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Les microphones
Bien les connaître pour bien les utiliser
     

Les divers types de microphones existants (4/4)
et leurs applications majeures


Les autres types de microphones

Les autres types de microphones ne méritent pas la même attention que les précédents, car il s'agit soit de micros "historiques" dont les technologies sont maintenant de loin dépassées, ou bien de micros " ésotériques " dont les technologies ne peuvent pas être mises en œuvre hors d'un cadre expérimental au regard du coût et des contraintes qu'ils occasionnent. Citons tout de même :

Le microphone à grenaille (dit également "à charbon")
Microphone réellement historique s'il en est, puisque c'est celui que l'on a vu sur les téléphones, les scènes et dans les studios des années 1890 aux années 40. Un look à cheval entre le dinosauresque boisé et le tout métal, on le reconnaissait à sa taille (en général pas moins de 20 centimètres de diamètre) et à ses nombreuses percées de part et d'autre permettant la décompression des faces de la membrane.

Un de ses plus fabuleux exemples de mise en oeuvre scabreuse se trouve dans le film de Stanley Donen, "Singing in the rain", dans la scène du tournage de la scène d'amour en studio.
Son principe repose sur le principe de variation de la permitivité diélectrique des matériaux en fonction de la compression qu'on leur applique. En l'occurrence, la coque du micro renferme une grenaille de charbon minéral, et donc semi-conducteur, mise en contact direct avec la membrane. On applique de part et d'autre de cette grenaille une tension continue qui passera donc dans la résistance constituée par le charbon. Lorsque la membrane subit une excitation par une onde acoustique, elle compresse la grenaille dont la résistance baisse alors, ce qui se traduit par une augmentation de l'intensité du courant qui la parcourt. Dans le cas où l'onde décompresse l'ensemble, c'est exactement l'inverse qui se produit. On récupère donc un courant proportionnel à la pression acoustique instantanée. Ce type de micro est bien sûr très peu fidèle, car les variations ainsi récupérées sont infimes et donc sujettes à toutes les perturbations électriques et électromagnétiques possibles et imaginables. C'est en plus sans compter sur le fait que la membrane ainsi en contact avec la grenaille n'a quasiment aucun débattement possible, si ce n'est celui que lui autorise l'élasticité du charbon, autrement dit, quasiment rien.

Le microphone à ruban
Le microphone à ruban a eu son heure de gloire dans les années 50, sur les scènes d'Elvis Presley et autres monstres de prestige, ainsi que dans les grands studios. Son principe repose sur la modification réciproque d'un courant électrique et d'un champ électromagnétique.

Un ruban d'alliage métallique plié en accordéon est inséré dans l'axe d'un électro-aimant cylindrique. Lorsque l'électro-aimant est alimenté, il produit un champ électromagnétique qui va générer un courant continu dans le ruban, dont les deux extrémités sont respectivement reliées aux deux bornes du primaire d'un transformateur. Lorsque le ruban, très léger, est déplacé par une variation de pression acoustique, il n'est plus dans l'axe du cylindre formé par l'électro-aimant, et donc plus soumis à un champ de même intensité. Ceci se traduit par une variation de l'intensité électrique dans le ruban, proportionnelle en théorie au déplacement du ruban, et donc à la pression acoustique. C'est la variation de ce courant, image de la variation de pression acoustique que l'on récupère au secondaire du transformateur.

Ce micro n'a pas vécu très longtemps en raison de l'arrivée des micros dynamiques et piézoélectriques dans les années 60, mais surtout à cause de sa fragilité et de son coût prohibitif vis-à-vis de ses performances déclinantes. En effet, utilisant les propriétés des champs électromagnétiques, il s'est vu parasité avec l'explosion des émissions herziennes qui faisaient qu'il se comportait comme un véritable récepteur radio…


Le célèbre Melodium 42Bd, micro à ruban d'anthologie, puisqu'utilisé par le King lui-même

Le microphone piézoélectrique
Le microphone piézoélectrique utilise les propriétés à la fois mécaniques et électriques de certains cristaux minéraux et en particulier du quartz. Le fait d'appliquer une tension aux deux faces d'un cristal de quartz le fait se déformer : c'est typiquement ce qui est utilisé dans les écouteurs de téléphone. Réciproquement, le fait d'appliquer une contrainte mécanique, et plus particulièrement de compression, à un tel cristal, va faire apparaître sur ses faces une tension proportionnelle à la contrainte qui lui sera exercée. Il suffit donc de transmettre le déplacement d'une membrane à l'une des faces d'un cristal, par un moyen mécanique, pour en faire un transducteur.

Ce type de microphone est très peu utilisé, car il souffre de grosses lacunes, à commencer par une bande passante étroite, une sensibilité très basse (de l'ordre de quelques µV/Pa), et par conséquent, un bruit équivalent très élevé. En outre, il ne permet une dynamique que très réduite en raison des limitations mécaniques du cristal en termes d'élasticité. En revanche, c'est un type de micro d'une solidité à toute épreuve, qui supporte aussi bien les chocs, que la poussière et même l'immersion complète.

Le microphone à plasma
Un plasma est un gaz ou un liquide fortement ionisé, ce qui lui confère un permitivité diélectrique bien supérieure à ce qu'elle serait dans ce même gaz à son état normal. Un exemple fréquent de plasma est celui de l'air juste avant que la foudre se produise : l'air est fortement ionisé, la différence de potentiel électrostatique entre lui et le sol est énorme, et il se comporte donc dans ce cas précis comme un conducteur, d'où l'arc électrique.

Le microphone à plasma fonctionne sur le même principe que le microphone à grenaille, à savoir, la compression d'un corps dont la permitivité diélectrique est variable en fonction de la pression qu'on lui applique (en ce sens, on pourrait presque qualifier le micro à grenaille de micro à plasma). Les deux principales différences viennent tout d'abord du fait que la tension appliquée entre la membrane et le côté opposé du plasma est bien plus élevée dans le cas du microphone à plasma (de l'ordre de quelques milliers de Volts). Ensuite, le plasma est bien plus sujet à variation de permitivité diélectrique (i.e. résistivité) en fonction de la pression à laquelle il est soumis. En d'autres termes, il est beaucoup plus sensible que son ancêtre à charbon.

Ce type de micro, pour des raisons évidentes de sécurité, et de mise en œuvre industrielle, reste à l'état d'études en laboratoire. Cela n'en fait pas un instrument inintéressant car ses performances en termes de sensibilité, de bruit équivalent, ainsi qu'en dynamique, en font le type de micro le plus abouti qui existe aujourd'hui. L'évolution des technologies le rendra peut-être accessible dans quelques années, auquel cas, il pourrait bien détrôner les électrostatiques qui tiennent aujourd'hui le haut du pavé.

 

Gwendal Poiron

Les types de microphones existants (1/4) : les microphones électrodynamiques



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