Micros, casques de la série Mx et autres accessoires associés, tels les intra-auriculaires de la série E… Audio-Technica aura fourni au total plus de 2 300 équipements aux équipes du radiodiffuseur hôte pour couvrir les dernières compétitions mondiales de sports d’hiver en Chine. La plupart des caméras étaient ainsi munies de micros canon Audio-Technica, déployés pour l’occasion à plus de 700 exemplaires, dont une majorité de modèles stéréo BP4027 et BP4029.
Pour les équipes d’ingénierie du géant nippon, l’aventure du sport broadcast a commencé en 1996, à Atlanta. Depuis, « nos produits sont présents sur les grands événements de sports mécaniques, basket-ball, tennis, patinage, sports de glisse, natation, Golf, etc. et la plupart des chaînes publiques, en France comme à l’étranger, ainsi qu’un grand nombre de prestataires, qui peuvent aussi s’équiper via d’autres revendeurs, sont nos clients réguliers », indique Agni Akkitham, manager audio professionnel EMEA (Europe, Moyen-Orient, Afrique). Avant de poursuivre : « C’est en travaillant en étroite collaboration avec les équipes chargées du design sonore que nous développons des solutions totalement adaptées à chaque événement. »
Le BP28, favori des circuits
Le partenariat officiel – le seul en Europe – du constructeur japonais avec l’espagnol Dorna Sports, qui détient les droits de diffusion du Moto GP, en est un exemple. Depuis 2019, il se traduit par l’utilisation exclusive de micros AT, le développement et le test de nouvelles solutions en conditions réelles qui seront ensuite plus largement diffusées sous forme de nouveaux produits ou dans des versions améliorées de modèles déjà existants.
La quasi-totalité des micros fournis par Audio-Technica pour la captation d’événements sportifs possède une sortie analogique, comme l’ensemble des micros professionnels de la marque à l’heure actuelle, à l’exception des produits d’installation en Dante, destinés à des lieux accueillant du public et à des usages très variés (conférence, surveillance, communication, hôtels, parcs d’attractions, bureaux…). « Hormis notre dalle de plafond, nos micros n’embarquent pas d’unité DSP », signale Agni Akkitham.
Les micros canon BP4071, BP4029, BP4027, BP28, BP4073, les micros d’ambiance BP4025, AT4050, AT4050ST, les micros commentateurs BP4001, ainsi que d’autres modèles (BP899, BP898, ATM350a, U853a…) destinés à des applications spécifiques, font partie de l’arsenal déployé par le constructeur japonais.
Le BP28L en particulier est aujourd’hui un standard sur les tournages du Moto GP, la catégorie reine des courses de motos sur piste, qui, depuis l’an dernier, grâce au premier sacre mondial d’un pilote tricolore, Fabio Quartararo, a conquis une nouvelle audience en France. Ce micro canon à large diaphragme, avec une tolérance extrêmement élevée aux hautes pressions acoustiques, apporte un excellent rendu dans les basses fréquences, permettant une capture du son des moteurs et autres bruits de la piste beaucoup plus fidèle que les micros canon standards, moins résistants aux fortes pressions sonores et qui, de ce fait, ont tendance à saturer. De plus, à cause de leur directivité moins contrôlée dans les basses fréquences, l’opérateur a tendance à insérer un filtre coupe-bas, ce qui a pour effet de bouleverser le spectre du signal.
La majorité des micros AT embarquent une capsule, à l’exception de ceux à directivité variable, comme l’AT4050, et les micros stéréo. C’est aussi le cas du BP 3600, très prisé sur les circuits et les compétitions mondiales de sports d’hiver et d’été. Le contenu 5.1.4, capté au moyen de ce micro multi-capsules conçu pour la création d’ambiance immersive, est mixé avec les différentes sources individuelles fournies par l’ensemble des microphones disséminés sur l’aire de compétition. Le produit, acheminé par des canaux discrets déjà mixés, est ensuite prêt pour une diffusion sur un système 5.1.4 ou pour un encodage au format du réseau audio.
