Filtre passe-haut/filtre coupe-bas : explication et utilisation

Qu'est-ce qu'un filtre passe-haut/filtre coupe-bas ?

Un filtre passe-haut est une sorte de égaliseur qui atténue ou supprime complètement les fréquences inférieures à une certaine fréquence de coupure (Cutoff Frequency), tandis que les fréquences supérieures à la fréquence de coupure sont laissées passer sans modification. Il existe deux désignations différentes pour les filtres passe-haut, qui expliquent toutes deux essentiellement la fonction du filtre et ont la même signification :

• Filtre passe-haut (high pass filter) : Les hautes fréquences "passent", c'est-à-dire qu'elles sont transmises.
• Filtre Low Cut : les basses fréquences sont "coupées", c'est-à-dire atténuées ou supprimées.

Cette fréquence de coupure peut être fixe ou flexible selon le filtre. Beaucoup de interfaces audio et préamplis ont un filtre passe-haut intégré dont la fréquence ne peut pas être modifiée.

En revanche, les filtres coupe-bas des égaliseurs matériels et des plug-ins permettent un réglage flexible de la fréquence de coupure, ainsi que de l'intensité/pente de la courbe, qui indique de combien de dB la coupure est effectuée. Les filtres passe-haut à intensité élevée donnent un son moins naturel et peuvent causer des problèmes de phase, c'est pourquoi ils doivent toujours être utilisés avec précaution.

Elle s'exprime en dB/octave et indique l'atténuation du filtre passe-bas à la moitié de la fréquence de coupure. Pour un filtre coupe-bas de -18 dB/octave à 100 Hz, comme dans l'exemple ci-dessus, l'atténuation à 50 Hz est de -18 dB.

Selon la pente de la courbe, les filtres sont désignés par différents noms, que l'on retrouve notamment dans les synthétiseurs et les effets analogiques.

Les filtres passe-haut d'ordre supérieur devraient plutôt être utilisés pour des corrections comme la réduction du bruit ou comme effets créatifs comme dans les contrôleurs DJ. La raison en est simple : ils sont fortement audibles et sonnent de manière peu naturelle, on peut vite ruiner le chant avec eux.

Par exemple, j'utilise souvent un filtre coupe-bas de 5e ordre à 50 Hz pour le chant féminin, afin de supprimer les bruits indésirables tels que les pas ou les chocs sur le pied de micro, car je sais que la voix ne joue pas dans ces basses fréquences.

Mais je ne l'utiliserais jamais pour amincir la voix à 250 Hz, par exemple, parce qu'elle ne s'amincit pas, mais disparaît presque complètement. Pour cela, un filtre passe-haut de premier ordre est bien mieux adapté.

La plupart des plug-ins d'EQ permettent de choisir la force/l'ordre du filtre. Sur les appareils analogiques qui n'offrent aucune possibilité de réglage, elle est généralement de 12 dB/octave.

À quoi servent les filtres passe-haut ?

Les filtres passe-haut sont souvent utilisés dans les appareils analogiques tels que les préamplificateurs, les interfaces audio ou les microphones afin de supprimer les bruits parasites dans les basses fréquences. Il existe de nombreuses situations en studio où de tels bruits se produisent :

• Si le sol est en bois et un peu vieux (comme dans mon studio), la marche ou le déplacement de l'artiste peut provoquer des vibrations dans le sol, qui se transmettent au trépied et donc au microphone. Ces ondes sonores se situent dans les basses fréquences et peuvent être très bien réduites ou complètement éliminées avec un filtre passe-haut.
• Les ronflements du secteur peuvent provoquer des artefacts dans les basses fréquences, surtout si l'ensemble de l'installation n'est pas correctement blindé électriquement.
• Si le studio n'est pas bien isolé du monde extérieur, les gros véhicules comme les camions ou les bus peuvent générer des ondes sonores profondes qui peuvent pénétrer dans le microphone.
• Si le chanteur ou la chanteuse heurte légèrement le pied de micro par inadvertance, ce bruit parasite peut parfois être supprimé par un filtre passe-haut (mais parfois pas).

Mais je préfère toujours utiliser mon filtre Low Cut comme plug-in en post-production plutôt qu'en enregistrement, car cela me permet d'éliminer ces fréquences de manière non destructive - il pourrait encore y avoir quelque chose de précieux dans cette gamme de fréquences.

Même si l'on pense ne pas avoir de bruits parasites dans la piste audio, il faut écouter attentivement ce qui se passe lorsqu'on applique un filtre passe-haut - on est parfois surpris de la propreté soudaine de la piste.

En général, il est également judicieux d'appliquer un filtre Low Cut aux pistes "sûres" (c'est-à-dire aux instruments qui jouent plutôt dans les aigus, comme les charlestons, la guitare ou le chant féminin), car il n'y a de toute façon pas d'informations dans les basses fréquences, seuls des bruits parasites peuvent apparaître. Il reste ainsi de la place pour les pistes basses importantes comme le kick et la basse et le mixage devient beaucoup plus clair et propre.

Les filtres Low Cut sont aussi souvent intégrés dans le signal sidechain des compresseurs, afin que les basses fréquences, qui ne contiennent souvent pas d'informations importantes, ne surchargent pas le compresseur et que seules les hautes fréquences importantes fassent fonctionner le compresseur.

Filtre passe-haut vs filtre passe-bas

Les filtres passe-haut et passe-bas sont deux types de filtres électroniques qui modifient la réponse en fréquence d'un signal. Bien que leurs noms se ressemblent, ils ont des fonctions totalement opposées. La principale différence réside dans les fréquences qu'ils laissent passer et celles qu'ils bloquent.

