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Le Fonctionnement d'un Ampli Guitare pour les Nuls: Tout Comprendre de A à Z

Posté le: 2016-08-10 11:12:44

Par: Heavy

Lorsque vous jouez une note sur votre guitare électrique, le signal émis par les micros est tellement faible que, si la guitare était directement branchée à un haut parleur, on entendrait rien. L'amplificateur va donc avoir pour rôle premier d'amplifier le niveau du signal électrique émis par la guitare, afin que celui ci puisse produire un son au niveau du haut parleur. Son second rôle sera de traiter le son, c'est à dire améliorer sa tonalité, lui ajouter de la distorsion ou des effets diverses (comme de la modulation par exemple).

Introduction

Un ampli se compose de deux parties: l'amplificateur électronique (lui même composé du pré amplificateur et de l'amplificateur de puissance) et le haut parleur. Lorsque les deux éléments sont réunis dans une même entité, on parle de "combo". Lorsqu'ils sont séparés, on parle de "stack".

L'amplificateur électronique étant lui même composé du préamplificateur et de l'amplificateur de puissance (nous verrons à quoi cela correspond plus loin), l'amplificateur de guitare se décompose donc en 3 éléments essentiels: le pré amplificateur, l'amplificateur de puissance et le haut parleur.

Quand les cordes d'une guitare électrique sont pincées, le champ magnétique situé entre les cordes et les micros est modifié, ce qui crée un courant électrique au sein des micros, qui est ensuite envoyé à l'amplificateur via le câble (le "jack").

Lorsqu'il arrive à l'amplificateur, le signal électrique passe d'abord par le pré amplificateur, puis par l'amplificateur de puissance, pour enfin être diffusé en signal acoustique par le haut parleur.

À noter qu'il est tout à fait possible que le signal électrique passe également par l'intermédiaire de pédales à effets, entre la guitare et le pré ampli ou entre le pré ampli et l'ampli de puissance.


Ampli de type "combo": pré ampli et ampli de puissance (en rouge), haut parleur (en vert) sont réunis dans un seul élément.


Ampli de type "stack" - l'ampli est divisé en 2: le pré ampli et l'ampli de puissance sont réunis dans un premier élément (la tête d'ampli, en rouge)), le haut parleur constitue le deuxième élément (en vert).

Le pré ampli

Un préamplificateur est un circuit électronique contenant de multiples composantes. Le préamplificateur a une double mission: transformer le signal électrique reçu des micros de la guitare et l'amplifier. Le bouton permettant de contrôler le coefficient d'amplification, c'est à dire le niveau d'amplification que va atteindre le signal, au niveau du pré ampli s'appelle le GAIN.

Les 2 missions du pré ampli:

La transformation du signal: consiste à traiter le signal reçu afin d'en améliorer la qualité. Il s'agit de tous les réglages de balances (graves, aigües, mids), de distorsion, de coloration, de clarté, etc. bref, tout ce qui permet de façonner le son. On va donc ici améliorer la qualité du son - ou du signal électrique pour être plus précis- le rendre plus chaleureux, le colorer jusqu'à ce qu'on obtienne le son que l'on souhaite.

L'amplification du signal: consiste à augmenter le niveau du signal (généralement la tension) afin que celui ci soit assez puissant pour être interprété à la sortie du pré ampli. À noter que le pré ampli va amplifier le signal afin que celui ci soit juste assez haut pour être interprété par l'ampli de puissance, qui lui amplifiera par la suite de manière bien plus conséquente (c'est son unique but en fait).

Deux boutons vont jouer au niveau de l'amplification du signal par l'étage de pré amplification:

Le bouton INPUT LEVEL permet de contrôler le niveau d'entrée du signal, c'est à dire le niveau du signal provenant de la guitare. Lorsqu'il est tourné à fond, cela signifie que 100% du signal électrique envoyé par la guitare est traité par le pré ampli. Il permet donc de régler le volume du pré ampli, mais joue également un rôle direct sur la saturation du son.

Le bouton GAIN permet de contrôler le coefficient d'amplification du signal. Le coefficient d'amplification est le rapport entre le signal sortant et le signal entrant. Plus le coefficient d'amplification est élevé, plus le son sera saturé. Le GAIN permet donc de régler la saturation du son (la distorsion).

Lorsque l'on parle d'ampli de guitare, on parle souvent de "canaux". Tel ampli possède un canal, tel ampli possède deux canaux. Mais de quoi s'agit il exactement?