Typiquement, l’hiver dernier en Chine, le son d’ambiance était diffusé en 5.1 surround, grâce à une combinaison de microphones à large diaphragme AT4050 mono et AT4050ST stéréo, souvent suspendus très haut, ainsi que de microphones stéréo BP4025 avec leur bonnette personnalisée dans un environnement 4.0. Au total, plus de 200 microphones pour les prises d’ambiance furent utilisés sur les différents sites de compétition.
Puissance acoustique
Dans le cas du Moto GP, l’intensité est difficile à apprécier, mais une moto à cinq mètres produit en moyenne un son de 130 dB (A) (près de 137 dB (C)), ce qui correspond au seuil de la douleur chez l’homme. Suivant le nombre et la position des machines en course, la puissance acoustique oscille de 120 à 145 dB (A). En outre, dans la voie de dégagement (pit lane) où se dressent les boxes des différentes écuries de course, le mur génère un effet tunnel qui peut accroître la pression de près de 10 dB. Plus encore, avec vingt motos sur la grille de départ, ou lorsque plusieurs sont proches les unes des autres dans la course, le niveau sonore augmente drastiquement, au point de saturer la plupart des micros qui étaient jusque-là utilisés et dont le rendu était inexploitable.
Les modèles AT, quant à eux, sont connus pour mieux apprivoiser que d’autres les décibels à des niveaux très élevés et offrir une large bande passante avec suffisamment de détails dans les basses fréquences.
Le constructeur japonais n’utilise que des capsules statiques pour les micros canon. « Pour éviter la distorsion, nous opérons avec le BP28 qui peut supporter de très fortes pressions sans saturer, tout en offrant un rendu très propre des basses fréquences ainsi que des médiums et des aigus très détaillés », explique Rodrigo Thomaz, spécialiste produits. Un micro à double capsule (AE2500), avec un élément statique et un élément dynamique, est également installé près de la grille de départ. Dans le fracas des moteurs déchaînés, « nous utilisons le signal dynamique pour les basses fréquences et la capsule statique pour tout le reste », enchaîne celui qui, sur le terrain, fait le lien avec les équipes de Dorna Sports.
Des échanges entre techniciens dans les boxes au bruit des outils en passant par le son des motos, la plage dynamique est donc extrêmement large et difficile à quantifier. Ainsi, le BP28L est capable d’encaisser jusqu’à 138 dB SPL (159 Pa), voire 148 dB SPL (502 Pa) avec l’atténuateur. Ce micro canon long offre aussi une sensibilité de -23dBV (70.8mV/Pa), ce qui est relativement haut comme valeur. Et avec son bruit de fond très faible de 3 dB, sa plage dynamique est de 135 dB SPL
Précision, robustesse et discrétion
« La production audiovisuelle pour le sport demande des micros de précision sous des formes très diverses, allant des micros d’ambiance mono, stéréo ou multi-canaux aux divers types de canons en passant par les micros miniatures et les micros de surface. Ils doivent être capables de capturer une large gamme de fréquences sur une grande plage dynamique et être suffisamment robustes afin de résister à des conditions météo extrêmes (hygrométrie, chaleur caniculaire…) », résume Agni Akkitham.
Ainsi, près du moteur, la température monte à plus de 100°C. Pour autant, « nos micros embarqués, à l’essai depuis trois saisons, n’ont subi aucun dommage et continuent de fonctionner correctement, quand les tests effectués par Dorna avec des micros concurrents ont échoué : au bout de cinq minutes, ces derniers cessaient de fonctionner et à la fin de la course, ils avaient complètement fondu », vante de son côté Rodrigo Thomaz.
En outre, les producteurs de contenus cherchent à offrir toujours plus de détails et visent à une plus grande interaction avec le terrain et le public. « Cela implique donc des contraintes dans le placement des micros, qui, par ailleurs, doivent être aussi peu visibles que possible », ajoute le collaborateur brésilien d’Audio-Technica.
Ainsi, en février dernier en Chine, les microphones de proximité U851R, usinés dans une couleur spéciale (« blanc d’hiver ») pour l’occasion, et les nouveaux micros-cravates omni (lavaliers) BP899 et BP898 étaient disséminés discrètement autour des aires de compétition. De même, quelque soixante modèles AT880b avaient été préalablement enfoncés dans la glace de la patinoire afin de capter le bruit des patins lors des épreuves de patinage de vitesse, de patinage artistique et de hockey sur glace.
