Loudness

Loudness partie 1 : Théorie

Cet article a pour objectif de vous donner les bases théoriques nécessaires à la compréhension du Loudness.

Nous souhaitons vous fournir toutes les informations nécessaires pour comprendre et appliquer efficacement le concept de Loudness. Dans cette optique, nous avons décidé de rédiger une série d’articles qui expliqueront de manière détaillée chaque aspect de cette notion complexe. Notre objectif est de vous accompagner pas à pas dans votre compréhension et votre mise en pratique du Loudness.

Prérequis

Avant de parler de cette notion, il est important d’introduire les différentes unités de mesure sonore telles que le dBSPL, le dBu et le dBSL. Il est possible que cela semble compliqué à comprendre à première vue. Dans un prochain article, j’expliquerai en détail l’origine et le fonctionnement des différentes unités sonores.

Personne écoutant de la musique

Pour aborder la notion de Loudness, il est important de comprendre les fondamentaux des différents types de décibels. Les niveaux sonores sont exprimés en différentes unités de décibels en fonction de leur utilisation. Le décibel est toujours calculé en utilisant une comparaison logarithmique entre une valeur mesurée et une référence donnée.

Loudness - Limiteurs et autres outils analogiques
  • Le dBSPL (Sound Pressure Level) = L = 20 log p/p0, qui mesure le niveau de pression acoustique en décibels. Il s’exprime donc en fonction de la pression acoustique p en Pascal, avec P0 étant la pression de référence égale à 2×10^-5.
  • Le dBu, utilisé pour mesurer l’amplitude d’un signal électrique, qui se calcule ainsi : L=20 log U/U0, où U représente la tension électrique en Volt et U0 est la référence fixée à 0.775 Volt.
  • Le dBSL (Sound Level) = L = 10 log I/I0, qui mesure l’intensité sonore en décibels. L’intensité sonore se note avec la lettre I et s’exprime en watt par mètre carré (W.m-2), et I0 est la référence égale à 10^-12 W.m-2. Cette unité correspond au débit d’énergie par unité de surface.

En conclusion, la compréhension du niveau sonore nécessite la connaissance de plusieurs types de décibels, chacun ayant sa propre référence et sa propre application.

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Le Loudness, c'est quoi ?

Le Loudness est une notion complexe qui prend en compte la perception du niveau sonore par l’être humain. Cette perception est psychosensorielle et donc liée à la psychoacoustique. Cela prend en compte les différentes fréquences composant un son.

Pour mesurer cette perception, il existe deux unités de mesure : le phones et le sone.

Le phones est une mesure de puissance sonore en décibels pour un son d’une fréquence de 1000 Hz, tandis que le sone correspond à la perception d’un son de 1000 Hz à 40 dBSPL au-dessus du seuil de perception de cette fréquence. La relation entre ces deux unités est donc : 1 sone égal à 40 phones.

Les personnalités ayant joué un rôle dans le développement de cette notion

En 1923, Harvey Fletcher a proposé une échelle de Sonie basée sur la relation entre la différence de Sonie perçue et le rapport d’intensité entre deux sons. Celle-ci est égale à dix fois le logarithme décimal de ce rapport d’intensité, soit 10log(I1/I2). Cette échelle a permis de mieux comprendre la perception humaine du volume sonore et a été utilisée comme base pour développer l’échelle de Loudness actuelle.

Plus tard, en collaboration avec d’autres ingénieurs de renom tels que Robinson et Dadson, Eberhard Zwicker a créé la courbe d’isosonie. Cela à permis de décrire la relation entre une fréquence sonore continue et la perception de sonie qui en découle.

Comprendre scientifiquement le Loudness : Explications

Premièrement, la compréhension scientifique du Loudness implique la connaissance préalable de la façon dont nos oreilles perçoivent la pression acoustique. Toutefois, il est difficile de déterminer le Loudness de manière précise en raison des caractéristiques uniques de chaque fréquence. De plus, la musique étant constituée de signaux complexes qui varient constamment dans le temps, l’évaluation du Loudness devient encore plus complexe.

Ensuite, il est important de noter la différence de dynamique dans l’évaluation du Loudness. La dynamique mesure l’écart entre un niveau sonore fort et un niveau sonore faible. Dans une musique, la dynamique peut varier considérablement et être différente à chaque instant du morceau. Ainsi, moins la musique présente de dynamique, plus la pression acoustique perçue sera élevée. Cet élément est donc une caractéristique fondamentale à prendre en compte pour évaluer le Loudness.

En utilisant l’échelle de Fletcher, on constate que l’oreille humaine est capable de percevoir les fréquences dans une bande passante audible allant de 20Hz à 20kHz. Toutefois, d’après le schéma, l’oreille est plus sensible aux fréquences comprises entre 1kHz et 5kHz en raison de la résonance de notre voix dans cette plage de fréquences. De plus, la perception des fréquences varie en fonction du niveau sonore : plus le niveau est élevé, plus les basses fréquences sont perçues.

En effet, notre équilibre fréquentiel varie en fonction du niveau sonore. Cela signifie donc que la perception des différentes fréquences dans une musique dépendra du niveau sonore auquel nous l’écoutons. Ainsi, une même musique peut sembler avoir un équilibre fréquentiel différent en fonction du volume sonore. Cette variation peut être prise en compte dans l’évaluation du Loudness.

Décomposition du Loudness : Analyse des caractéristiques essentielles

Unités de mesures

  • Le LUFS, ou Loudness Units Full Scale, est une unité de mesure globale utilisée pour mesurer le Loudness. Cette échelle de mesure est absolue, avec une échelle de 0 à -infini LUFS. Le 0 LUFS correspondant à 0 dBFS (0 décibel full scale) et le maximum étant de 0 LUFS.
Loudness- Idée Ampoule sur tableau
  • Le LU, ou Loudness Units, est un ensemble de mesures plus complexes, comprenant des mesures de dynamique et des fréquences du morceau. Cette échelle de mesure est relative, avec l’objectif de faire correspondre le 0 LU au 0 VU des Vumètres.

Procédés de mesures

Integrated ou INT : La mesure Integrated correspond à la moyenne des mesures Short (expliqué ci-après) sur toute la durée du programme. Cette mesure donne une idée finale du niveau sonore ressenti sur l’ensemble du morceau. Elle est donc indispensable.

Momentary : La mesure Momentary prend une mesure toutes les 300ms à 400ms du programme. Cela permet une mesure instantanée du Loudness.

Short-term ou ST : La mesure Short-term correspond à la moyenne des mesures Momentary, avec une balistique glissante (temps de mesure) de 3 secondes. Cette mesure est très utile pour traiter les signaux de premier plan, comme la voix. 

LRA : Le LRA, ou Loudness Range, sert à mesurer l’écart entre la partie la plus loud et la moins loud du programme. Cette mesure détermine ainsi les variations de sonie ressenties dans un mix.

Conclusion

Maintenant que vous avez acquis les connaissances théoriques nécessaires à la compréhension du Loudness, vous serez mieux préparé(e) à aborder les prochaines notions qui seront abordées prochainement. Les termes et concepts que nous avons vu dans cet article seront indispensables pour comprendre et appliquer ces nouvelles notions avec succès.

Dans les prochains articles, nous allons poursuivre notre exploration du Loudness en examinant son impact historique sur l’industrie musicale. Nous étudierons en particulier la période de la Loudness War. Nous aborderons également les aspects pratiques, tels que les outils et les différentes techniques utilisées pour la gestion du Loudness.

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