C'est très simple. Un canal n'est ni plus ni moins qu'un pré ampli. Un ampli possédant deux canaux signifie qu'il possède deux pré amplis. La vaste majorité des amplis actuels possède au moins deux canaux: un canal pour le son clair (un pré ampli faible gain) et un canal pour la distorsion (un pré ampli haut gain).

Voilà à quoi peut ressembler le circuit électrique d'un pré ampli:

circuit électrique préampli
Circuit électrique d'un préampli. On aperçoit bien, en bas de l'image, les boutons qui permettent de régler la tonalité du signal. (source: http://www.brandonfoltz.com)

L'amplificateur de puissance

L'amplificateur de puissance vient après le pré ampli. Son rôle est de booster la puissance du signal reçu du pré ampli afin que celui ci puisse alimenter les hauts parleur.

L'amplificateur de puissance a pour seul et unique rôle d'augmenter la puissance (d'amplifier donc) le signal électrique envoyé par le pré ampli. Contrairement à ce dernier, il n'agit aucunement sur le traitement du son. Son unique but est d'amplifier le signal. Point barre. Que le son soit plaisant ou non, ce n'est pas son problème: il va juste booster son niveau.

Au niveau de l'amplification effectuée à l'étage de puissance, un bouton est à retenir:

Le MASTER VOLUME. Il est présent sur certains amplis uniquement. Il permet de régler le niveau d'entrée du signal dans l'ampli de puissance. Pour faire simple, il contrôle le volume général de l'ampli (d'où son nom MASTER). Le plus gros de l'amplification du signal étant réalisé par l'ampli de puissance, il est donc logique que son bouton volume soit le bouton de volume général de l'ampli.

Mais n'oublions pas que dans le cas où l'ampli de puissance ne serait pas doté d'un bouton MASTER VOLUME (comme c'est le cas sur beaucoup d'amplis), c'est bien le bouton INPUT VOLUME du pré ampli qui fera office de réglage du volume général.

Une utilisation fréquente du bouton MASTER est de le laisser à des bas niveaux (afin de protéger ses tympans!) et de pousser à fond le INPUT VOLUME du pré ampli. Cela permettra d'obtenir un son davantage saturé et compressé tout en jouant à des volumes acceptables et non nuisibles à l'oreille.

Le haut parleur

Le haut parleur a pour but de transformer le signal électrique reçu de l'ampli de puissance en signal mécanique, puis en signal acoustique. Pour ce faire, il est constitué d'une bobine de fil électrique (généralement en cuivre) qui va recevoir directement le signal électrique de l'ampli de puissance. La bobine étant placée au sein d'un espace aimanté appelé l'entrefer, elle se déplacera constamment en fonction du signal électrique qu'elle reçoit. Qu'est ce qui explique ce déplacement? Il s'agit là de la notion de Force de Laplace. Nous ne l'expliquerons pas ici dans cet article car trop technique.

Nous avons donc une bobine qui va bouger d'arrière en avant en fonction du courant électrique qu'elle reçoit. Le signal électrique a donc, pour l'instant, été transformé en signal mécanique. Il n'y plus qu'à le transformer en signal acoustique désormais.

C'est là qu'entre en jeu la membrane, qui est le cône que vous voyez dans un haut parleur. Cette membrane est directement reliée à la bobine, ce qui fait que les deux vont bouger ensemble. À chaque mouvement, la membrane exerce une pression sur l'air environnant, ce qui va créer une onde acoustique: le son. Le signal est désormais acoustique et vous entendez finalement le son de vote guitare sortir de l'ampli. Au plus la membrane est grande, au plus le son sera grave.

Les amplis à transistors VS amplis à lampes (ou tubes)

fonctionnement d'un ampli guitare
Transistor

fonctionnement d'un ampli guitare
Tube

Le débat mythique entre les lampes et les transistors. Chacun a ses avantages et ses inconvénients, comme nous le verrons plus bas, même s'il existe une certaine mode qui ne jure que par les amplis à tubes.

Bon à savoir: les synonymes de lampe sont tube ou encore valve (en anglais). Pour les transistors, vous pourrez rencontrer le terme solid state. Ce sont des synonymes et ils signifient la même chose.

Sachez tout d'abord qu'il n'y a pas que les amplis à lampes et les amplis à transistors. Il existe également les amplis dit à modélisation et les ampli hybrides. Ces derniers sont généralement constitués d'un pré ampli à lampes et d'un ampli de puissance à transistors, pour associer le meilleur de chaque technologie au sein d'un même produit.