Ce type d’enjeu existe aussi sur chacun des circuits du Moto GP visités par les équipes d’Audio-Technica. Ici, le dispositif audio type s’appuie sur des mono-canons à large diaphragme de moyenne et grande longueur (BP28 et BP28L), des canons stéréo courts et moyens (BP4029 et BP4027), un couple X/Y à large membrane (BP4025), un micro dynamique à large membrane (BP40) et un micro à double capsule (AE2500). Dans les boxes du pit lane, « nous utilisons des micros de surface (U851R) et, pour les caméras à l’épaule et sur grue, des canons mono BP4071 », prolonge Rodrigo Thomaz.
Enfin, dans la salle de presse, Audio-Technica déploie son système de pied de micro en Dante (ATND8766a), grâce auquel le gain, le coupe-bas, la Led et l’alimentation fantôme peuvent être pilotés à distance.
Rappelons que le constructeur ne s’occupe ni de la diffusion ni de l’encodage des sources. Pour autant, la dernière version « a », en l’occurrence, offre une compatibilité « plug-and-play » avec les réseaux AES67, y compris Livewire, Ravenna et Q-Lan. Les produits AT sont également compatibles avec un format audio comme Dante Domain Manager, lequel permet la gestion des rôles de sécurité, le routage à travers différents sous-réseaux, les alertes SNMP et plus encore.
Les défis de l’immersion
Cette quête du toujours plus d’émotion, de spectacle et de détails dans le son d’ambiance, qui se traduit par une grande variété de technologies et de formats, pousse aujourd’hui le fabricant à développer de nouvelles solutions de micros embarqués. « Nous avons une grosse demande concernant le son immersif », confirme Agni Akkitham. Avant d’ajouter : « En termes d’image, la 8K délivre une plus grande clarté et un degré supérieur de proximité avec les athlètes. De la même manière, nos équipements contribuent à offrir une expérience audio au plus près de l’action et à améliorer l’expérience de n’importe quel contenu vidéo. » Ainsi, après leur succès inaugural au Japon l’été dernier, quatorze prototypes de microphones 8.0, constitués chacun de huit éléments de 12 mm de diamètre, ont été déployés l’hiver dernier en Chine.
Dans un environnement aussi sonore qu’un Moto GP, l’un des points critiques est de discriminer les sons utiles des bruits indésirables, voire le son d’une moto de celui d’une autre. En l’occurrence, la directivité resserrée des micros canon montés sur les barrières, les murs du pit lane et les caméras disséminées autour du circuit permet d’isoler une moto ou un secteur, tout en rejetant le son provenant de l’arrière. « Le public représente également un défi car il faut qu’il soit présent sans masquer l’essentiel. Tout est question d’équilibre et de choix de réalisation », fait valoir Rodrigo Thomaz.
De même, sur un circuit dessinant des boucles très rapprochées où, du coup, les sons des différentes machines peuvent se mélanger, « nous utilisons des micros canon moyens, comme le BP28 ou le BP4027. La distance entre la caméra et la moto, le niveau sonore et les mouvements de caméra vont dicter le choix entre le premier (mono) et le second (stéréo) si nous suivons la moto sur une boucle complète. De cette manière, nous pouvons isoler une moto ou un secteur. »
Les lois de la physique impliquent que la directivité varie avec la fréquence (longueur d’onde). Maintenant, sur certains produits, pour une meilleure sonorité, « nous essayons de maintenir la réponse en fréquence la plus homogène possible, indépendamment de l’angle d’incidence du son. Dans d’autres cas, nous essayons d’atténuer au maximum les sons provenant des côtés et de l’arrière », explique encore le représentant d’Audio-Technica. Dans ce cas, l’atténuation sera plus forte en fonction de la fréquence, mais c’est souvent au bénéfice de l’utilisateur. Quoi qu’il en soit, « un travail acoustique est toujours effectué afin de maintenir une directivité la plus homogène possible », conclut Rodrigo Thomaz.
