Technologie de l’orgue numérique

Depuis le début du 21ème siècle, l’orgue numérique a tellement progressé que le marché de l’orgue neuf propose aujourd’hui une multitude d’instruments valables, qui sonnent généralement de façon satisfaisante. Mais avant de rentrer davantage dans la thématique de cet article, à savoir la technologie de génération/restitution du son, nous précisons qu’il y a aussi d’autres points clés qu’il faudra prendre en compte dans le choix de l’instrument : la qualité et l’esthétique du meuble, le nombre de claviers, le nombre de pistons aux pieds, le nombre de pédales d’expression/crescendo et la qualité du combinateur.

Technologie de génération du son

Trois technologies ont émergé depuis quelques années et se partagent le marché :

  • Génération du son par échantillonnage
  • Génération du son par modélisation physique ou simulation
  • Orgue virtuel

Échantillonnage

Cette technologie (appelée « sampling » en anglais) consiste à enregistrer le son produit par un tuyau d’orgue, à le stocker sous forme numérique (comme sur un Compact Disc), et à le restituer lorsque l’organiste appuie sur une touche.

Pour des raisons de mémoire informatique limitée, on n’enregistre pas tous les tuyaux de chaque jeu d’orgue, mais seulement un ou deux tuyaux par octave, et on extrapole les autres tuyaux par variation de la fréquence. De plus, on n’enregistre que la première seconde du son, car c’est dans cette partie que les harmoniques du son varient le plus (on parle de « sonorités transitoires »). Après la première seconde, le son du tuyau d’orgue varie peu et on peut le répéter infiniment (on parle de « boucle »). Les extraits sonores enregistrés portent le nom d’échantillon.

Cette technologie est la plus utilisée et la plus mature. Elle produit d’excellents résultats lorsque les sons sont enregistrés dans de bonnes conditions : sur un orgue de qualité, avec une acoustique plutôt neutre de l’édifice, et les micros étant judicieusement positionnés. Si les micros sont placés trop près des tuyaux, on entendra trop l’attaque du tuyau (« pfff ») et trop de bruit de vent. Si les micros sont placés trop loin des tuyaux, c’est l’inverse, le son manquera de punch et de naturel, et on risque de trop entendre parler l’édifice.

Modélisation physique (ou « simulation »)

Avec la technologie de simulation, il ne s’agit pas d’enregistrer le son, mais de stocker les paramètres d’un modèle qui décrit le tuyau (diamètre du tuyau, hauteur de la bouche, pression du vent, etc…) et qui est ingéré par un programme informatique pour simuler une sonorité de tuyau aussi convaincante que possible. On stocke donc autant de paramètres que l’orgue contient de jeux de tuyaux.

Sur le système informatique Linux, le logiciel Aeolus existe depuis 2004 et fournit des sonorités d’orgue satisfaisantes. Chez Viscount, c’est la gamme Unico/Sonus qui est basée sur la technologie Physis.

La modélisation physique présente l’avantage de produire des sonorités de tuyaux d’orgue avec une très grande flexibilité, et permet à l’organiste de personnaliser son orgue en fonction de ses goûts.

Cependant, les phénomènes acoustiques qui entrent en jeu dans la génération du son de l’orgue sont complexes et les modèles qui ont été inventés par les ingénieurs ne peuvent décrire ces phénomènes que de façon simplifiée, c’est pourquoi on parle de « simulation ».

D’autre part, la modélisation a pour le moment étudié le son produit par un tuyau individuel, mais pas d’autres éléments plus globaux tels que les interactions entre les jeux de tuyaux, ou encore l’acoustique de l’édifice dans lequel l’orgue est placé.

Orgue virtuel

Avec l’amélioration constante des performances des ordinateurs personnels, et notamment leur capacité de stockage,  il a été possible de développer des programmes d’orgue virtuel, tels que Grandorgue et Hauptwerk.

Bien qu’ils soient tous deux basés sur la technologie d’échantillonnage précédemment décrite, ils s’en distinguent par la qualité et la richesse des sons produits, ceci étant dû au fait que :

  • l’intégralité des tuyaux sont enregistrés individuellement et stockés en mémoire, permettant de restituer fidèlement les subtiles différences et imperfections de chaque tuyau ;
  • les sons sont enregistrés avec la réverbération naturelle du lieu d’origine, permettant à l’organiste de se plonger virtuellement dans l’église où l’orgue se trouve.

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