Mais pourquoi parle-t-on d'amplis à tubes et d'amplis à transistors?

Tubes et transistors sont en fait les deux technologies les plus répandues qui permettent d'amplifier un signal électrique

Concrètement, tubes et transistors jouent le même rôle: amplifier le signal. Il s'agit ici du fonctionnement de l'ampli: s'il est à tubes, cela signifie que son ampli de puissance (et, dans une moindre mesure son pré ampli), utilise des tubes pour amplifier le signal électrique et l'envoyer au haut parleur. S'il est à transistors, ce sont les transistors qui jouent le rôle d'amplificateur du signal.

Alors, pourquoi les tubes sont-ils si populaires chez les guitaristes?

Il faut savoir une chose: tous les grands groupes de rock des années 60 et 70 jouaient, pour la quasi totalité, sur des amplis à lampes. Il est vrai qu'à l'époque, l'ampli à transistors n'était pas aussi perfectionné qu'aujourd'hui.

Alors oui, c'est sûr que quand on voit un Jimmi Hendrix, un David Gilmour ou un Eric Clapton jouer sur des amplis à lampes, on en déduit qu'ils sont automatiquement supérieurs. Cela crée une certaine légende.

Il faut ajouter à cela bien évidemment le fait qu'il y a une réelle plus valu au son d'un tube: il est souvent décrit comme plus chaud et la saturation du son se fait de manière moins brutale (on parle de soft clipping), ce à quoi l'oreille humaine répondrait favorablement. Personnellement, je trouve que le mot "souple" convient parfaitement au son d'un tube.

Le mieux reste de tester: vous vous ferez votre propre avis. Il est très difficile de mettre des mots sur un son, et il est toujours préférable de ressentir soi même les vibrations pour se faire son propre jugement.

Mais la réalité aujourd'hui est beaucoup plus contrastée que dans les années 70. En effet, entre temps, les amplis à transistors (les solid states) ont fait d'énormes progrès, à tel point que leur son n'est en rien ridicule comparé aux amplis à lampes.

Encore une fois, tout est question de goût personnel. Les amplis à transistors offrent, pour la plupart, un son de qualité, une distorsion qui peut même faire l'affaire des groupes de métal (le guitariste de Pantera est connu pour jouer sur du transistor) et tout cela à un moindre coût et sans avoir à envoyer son ampli en maintenance tous les deux ans, car les transistors sont beaucoup plus robustes que les tubes. Ce dernier point n'est donc pas à négliger si l'on souhaite partir en tournée et mettre son ampli dans un camion par exemple.

Question popularité au sein de la communauté guitaristique, les avis sont très partagés. Personne n'a vraiment tort ou raison, c'est juste une question de préférence. Si vous regardez par exemple les deux sondages figurant ci-dessous, extraits de deux sites web différents, on peut voir qu'à la question "Préférez vous les amplis à tubes ou amplis à transistors?", le public est aujourd'hui très partagé (sondages relevés à la date du 07 août 2016):

tubes vs transistors
Tubes: 31% - Transistors: 29%
source: http://www.soundandvision.com/content/do-you-prefer-tube-based-or-solid-state-audio-gear

tubes vs transistors
Tubes: 40% - Transistors: 42%
source: https://spinditty.com/instruments-gear/Tube-Amp-vs-Solid-State-Which-Best-Guitar-Amp-You

Comme vous le voyez, les avis sont partagés en 50/50. Cela prouve bien une chose: quoi qu'on en dise, les deux technologies se valent. La différence se fera en fonction des goûts subjectifs de chacun. À vous d'aller essayer les amplis et de vous faire votre propre opinion.

Avantages et inconvénients des amplis à tubes

  • +: son "chaud" et "chaleureux",
  • +: plus de sustain: la note dure plus longtemps après avoir pincé la corde,
  • +: signal soft clipping - la saturation du signal est douce et moins froide qu'un tube: cela donne une réelle beauté au son,
  • +: les amplis à lampes sont souvent mieux équipés en terme de haut parleurs, haut de gamme oblige.
  • -: la beauté du son va généralement de paire avec un fort volume: il faut pousser l'ampli dans ses retranchements pour voir ce qu'il a dans le ventre. Pas très pratique quand on veut jouer à bas volume dans son appartement sans faire péter les plombs à la voisine du dessous,
  • -: les lampes sont plus chères que les transistors et nécessitent d'être changées régulièrement,
  • -: sa fragilité: les lampes cassent facilement. Attention donc lors des déménagements.