Surmonter l’engorgement du spectre, en partie dû à l’arrivée d’acteurs convergés, diminuer les risques d’affaiblissement du signal ou d’interférences, susceptibles de provoquer des décrochages ou des artefacts dans un environnement HF très dense… La planification des fréquences radio est un challenge ardu. Pour cela, Audio-Technica base son approche, en premier lieu, sur une transmission FM bien conçue, une bande relativement réduite, nécessitant des filtres performants au niveau du récepteur. Des amplificateurs et des systèmes de distribution offrant un IP3 élevé, afin d’obtenir un bon équilibre entre le spectre utilisé et le nombre de canaux, structurent cette approche. À cela, « nous associons, sur la série 5000, une bande de réception large de 230 MHz et des filtres et distributeurs additionnels pour faire face à toutes les situations auxquelles nous pouvons être confrontés », indique Alexander Lepges, directeur technique.
En second lieu, Audio-Technica déploie des modèles numériques présentant des avantages lorsque le spectre disponible est un peu plus important. De ce qui précède, il ressort que le constructeur japonais se concentre sur un spectre étroit car, sur le terrain, « nous sommes le plus souvent confrontés à un spectre qui comprend de multiples canaux télé de 6 ou 8 MHz plus ou moins adjacents », poursuit le responsable. L’espacement entre chaque canal devient donc plus crucial qu’un plan de fréquence libre de toute intermodulation du troisième ordre, utilisant un espacement plus grand sur un spectre plus large complètement libre.
Systèmes UHF
Lors des dernières compétitions mondiales d’hiver en Chine, les épreuves de curling furent retransmises via plus de cinquante canaux avec le système sans-fil de la série ATW-5000 et ses émetteurs ceinture. Le dispositif pouvait fonctionner en continu jusqu’à treize heures par jour dans un environnement difficile, tant en raison de la température que du nombre de fréquences radio nécessaires.
S’agissant des systèmes UHF, les ingénieurs maison concentrent leurs efforts sur la transmission vers un récepteur analogique ou numérique d’un son le plus fidèle possible au signal du microphone. « Notre compander multi-bandes sur la série 5000 ou notre propre codec pour notre plate-forme numérique sur la série 3000 ont été conçus essentiellement pour répondre à cette exigence », affirme Alexander Lepges. L’utilisateur obtient ainsi un signal entrant dans sa production sans se soucier qu’il soit très compressé ou saturé.
Le double procédé de companding utilisé dans la série 5000 permet à Audio-Technica de se démarquer de la concurrence. Dans l’émetteur, le signal audio est divisé en deux autour d’une fréquence de coupure et les hautes et les basses fréquences sont traitées indépendamment en termes de compression et de limitation avant d’être mixées en vue de la transmission HF. « Dans le récepteur, nous effectuons le traitement inverse en séparant de nouveau le signal en deux et en appliquant indépendamment un expandeur sur chaque partie du signal. Cela nous permet de nous affranchir des problèmes rencontrés avec l’utilisation d’un compandeur large bande », explique Alexander Lepges.
Typiquement, les basses fréquences ayant beaucoup plus d’énergie, celles-ci ont tendance à déclencher le compresseur et le limiteur plus rapidement, affectant les fréquences médiums et aigües. « Avec notre approche, les pics de basses fréquences sont gérés par leur propre circuit, laissant les médiums et les aigus intacts. De cette manière, en restant sur une transmission analogique, nous obtenons un signal extrêmement fidèle, tout en maintenant une latence minimale, soit des qualités idéales pour le direct. »
Ce traitement est couplé à une limitation intentionnelle de la déviation pour éviter toute distorsion HF. Cela offre une marge beaucoup plus importante qui permet au système de produire un signal extrêmement pur, même lorsqu’il contient beaucoup de transitoires. Le coût à payer est une attention extrême portée aux circuits pour maintenir le bruit à un niveau très faible, aidé en cela par une conception soignée et pointue des circuits et l’utilisation de composants de grande qualité. « Le résultat est un rapport signal sur bruit similaire à nos concurrents, mais offrant une marge dynamique plus importante pour gérer les transitoires sans saturer », pointe Alexander Lepges. « Il est très facile de s’en rendre compte sur des sons percussifs ainsi que sur la voix humaine, qui peut générer des transitoires importants sur les dentales, plosives et sifflantes. »
Pour les systèmes UHF utilisés dans le sport, la stabilité de la liaison est bien entendu le prérequis numéro un. Rien de pire, en effet, qu’une perte de signal pendant une retransmission en direct.
