Qu’est-ce que la hauteur audio (pitch) ? Comment changer le ton d’une voix

La hauteur, c’est le caractère aigu ou grave d’un son, et elle est fixée par sa fréquence fondamentale : le nombre de vibrations par seconde. Dans une voix, les cordes vocales fixent la hauteur, tandis que la gorge et la bouche façonnent le timbre. Un outil de transposition déplace les deux ensemble : c’est pourquoi les petits décalages sonnent naturels et les grands non. Pour changer la tonalité d’un enregistrement sans changer sa vitesse, décalez-le de quelques demi-tons avec un modificateur de hauteur et de vitesse.

Hauteur et fréquence : quelle différence ?

La fréquence est une mesure physique : le nombre de vibrations par seconde, exprimé en hertz (Hz). La hauteur est ce que nous entendons : un son plus ou moins aigu ou grave. Les deux vont ensemble, puisqu’une fréquence plus élevée est perçue comme une hauteur plus aiguë, mais la relation n’est pas linéaire. Nous percevons la hauteur par rapports : chaque doublement de la fréquence s’entend comme le même intervalle, une octave. De 110 Hz à 220 Hz, il y a une octave, et de 440 Hz à 880 Hz aussi, bien que le second écart soit quatre fois plus grand en hertz.

La musique divise chaque octave en douze demi-tons. Dans le système d’accord standard, chaque demi-ton augmente la fréquence d’environ 5,9 %, et la note A4 (la4) est fixée à 440 Hz. Cela suffit pour donner un nom de note à n’importe quelle fréquence ; le Convertisseur de fréquence en note fait le calcul, et De Hz à la note l’explique pas à pas.

Comment la voix produit la hauteur

Lorsque vous parlez ou chantez, l’air venu des poumons fait vibrer les cordes vocales dans le larynx. Le rythme de cette vibration est la fréquence fondamentale de la voix, souvent notée F0, et c’est elle que nous percevons comme la hauteur. Des cordes vocales plus longues et plus lourdes vibrent plus lentement : c’est pourquoi les voix d’hommes adultes sont en général plus graves que les voix de femmes, et les voix d’enfants plus aiguës encore. Tendre les cordes fait monter la hauteur, comme lorsqu’on tend une corde de guitare. L’École de physique de l’UNSW à Sydney décrit ce mécanisme dans son introduction à l’acoustique de la voix.

Le timbre n’est pas la hauteur : les formants

Deux personnes peuvent chanter la même note et sonner de façon totalement différente. Les cordes vocales produisent un bourdonnement qui contient la fondamentale et toute une série d’harmoniques au-dessus. En sortant, ce son traverse la gorge et la bouche, qui résonnent à certaines fréquences et renforcent les harmoniques qui s’y trouvent. Ces résonances s’appellent les formants. Ils dépendent de la taille et de la forme du conduit vocal, et ce sont eux qui font d’une voyelle un « a » ou un « i », et qui distinguent une voix d’une autre.

Le point important, c’est que les formants sont largement indépendants de la hauteur. Quand vous chantez une gamme sur une même voyelle, la fondamentale se déplace, mais les résonances de votre conduit vocal restent à peu près où elles sont.

Pourquoi une voix transposée sonne peu naturelle

Un outil de transposition simple déplace tout dans le même rapport : la fondamentale, les harmoniques et les formants. Montez une voix d’une octave, et les formants doublent eux aussi, comme si la gorge et la bouche de la personne avaient rétréci de moitié. L’oreille y entend une créature minuscule : c’est le fameux effet « chipmunk ». Vers le grave, la même voix semble appartenir à quelqu’un dont la tête serait démesurément grande.

Avec de petits décalages, l’effet se remarque à peine, car les voix réelles diffèrent déjà d’autant. Jusqu’à deux ou trois demi-tons, une voix transposée reste celle de la même personne. Au-delà, le caractère change. Les outils professionnels savent décaler la hauteur en maintenant les formants en place ; les outils simples, y compris celui de ce site, les déplacent ensemble.

Comment changer la hauteur sans changer la vitesse

Sur une platine ou un magnétophone, la hauteur et la vitesse sont liées : en lisant plus vite, tout devient plus aigu. Le traitement numérique sépare les deux. Pour transposer un morceau ou un enregistrement :

Les raisons courantes de changer la hauteur

• Transposer un accompagnement pour qu’un morceau soit dans une tonalité confortable pour votre voix.
• Adapter un sample à la tonalité d’un projet. Trouvez d’abord la tonalité avec l’Analyseur de BPM et de tonalité.
• Travailler un passage : ralentir un trait rapide sans le rendre plus grave.
• Effets créatifs : une voix fortement montée ou baissée est volontairement peu naturelle, et c’est exactement ce que recherchent certains styles. Si vous voulez que la hauteur et la vitesse baissent ensemble, comme sur un disque ralenti, utilisez le Créateur de slowed + reverb.