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    La physique explique pourquoi les musiciens de rock préfèrent les amplis à lampes

    Pour de nombreux guitaristes, le riche, le son chaud d'un ampli à lampes saturé – pensez aux sons rythmiques croustillants de Marshall d'AC/DC ou aux leads chantés de Mesa Boogie de Carlos Santana – imbattables.

    Mais pourquoi le son de valve est-il si recherché ? David Keeports, un professeur de physique du Mills College en Californie, regardé la science des amplis à lampes pour le journal Enseignement de la physique , pour expliquer pourquoi leur son est « meilleur » aux oreilles de tant de guitaristes.

    Le professeur Keeports a déclaré :« Bien que les diodes et les transistors à semi-conducteurs soient moins chers, plus pratique, et technologiquement plus avancé que les vannes en verre, les vannes survivent parce que tant de guitaristes sont exigeants sur leur son, et préfèrent le son qu'un ampli à lampes leur donne."

    « À son niveau le plus fondamental, c'est parce qu'un ampli à lampes modérément saturé produit de fortes harmoniques régulières, qui ajoutent une complexité adoucissante à un son. Un ampli transistor saturé, d'autre part crée de fortes harmoniques impaires, ce qui peut provoquer des dissonances."

    Le professeur Keeports a exploré la physique des raisons pour lesquelles même les harmoniques enrichissent un son, et pourquoi le timbre du son d'un ampli à lampes change lorsqu'une guitare est jouée plus fort.

    Il a d'abord fait passer une onde sinusoïdale de 200 Hz - une onde pure avec une seule fréquence - à travers un petit amplificateur hybride Bugera, doté d'un préampli à lampes et d'un ampli de puissance à semi-conducteurs. Il a testé les deux « côtés » de l'ampli ; en tournant d'abord le bouton de gain, qui contrôle le préampli à lampes tandis que le bouton de volume principal (qui contrôle l'ampli de puissance à semi-conducteurs) est réglé bas. Il a ensuite répété le processus avec le préampli réglé bas et le maître monté.

    En utilisant le logiciel de production musicale Logic Pro X, il a examiné les ondes sonores résultantes dans les domaines fréquentiel et temporel.

    Le professeur Keeports a déclaré :« La sortie de l'ampli a montré qu'un préampli à lampes modérément surchargé produisait des 2e et 4e harmoniques proéminentes à 400 et 800 Hz, et seulement une 3e harmonique très faible à 600 Hz. Pour l'ampli de puissance à semi-conducteurs, ce modèle a été inversé. Tout ce comportement est cohérent avec l'affirmation courante concernant les harmoniques produites par les amplificateurs à lampes et à semi-conducteurs. Mais l'histoire n'est pas si simple. L'overdrive du préampli à lampes produit de fortes harmoniques impaires."

    « Le passage aux harmoniques impaires lorsque le gain augmente est une caractéristique des amplificateurs à lampes qui explique davantage leur attrait. Un joueur de guitare électrique peut surcharger un ampli de deux manières :en augmentant le contrôle de gain de l'ampli, et en attaquant plus fortement les cordes de la guitare. Les guitaristes expérimentés ne se contentent pas de jouer de la guitare, ils jouent aussi de l'amplificateur. En frappant les cordes plus fort ou plus doucement, ils peuvent changer de timbre avec le volume."

    Et pourquoi un amplificateur à lampes se comporte-t-il de cette façon ?

    "La physique simple de la fonction de vanne triode explique tout, " a déclaré le professeur Keeports. " Les vannes ont deux façons d'aplatir une onde sinusoïdale. Overdrive modérément une valve, et il aplatit juste le haut de l'onde pour créer une onde asymétrique riche en harmoniques paires. Overdrive la valve plus fort, et il aplatit également le bas de l'onde pour produire une onde symétrique pleine d'harmoniques impaires."

    "Les harmoniques paires fournissent le complexe, chaleureux, un son riche que tant de guitaristes désirent. Ajoutez à cela la capacité d'un ampli à lampes à produire des sons quelque peu dissonants mais entraînants lorsqu'un guitariste attaque les cordes plus fort et transforme le jeu rythmique en jeu principal, et la fonction de valve crée juste les harmoniques dont un guitariste de rock a besoin."

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