Un filtre passe-haut laisse passer les signaux à haute fréquence, tandis qu'il atténue ou bloque les signaux à basse fréquence. Les filtres passe-haut sont généralement utilisés pour éliminer les bruits indésirables à basse fréquence ou les composantes continues d'un signal.

En revanche, un filtre passe-bas laisse passer les signaux de basse fréquence, tandis que les signaux de haute fréquence sont atténués ou bloqués. Les filtres passe-bas sont souvent utilisés pour supprimer le bruit indésirable à haute fréquence ou pour lisser un signal en éliminant/réduisant les composantes à haute fréquence.

Exemples pratiques d'utilisation d'un filtre passe-haut

Comme mentionné précédemment, l'utilisation d'un filtre passe-haut a souvent pour but d'éliminer les bruits et artefacts indésirables. Si l'on en a la possibilité, je n'utiliserais le filtre coupe-bas qu'en postproduction, afin de toujours être du côté de la sécurité. En situation live, ce n'est évidemment pas possible - on utilise alors le filtre passe-haut qui est intégré dans la table de mixage pour chaque Channel Strip.

Il est recommandé d'utiliser le filtre passe-haut avant le compresseur - il devrait même être le premier dispositif d'effet dans la chaîne de signal. Comme les ondes sonores à basse fréquence transportent beaucoup d'énergie, elles peuvent rapidement pousser un compresseur à ses limites, même si le signal à compresser n'a pas encore dépassé le seuil.

Voici quelques exemples d'utilisation de filtres Low Cut qui font partie du quotidien de tout producteur de musique :

Filtre passe-haut pour des voix propres

Les filtres passe-haut sont souvent utilisés comme premier effet sur les voix, afin d'obtenir une piste propre sans bruits parasites. Il permet également de traiter la dynamique de manière beaucoup plus efficace et d'éviter que les ondes sonores à basse fréquence ne chargent inutilement la partie basse du mixage.

Tout l'art consiste à trouver où se situe la fréquence de coupure la plus élevée possible sans que la voix ne perde des informations importantes. Une fois que l'on a trouvé cela, on peut utiliser des filtres coupe-bas avec une pente plus élevée afin de supprimer complètement tout ce qui se trouve en dessous de cette fréquence.

Filtre passe-haut sur les overheads pour éviter les problèmes de phase avec la piste de grosse caisse

Lors de l'enregistrement d'une vraie batterie avec plusieurs microphones, il y a souvent le risque que la combinaison de la piste de kick et des overheads entraîne des problèmes de phase. Cela est simplement dû au fait que la même onde (kick) arrive dans deux microphones différents, mais avec une phase différente, car la distance au microphone est différente (le microphone de kick est pratiquement devant la grosse caisse, tandis que les overheads sont à environ 1 m).

Ce problème peut être résolu en appliquant un filtre passe-haut sur les pistes d'overheads. Cependant, le kick n'est alors plus audible sur les canaux overhead - ce qui n'est pas forcément mauvais, et est même parfois souhaitable si l'on veut que le kick sonne comme s'il se trouvait juste devant nous.

Il faut donc toujours écouter attentivement pour savoir si un filtre coupe-bas est vraiment nécessaire. Écoute ce qui se passe lorsque tu mélanges les deux pistes : est-ce que des fréquences sont effacées ? Est-ce que le kick sonne soudainement bizarre ou désagréable ? Tu as alors très probablement des problèmes de phase.

Filtre passe-haut pour les signaux sidechain d'un compresseur

Souvent, les compresseurs offrent la possibilité de placer un filtre coupe-bas sur le signal d'entrée sidechain. Ainsi, le signal audible n'est pas influencé, mais uniquement le signal de commande. Cela permet d'éviter que des fréquences basses inutiles fassent fonctionner le compresseur et que seules les fréquences vraiment importantes le déclenchent.

Ceci est particulièrement important lors du mastering, car les basses fréquences d'une piste master sont souvent plus fortes que les hautes. N'oublie pas qu'un compresseur intervient toujours lorsque le volume du matériel source dépasse le seuil (threshold) du compresseur.

Un seuil élevé fait donc en sorte que le compresseur ne comprime que les basses fréquences si aucun filtre coupe-bas n'est utilisé, car ce sont elles qui sont les plus bruyantes et qui font travailler le compresseur en premier. Si l'on abaisse ensuite le seuil pour comprimer également les fréquences plus élevées, les fréquences basses sont tellement comprimées que le morceau sonne de manière totalement non naturelle et écrasée.

Cependant, si un filtre passe-haut est utilisé, les basses fréquences ne peuvent pas faire fonctionner le compresseur, car elles sont simplement ignorées. Ce n'est que lorsque le volume des fréquences situées au-dessus du filtre coupe-bas dépasse la valeur seuil que le compresseur commence à fonctionner.

Utilisation de filtres Low Cut pour supprimer les bruits d'impact

Les filtres passe-haut sont également appelés filtres de bruit de choc pour une bonne raison. Comme nous l'avons déjà mentionné, il arrive souvent, lors d'enregistrements, que la marche ou le piétinement provoquent des vibrations dans le sol, qui parviennent ensuite au microphone. Un filtre passe-bas permet d'atténuer efficacement, voire d'éliminer ces "bruits de pas".

Conclusion

Tu sais maintenant ce qu'est un filtre passe-haut et comment l'utiliser en théorie. Maintenant, tu dois t'entraîner avec et acquérir de l'expérience. Et n'oublie pas : fais toujours confiance à tes oreilles, pas à tes yeux. Parfois, les filtres passe-haut sont trop extrêmes et d'autres types de filtres, comme les low shelf, sont plus appropriés.