À cet égard, il est important que les micros puissent s’affranchir d’un problème de réseau grâce à une utilisation autonome. Chez Audio-Technica, certains systèmes HF fonctionnent sur du 12 volts DC, ce qui permet de les alimenter à distance si nécessaire. Par ailleurs, « nous avons également des modèles de reportage (ENG) qui peuvent être alimentés par des batteries Li-Ion », signale Rodrigo Thomaz.
Enfin, si les conditions du direct l’exigent, la possibilité de passer d’une version filaire à une version HF, sans risque de décrochage ni d’artefact, s’avère également précieuse. En l’occurrence, « la plupart de nos microphones miniatures possèdent une version compatible avec nos émetteurs ceinture », explique Agni Akkitham. « Pour les micros main, nos systèmes HF des séries 3000 et 5000 peuvent accueillir l’une de nos six capsules interchangeables qui correspondent à nos principaux microphones filaires. »
Les voies du futur
En matière de microphones, les équipes d’Audio-Technica travaillent sur de multiples axes de développement, aussi bien dans le domaine de la production audiovisuelle que pour d’autres applications, comme les installations fixes ou même le grand public. Le constructeur conçoit également de multiples solutions de beamforming (filtrage spatial), de réduction de bruit active, d’analyse de bruits indésirables, etc. qui, à terme, viendront grossir son catalogue. Mais impossible d’en savoir plus. « Pour des raisons évidentes de confidentialité, nous ne communiquons pas sur les développements futurs ou en cours mais l’ambisonique ou le binaural, par exemple, sont des formats plus qu’intéressants pour le transport ou la diffusion de contenus et nous travaillons sur des projets utilisant ces technologies pour d’autres types d’applications », confie néanmoins Alexander Lepges.
Pour l’heure, la participation du constructeur nippon à des événements sportifs de dimension mondiale, où de multiples prestataires travaillent de concert, lui a valu une précieuse expérience le conduisant à se concentrer sur une solution de prise de son universellement compatible sans passer par des DSP ou des plug-ins afin de répondre à la notion de temps réel inhérente aux retransmissions sportives. « Nous souhaitons offrir une solution flexible pouvant s’adapter à tout type de format, simple et rapide à mettre en place sans barrière technique ni de compatibilité », confirme le constructeur.
Assurément, au niveau du rendu et de la diffusion, les nouvelles technologies (Atmos…) sont la promesse d’une plus grande immersion, notamment dans les jeux du stade, mais « de même que pour un rendu stéréo on se sert essentiellement de micros monophoniques, pour la prise de son surround, la plupart des micros sont également monophoniques », fait remarquer Alexander Lepges.
Quant à l’intelligence artificielle (IA), dans des ambiances sportives extrêmement bruyantes, celle-ci augure sans doute de nouveaux développements, tel celui de micros qui pourront suivre automatiquement l’action et être plus directionnels et plus sélectifs que les micros canon existants. « Ce type de technologie existe et est utilisé dans certains de nos produits d’installation, comme le microphone ATND1061. Toutefois, il est important de bien comprendre l’ensemble du trajet du signal avant de commencer à appliquer des traitements individuels ici et là », pondère Alexander Lepges.
Dans de nombreux cas, en effet, il est plus judicieux d’utiliser, en aval, la puissance de calcul d’un réseau neuronal ou de processeurs à distance dans le cloud que d’essayer de traiter le signal au niveau du micro avec un processeur limité en puissance. « Dans le futur », prédit le directeur technique d’Audio-Technica, « de plus en plus de produits embarqueront de la puissance de calcul pour certains types de traitement, mais d’autres solutions nécessiteront un signal inaltéré pour offrir la meilleure matière première à un traitement plus complexe. »
Par ailleurs, la production audiovisuelle arrive à un tel niveau de détail que les téléspectateurs peuvent aujourd’hui entendre des sons qui échappent au public. « Peut-être allons-nous assister à l’émergence d’un nouveau concept visant à offrir en direct ce niveau de détail aux spectateurs présents sur place », envisage de son côté Rodrigo Thomaz. « À la manière de ce qui existe déjà pour la vidéo, via les écrans géants… ».
Article paru pour la première fois dans Mediakwest #47, p. 38-45