Avantages et inconvénients des amplis à transistors

  • +: la qualité du son a largement été améliorée depuis les débuts et est aujourd'hui plus qu'à la hauteur, à tel point que (les experts hurleront au scandale) la différence entre transistors et tubes peut parfois être difficile à réaliser (selon les résultats de cette étude universitaire, les guitaristes testés à l'aveugle avaient réellement du mal à différencier les amplis à lampes des amplis à transistors),
  • +: sa robustesse: les transistors n'ont pas besoin d'être remplacés régulièrement comme les lampes. Il n'est par rare de voir un ampli à transistors durer plus de 10 ans,
  • +: son prix: la technologie des transistors est bien moins chère à fabriquer que celle des lampes.
  • -: le transistor est souvent associé aux produits moyens et bas de gamme dans la tête des gens, c'est moins la classe...,
  • -: son plus sec et plus froid qu'un tube

La puissance d'un ampli: qu'est ce que cela signifie?

Quand on parle de puissance d'un ampli de guitare, neuf fois sur dix on parle de puissance RMS. Quand on dit j'ai un ampli 100 watts, on sous entend "100 watts RMS".

Qu'est ce que la puissance RMS?

RMS signifie "Root Mean Square" en anglais et représente la moyenne du voltage ou de l'intensité du courant envoyée à l'amplificateur.

Une fausse croyance largement répandue parmi la communauté guitaristique est que la puissance sonore de l'ampli vient principalement de sa puissance RMS. C'est faux!

Lorsque la puissance d'un ampli double, savez vous de combien de décibels le son monte? 3 décibels. Oui vous l'avez bien lu: la différence de son entre un ampli 50 watts et un ampli 100 watts est de 3 décibels seulement.

Pour doubler le volume, il faut une augmentation de la puissance par ... 4. Ainsi, un ampli de 400 watts produit 2 fois plus de décibels qu'un ampli de 100 watts, et non pas 4 fois plus comme le sous entendraient certains.

En simple, vous croyiez peut être à tort qu'un ampli de 400 watts produisait un son 4 fois plus fort qu'un 100 watts; en réalité, à haut parleurs égaux, il ne produit qu'un son 2 fois plus fort.

Qu'est ce que cela veut dire? Et bien, quand un vendeur en magasin essaie de vous vendre un gros ampli 100 watts parce que "100 watts ça envoie du lourd", c'est tout simplement faux. Du moins, ce n'est pas principalement dû aux 100 watts qu'il a dans le ventre.

"Mais pourtant, j'ai réellement l'impression qu'un ampli 100 watts est beaucoup plus bruyant et puissant qu'un 50 watts! D'où cela vient-il alors?"

Si vous testez un 50 watts et un 100 watts et que le second semble plus puissant que le premier, cela vient en grande partie des haut parleurs. Le nombre et la qualité des haut parleurs sont ce qui fait qu'un ampli va offrir un son puissant ou non. Alors que la plupart des novices ne se focalisent que sur la puissance RMS pour juger de sa puissance, la réponse se trouve en fait au niveau des hauts parleurs.

Avez vous déjà remarqué que la plupart des petits amplis ne possédait qu'un seul petit haut parleur pas très imposant? Alors qu'au contraire, les gros amplis de 100 watts ou plus en possédaient au minimum deux de plus grandes tailles (et souvent de meilleurs qualités)? Et bien la voilà la réponse aux différences de puissance et de qualité de son des gros amplis: le nombre et la qualité des haut parleurs qu'ils possèdent. La puissance RMS ne joue qu'un rôle secondaire.

C'est également au niveau des haut parleurs que se fait, en partie, la différence de son entre les amplis à tubes et les amplis à transistors: les premiers étant techniquement plus chers à produire (les tubes sont bien plus chers que les transistors), les amplis à lampes sont souvent catégorisés haut de gamme et par conséquent sont équipés de meilleurs haut parleurs que les transistors (le produit doit être haut de gamme jusqu'au bout).

Les amplis à transistors sont généralement assimilés à des produits plus abordables. Par conséquent les vendeurs ne se privent pas de baisser les prix en équipant certains de leurs amplis avec des haut parleurs de moindre qualité.

La prochaine fois que vous achetez un ampli de guitare, donc, intéressez vous d'abord aux haut parleurs avant de demander au vendeur le nombre de watts qu'il possède.

Until next time.

- Heavy -

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