Il existe deux types d’ondes : les ondes simples et les ondes complexes.
Une onde simple est une onde unique (ex : une onde sinusoïdale) ou un assemblage de plusieurs ondes identiques.
Une onde complexe, elle, se caractérise par un ensemble d’ondes non identiques.
« Toute onde complexe peut être décomposée en un certain nombre d’ondes sinusoïdales simples, à l’exception des transitoires, qui sont les périodes d’établissement et de disparition du son. »
Joseph Fourier (1768-1830)
Caractéristiques d'une onde simple
Une onde est définie par 5 éléments :
- Une amplitude
- Une période
- Une longueur d’onde
- Une phase
- Une fréquence
L'amplitude
Représentation des variations de pression de l’onde dans l’espace, elle est exprimée en Pascal. C’est la différence entre le niveau maximal de pression/Dépression dans l’espace et son point d’équilibre. L’amplitude de l’onde caractérise la puissance de celle-ci et est donc liée au volume, lui ,exprimé en Décibels.
La période
Une onde simple répétée est définie comme périodique car composée de cycles répétés. La période définit le temps nécessaire à l’onde pour effectuer un cycle complet.
La longueur d'onde
Elle représente la distance entre deux cycles d’une onde.
La phase
On définit la phase d’une onde par l’écart de phase entre les différentes ondes qui la composent. Cet écart est exprimé en degrés. On dit de deux ondes qu’elles sont en phase lorsque celles-ci se superposent parfaitement. Cet état a pour effet de doubler l’amplitude de l’onde finale. A contrario, deux ondes identiques en opposition de phase complète s’annulent entre elles et ne produisent aucun son.
La fréquence
Elle définie la vitesse d’oscillation de l’onde, soit le nombre de cycles périodiques effectués par celle-ci en une seconde. Elle est exprimée en Hertz. À ne pas confondre avec la vitesse de propagation qui elle correspond elle a la vitesse de déplacement de l’onde dans le temps.
Fondamental et harmoniques
Une note est définie sur une fréquence donnée. on appelle cette fréquence le son fondamental (ou note fondamentale). Celui-ci définit la hauteur du son. Les harmoniques et les partiels, quand à eux, définissent les informations sonores venant compléter cette note. Les sons harmoniques sont les multiples entiers du son fondamental. Les sons partiels sont, quand à eux, tous les autres sons qui ne sont pas harmoniques, ils sont appelés sons « inharmoniques« . C’est grâce à ces sons harmoniques et partiels qu’il nous est possible de différencier une note de Ré jouée sur un piano de celle jouée sur une guitare par exemple. L’ensemble de tous ces éléments qui constituent le son à savoir : fondamental, harmoniques et partiels, s’appelle le spectre sonore.
Formes d'ondes
La sinusoïde (Sinus)
C’est l’onde à l’origine de toutes les autres (sauf grains) et la plus simple qui soit à savoir un son fondamental unique sans harmoniques et inharmoniques.
La Carrée (Square)
À la différence de l’onde sinusoïdale, l’onde carrée contient dans son spectre sonore des harmoniques impairs.
L'Impulsion (Pulse wave)
L’onde impulsionnelle est une onde asymétrique provenant de l’onde carrée.
La Triangulaire (Triangle)
L’onde triangulaire est similaire à l’onde carrée dans sa composition mais diffère par la puissance de ses harmoniques.
Cette dernière peut être asymétrique.
La "dents de scie" (Saw ou sawtooth)
Onde la plus riche en harmoniques, elle est la forme asymétrique la plus poussée de l’onde triangulaire.
Il en existe deux types : l’onde Saw montante et l’onde Saw descendante.
Grains
Les grains sont un signal sonore purement numérique. Ils se composent d’une forme d’onde donnée, d’un point de départ, d’une durée et d’une enveloppe. Plus simplement, on peut définir un grain par un ensemble constitué d’une forme d’onde, d’une fréquence et d’une position dans le temps.
La forme d’onde du grain peut être :
- Synthétique : formes d’ondes classiques
- échantillonnée : sons enregistrés numériquement (échantillons) classés sous table d’ondes.
Bruits
Les bruits sont des sons non périodiques. Il en existe plusieurs sortes, tous différenciés par couleur.
Bruit Blanc
En théorie, Il est la représentation de la somme de toutes les fréquences sonores à puissance égale. Cependant,en réalité il représente des fréquences contenues entre certaines limites dans notre domaine de perception audio.
Bruit Rose
C’est un bruit blanc corrigé servant principalement au calibrage de systèmes de diffusion sonore. Le bruit blanc n’étant pas véritablement équilibré, on abaisse ce dernier de 3 décibels à chaque octave pour obtenir un ensemble homogène et donc ce que l’on appelle, un bruit Rose.
Bruit Rouge
De même que pour le bruit Rose, le bruit rouge n’est autre qu’un bruit blanc abaissé de 6 décibels par octave.
Il existe différents autres types de bruits, toujours classés par couleurs, cependant leur importance est moindre en synthèse sonore.