Fréquence d'échantillonnage et profondeur de bit : quel est l'intérêt pour la qualité audio ?

Si vous enregistrez de la musique avec un DAW ou un enregistreur numérique, vous avez probablement déjà rencontré les termes fréquence d’échantillonnage et profondeur de bit (ou résolution). Ce sont les deux facteurs les plus importants qui déterminent la précision de l’enregistrement audio. La fréquence d’échantillonnage détermine la réponse en fréquence de votre enregistrement et la profondeur de bits la plage dynamique. Lisez la suite pour savoir quels sont les meilleurs réglages à utiliser pour vos productions.

Fréquence d’échantillonnage : pixels audio

Vous pouvez comparer la fréquence d’échantillonnage d’un signal numérique à la quantité de pixels d’une photo numérique. Comme pour les photos numériques, le son numérique est divisé en très petits morceaux. Pour les photos, ces derniers sont appelés pixels et pour l’audio il s’agit d’échantillons. La fréquence d’échantillonnage est exprimée en kilohertz (KHz). Pour vous donner un exemple, la fréquence d’échantillonnage standard des CD est de 44,1 kHz, ce qui signifie que chaque seconde de votre enregistrement est composée de 44 100 échantillons. Contrairement à une photo avec une mauvaise définition causée par un nombre trop faible de pixels, lorsqu’une fréquence d’échantillonnage est très basse le son est juste un peu plus terne.

Pourquoi 44,1 kHz ?

À la fin des années 70, Sony et Philips ont décidé de choisir la fréquence d’échantillonnage standard de 44,1 kHz pour leurs appareils audionumériques. Ce nombre peut sembler aléatoire, mais il n’en est rien ! La fréquence d’échantillonnage doit être au moins deux fois plus élevée que la fréquence la plus élevée que vous souhaitez enregistrer. Si la fréquence d’échantillonnage est inférieure, les convertisseurs interpréteront mal les très hautes fréquences. Ce phénomène s’appelle « aliasing » ou crénelage en français. Étant donné que l’oreille humaine peut théoriquement détecter les fréquences comprises entre 20 Hz et 20 kHz, la fréquence d’échantillonnage doit être d’au moins 40 kHz. Ce supplément de 4,1 kHz est conçu comme une sorte de tampon pour le filtre passe-bas qui est utilisé pour empêcher l’aliasing au-dessus de 20 kHz.

Pourquoi choisir une fréquence supérieure à 44,1 kHz ?

Les interfaces audio et les DAW offrent souvent la possibilité d’enregistrer à des fréquences d’échantillonnage beaucoup plus élevées. Elles peuvent parfois aller jusqu’à 192 kHz, ce qui présente de nombreux avantages. Le filtre passe-bas cité dans le paragraphe précédent peut donc être réglé beaucoup plus graduellement. De plus, avec le time stretching et le pitch shifting, vous serez moins sensible aux bruits de fond. Veuillez toutefois noter que plus la fréquence d’échantillonnage est élevée, plus vos fichiers audio seront volumineux. Avec des fréquences d’échantillonnage plus élevées, les plug-ins nécessitent également beaucoup plus de puissance de calcul de la part de votre ordinateur.

Profondeur de bits

La fréquence d’échantillonnage indique donc le nombre d’échantillons par seconde qui constituent l’enregistrement. Mais combien de valeurs différentes sont possibles ? En d’autres termes : en combien d’étapes passons-nous de l’échantillon le plus faible à l’échantillon le plus fort ? Cette valeur est déterminée avec la profondeur de bits. Avec la plupart des interfaces audio et des DAW, vous avez le choix entre 16 bits et 24 bits. Si vous effectuez des enregistrements avec une profondeur de bits basse, vous risquez que les passages les plus faibles disparaissent dans le bruit et vous pouvez même subir une distorsion. Plus la profondeur de bits est élevée, plus vous bénéficiez de précision et donc d’un enregistrement plus fidèle.

99 problèmes mais le bit n’en est pas un

La profondeur de bits standard pour les CD est de 16 bits, ce qui donne une plage dynamique de 96 dB. Il s’agit d’une amélioration considérable par rapport aux cassettes (+/- 80 dB), mais pour les studios, le 24 bits est la norme pour l’enregistrement haute définition. Avec les 144 dB obtenus dans la plage dynamique, il n’y a plus à se soucier du bruit que le support numérique vient ajouter au signal. Il vaut même mieux enregistrer et mixer avec un volume trop faible que trop fort.

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Quels réglages utilisez-vous dans vos productions ? Partagez vos conseils ci-dessous !