Quelle fréquence d'échantillonnage choisir pour enregistrer ?
44,1, 48, 88,2 ou 96 kHz : quelle fréquence d'échantillonnage choisir pour enregistrer ? C'est probablement la question qu'on me pose le plus depuis les débuts de La Machine à Mixer. La réponse courte : enregistrez en 44,1 kHz, c'est parfait, et retournez faire de la musique. Pour ceux qui veulent comprendre pourquoi, voici l'explication, en restant le plus simple possible.
Ce que l'oreille entend : de 20 Hz à 20 kHz
La réponse en fréquence de l'oreille humaine va de 20 Hz à 20 000 Hz, dans le meilleur des cas. Avec l'âge, on perd progressivement les très hautes fréquences : à partir de la trentaine ou de la quarantaine, beaucoup de gens n'entendent plus certains sons très aigus que les adolescents perçoivent encore. Quand on enregistre et qu'on reproduit de la musique, l'objectif est donc de capter et de restituer fidèlement cette plage de 20 Hz à 20 kHz.
Le théorème de Nyquist en deux phrases
Le standard du CD, 16 bits et 44,1 kHz, n'a pas été choisi au hasard. Il s'appuie sur le théorème de Nyquist-Shannon : pour capter et reproduire correctement une fréquence, il faut l'échantillonner au moins au double de cette fréquence. Pour reproduire jusqu'à 20 000 Hz, il faut donc au moins 40 000 échantillons par seconde.
À 44 100 Hz, on reproduit les fréquences jusqu'à 22 050 Hz. On se garde ainsi une petite marge de sécurité, parce qu'aux extrémités du spectre, le comportement n'est pas toujours parfait. Le 48 kHz, standard de la vidéo, donne un peu plus de marge encore.
Pourquoi enregistrer en 88,2 ou 96 kHz ?
En théorie, enregistrer en 88,2 kHz permet de reproduire des fréquences jusqu'à 44 kHz. Les audiophiles y voient plus de définition et de qualité. Mais l'argument devient glissant :
- nos oreilles n'entendent pas au-delà de 20 kHz ;
- la plupart des micros ne captent pas si haut ;
- la plupart des systèmes d'écoute ne reproduisent pas ces fréquences.
Alors d'où viennent les différences que certains entendent ? Parfois d'une augmentation de la distorsion harmonique, parce que le système n'est pas assez performant à ces fréquences plus élevées. Et cette distorsion peut être perçue comme une amélioration. C'est le même phénomène qu'avec les horloges externes haut de gamme branchées sur des convertisseurs modestes : beaucoup trouvent que ça sonne mieux, alors que les mesures objectives montrent surtout un changement d'image stéréo et un peu plus de distorsion. Ajoutez l'effet placebo (quand on s'attend à ce que ça sonne mieux, ça sonne mieux) et vous avez un débat sans fin.
Le convertisseur compte plus que la fréquence
La vraie question n'est pas tant la fréquence d'échantillonnage que la qualité du convertisseur et de son implémentation. Un bon convertisseur en 44,1 kHz sonnera souvent beaucoup mieux qu'un convertisseur moyen en 96 kHz.
Certains appareils sonnent effectivement un peu mieux à une fréquence plus élevée. Le petit enregistreur que j'utilise pour le son de mes capsules sonne mieux en 48 qu'en 44,1 kHz ; au-delà, je ne perçois pas de gain notable. En studio, mon convertisseur Apogee n'est plus tout jeune, mais son 44,1 kHz est d'excellente qualité.
Et rassurez-vous : l'évolution des convertisseurs a suivi celle des processeurs. Même les cartes son d'entrée de gamme actuelles ont des convertisseurs très performants. Pour bien choisir la vôtre, voyez comment choisir sa carte son.
Un test à faire chez vous
Branchez une sortie ligne de votre carte son sur une de ses entrées ligne. Faites jouer une chanson et réenregistrez-la en même temps. Puis recommencez avec la copie : 5 fois, 10 fois, 20 fois. Très souvent, la différence reste à peine perceptible, même après une vingtaine de passages, et même avec des convertisseurs bon marché. De quoi relativiser.
Vous pouvez aussi comparer vous-même 44,1 et 88,2 kHz sur votre matériel. Peut-être entendrez-vous une amélioration. À vous de juger si elle vaut son coût.
Le coût caché des hautes fréquences d'échantillonnage
Doubler la fréquence d'échantillonnage double la taille des fichiers et la puissance de calcul nécessaire pour chaque plugin. Selon le nombre de pistes, votre disque et votre processeur, votre système peut devenir moins performant et moins stable. Un système qui peine à suivre risque au final de donner un moins bon résultat qu'une session en 44,1 kHz qui tourne sans problème.
Personnellement, même en 44,1 kHz, j'atteins régulièrement la limite de mon ordinateur en mix, à cause de certains plugins très gourmands. Passer en 88,2 kHz, c'est atteindre cette limite deux fois plus vite. Si votre machine est à la peine, voyez mes astuces pour réduire la charge du CPU.
Et les plugins ?
Certains traitements, comme les saturations, les émulations ou les compresseurs ultra-rapides, peuvent sonner mieux à une fréquence d'échantillonnage plus élevée. Mais beaucoup de plugins font déjà de l'oversampling en interne : ils multiplient la fréquence d'échantillonnage pour traiter le signal, puis la ramènent à celle de la session en sortie. En 44,1 kHz, ces plugins travaillent donc déjà en 88,2 kHz ou plus. Pas besoin de monter la session entière pour en profiter.
Ma recommandation
Micros, systèmes d'écoute, oreilles, convertisseurs actuels : tout plaide pour le 44,1 kHz (ou 48 kHz si vous travaillez pour la vidéo). Au-delà, on entre dans des considérations souvent plus ésotériques que démontrées. Faites vos tests, forgez-vous votre opinion, puis concentrez votre énergie sur ce qui fait vraiment la différence : la prise de son et le mix. Pour progresser là-dessus, commencez par mes guides gratuits, puis passez à la Mix Masterclass pour mixer une chanson de A à Z.
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