ne s'agit pas simplement de modifier le signal audio, mais de manipuler directement la façon dont le son se déplace physiquement lorsqu'il atteint l'auditeur. Les chercheurs ont créé un réseau circulaire composé de plusieurs haut-parleurs et ont déplacé électroniquement le signal audio le long du réseau de haut-parleurs, de sorte que les ondes sonores résultantes produisent un effet similaire à la rotation de la source sonore dans l'espace.
Les équipements audio traditionnels traitent généralement les signaux électroniques avant que le son n'entre dans les haut-parleurs. Par exemple, les effets tels que le chorus, le flanger et le phaser créent tous des sensations d'écoute particulières en modifiant les caractéristiques de phase, de temps ou de fréquence des signaux audio. Mais la solution de l'Université de Nottingham est plus proche d'une véritable « source sonore en mouvement » car les changements se produisent lorsque les ondes sonores ont déjà quitté le locuteur et se sont propagées vers l'auditeur.
Cette technologie s'inspire des enceintes rotatives Leslie apparues dans les années 30. Le haut-parleur Leslie était à l’origine utilisé dans les orgues électroniques. Sa caractéristique unique est qu'il utilise un moteur et une courroie pour entraîner la rotation du pavillon ou du déflecteur du haut-parleur, de sorte que le son atteigne continuellement l'auditeur depuis différentes directions, produisant ainsi un son avec une sensation distincte d'espace et des changements périodiques.
Les enceintes Leslie sont devenues plus tard l'équipement d'effets sonores le plus représentatif de l'histoire de la musique. De nombreux appareils de musique électronique, effets numériques et plug-ins logiciels tentent d'émuler ce son, notamment divers phasers et effets de chorus. Cependant, ces simulations numériques modifient principalement le signal électronique et ne peuvent pas reproduire complètement les changements acoustiques provoqués par une source sonore réelle se déplaçant dans l’espace.
C'est ce problème que les chercheurs de l'Université de Nottingham espèrent résoudre. Le « haut-parleur rotatif à semi-conducteurs » qu’ils ont conçu ne comporte aucune pièce mécanique mobile. Au lieu de cela, il utilise un réseau de haut-parleurs installés de manière fixe pour contrôler la synchronisation et la phase de sortie des différents haut-parleurs afin de permettre à l'onde sonore elle-même de produire un effet de propagation spatiale similaire à celui d'une source sonore rotative.
Ce système se situe donc quelque part entre les effets sonores mécaniques traditionnels et les effets sonores purement numériques. Il ne possède pas la structure mécanique complexe des enceintes rotatives traditionnelles. Dans le même temps, il simule non seulement l'effet de rotation au niveau du signal audio, mais utilise directement la propagation et l'interférence des ondes sonores physiques dans l'espace pour produire des changements sonores.
Fernando Perez-Cota, professeur adjoint au Département de génie électrique et électronique de l'Université de Nottingham, a déclaré que la modulation sonore de la musique actuelle peut être grossièrement divisée en deux catégories. L'une est la méthode mécanique acoustique utilisée par le haut-parleur Leslie d'origine, et l'autre est les méthodes modernes de traitement électronique et numérique. Cette recherche tente d'établir une nouvelle voie technique entre les deux.
Les chercheurs pensent que la valeur de cette approche pourrait être bien supérieure à la reconstruction d'une enceinte Leslie sans pièces mécaniques. Étant donné que le réseau d’enceintes peut être contrôlé par logiciel, il peut théoriquement créer des modèles de mouvements sonores qui ne peuvent pas être facilement obtenus avec des enceintes rotatives traditionnelles.
Par exemple, en modifiant la relation du signal entre différentes enceintes, le son peut produire différentes directions, différentes vitesses ou même des mouvements spatiaux plus complexes. Par rapport aux dispositifs rotatifs mécaniques, le contrôle électronique ne nécessite pas d'attendre que les composants physiques accélèrent ou décélérent, et n'est pas limité par les moteurs, les courroies et les structures mécaniques.
Cela signifie également que les futurs producteurs de musique pourront avoir accès à un nouvel outil de conception sonore. Les effets sonores traditionnels créent principalement des effets en modifiant la fréquence, la phase et les caractéristiques dynamiques du son lui-même, et cette technologie peut en outre intégrer « l'origine du son et l'endroit où il se déplace » dans le cadre de la création sonore.
Les chercheurs ont souligné qu'il ne s'agit pas simplement d'utiliser plusieurs haut-parleurs pour diffuser le même son en même temps. Ce qui compte vraiment, c'est la relation entre les signaux entre les réseaux de haut-parleurs et les changements qui en résultent dans l'interférence et la propagation des ondes sonores. En contrôlant précisément ces facteurs, l’auditeur peut ressentir le déplacement de la source sonore dans l’espace.
À l'heure actuelle, ce système est encore un prototype expérimental, mais l'équipe de recherche estime qu'il a le potentiel de devenir une nouvelle plateforme d'effets sonores. À l’avenir, il pourra être utilisé non seulement pour la production musicale et les performances live, mais également pour l’audio immersif, l’audio spatial et d’autres scénarios nécessitant un contrôle précis de la position spatiale du son.
Cette recherche a été publiée dans le "Audio Engineering Society Journal", le titre de l'article est "The Solid-State "Rotary" Speaker", les chercheurs sont Nicholas Wolstenholme et Fernando Perez-Cota.
Par rapport aux enceintes rotatives traditionnelles, les solutions à semi-conducteurs présentent également un avantage évident, c'est-à-dire que la structure mécanique est plus simple. Les haut-parleurs Leslie traditionnels nécessitent des moteurs, des structures de transmission et des pièces rotatives pour fonctionner longtemps. Ils sont non seulement plus grands, mais produisent également du bruit mécanique et de l'usure. Les réseaux de haut-parleurs fixes peuvent compléter la modulation du son grâce au contrôle électronique, il est donc en théorie plus facile de réaliser un contrôle et une automatisation numériques.
L'équipe de recherche a déclaré espérer que ce concept pourra être appliqué à la création musicale à un coût et à une échelle plus accessibles à l'avenir. En d’autres termes, cette technologie ne vise pas seulement à remplacer les coûteux haut-parleurs rotatifs classiques, mais elle espère permettre à davantage de producteurs de musique de réaliser des effets sonores spatiaux qui nécessitaient auparavant un équipement mécanique spécialisé.
Si elle est développée davantage, cette technologie pourrait même changer la compréhension des « effets sonores ». Dans le passé, les effecteurs traitaient principalement les sons au niveau du signal électronique ; à l'avenir, les équipements d'effets sonores pourraient contrôler directement la façon dont les ondes sonores se propagent dans l'espace réel, faisant du son lui-même un objet pouvant être « programmé pour se déplacer ».
Cette recherche de l'Université de Nottingham ouvre ainsi une nouvelle voie entre l'acoustique mécanique et le traitement numérique du signal. Il ne permet pas au haut-parleur de tourner réellement, mais utilise un contrôle électronique pour permettre aux ondes sonores de présenter des caractéristiques spatiales similaires à celles d'une source sonore en rotation. Pour la production musicale et l'audio spatial, cette idée de « déplacer le son plutôt que de simplement modifier les signaux sonores » pourrait ouvrir un nouveau champ au-delà de la technologie traditionnelle des effets sonores.
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