ENREGISTREMENT

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L'enregistrement mécanique du son sur disque

Le disque

La gravure mécanique a été le premier mode d'enregistrement utilisé. La présentation sous forme de disques a seule survécu, grâce à sa facilité de duplication.

Le disque original est en aluminium recouvert d'une couche de vernis spécial ; on l'appelle parfois disque souple ou néocire, par opposition aux galettes de cire qui ont été jadis utilisées. Un burin creuse dans le vernis un sillon en forme de spirale, dont la section est un V à versants perpendiculaires. La spirale est parfaitement régulière en l'absence de signal enregistré. La présence d'un son se traduit par une ondulation latérale du sillon autour de cette spirale régulière que l'on appellera l'axe du sillon.

On peut utiliser le disque original tel quel, ou le reproduire. On en fait alors un moulage par galvanoplastie qui est appelé « père ». Le moule en métal porte des sillons en relief et peut servir à presser quelques centaines de disques, mais, dès que l'on veut réaliser des séries plus importantes, on le moule à son tour, toujours par galvanoplastie, pour obtenir une « mère », disque métallique identique à l'original. La mère donne à son tour naissance à plusieurs matrices de pressage identiques au père et appelées parfois « fils ». Chaque matrice permet de presser un millier de disques, par moulage à chaud d'un plastique vinylique.

Les mécanismes de gravure

Pendant la gravure, le disque original est posé sur un plateau tournant à vitesse angulaire constante. Le graveur porte une pointe en saphir ou en diamant, appelée burin, qui s'appuie à la surface du disque et y enlève un copeau de matière. Le burin est légèrement chauffé et une buse aspirante élimine le copeau.

Une tige filetée déplace lentement le graveur vers le centre du disque, la pointe du burin décrivant un rayon du disque. C'est la combinaison de ces deux mouvements (rotation du disque et translation radiale du burin) qui donne naissance au sillon en spirale. La vitesse d'exploration du sillon (V = ΩR, où Ω est la vitesse angulaire) n'est pas constante, mais décroît en même temps que le rayon R du sillon vers le centre du disque. La vitesse de translation du graveur peut être modifiée selon l'amplitude du signal à enregistrer, de façon à augmenter le pas des sillons fortement modulés pour éviter leur chevauchement : il s'agit de la gravure à pas variable.

Le graveur est un transducteur électromécanique qui reçoit le signal audiofréquence à enregistrer et le transforme en mouvement du burin. Il existe des graveurs de type électromagnétique ou électrodynamique. La figure représente leur principe de fonctionnement.

Graveurs : fonctionnement

Diaporama : Graveurs : fonctionnement

Principe de fonctionnement des graveurs ou lecteurs électromagnétique (a) et électrodynamique (b). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le signal enregistré

La pointe de gravure vibre selon une direction parallèle à un rayon du disque. La gravure est alors dite latérale, par opposition à l'ancien procédé de gravure verticale (ou en profondeur) où la vibration se fait selon une direction perpendiculaire au disque. Le mouvement de la pointe est caractérisé par son élongation ou par sa vitesse. Pour un signal sinusoïdal, il existe une relation entre les valeurs maximales de ces deux grandeurs : l'amplitude (notée A) et la vélocité (v). Cette relation s'écrit v = 2πfA, et montre que, pour une amplitude constante, la vélocité croît avec la fréquence.

L'amplitude de vibration du burin est matérialisée sur le disque par l'amplitude du sillon. À la vélocité correspond l'inclinaison α du sillon par rapport à son axe, ou plus précisément la tangente de cet angle. Quand un disque est éclairé par un faisceau de lumière parallèle, on voit de part et d'autre du diamètre parallèle aux rayons lumineux une zone brillante dont la largeur est proportionnelle à la vélocité de la gravure. C'est une méthode de mesure de la vélocité. Une autre grandeur utile est la valeur minimale ρ du rayon de courbure du sillon.

On peut choisir, a priori, soit l'amplitude, soit la vélocité pour caractériser le signal enregistré. Dans le premier cas, l'équation du sillon portant un signal sinusoïdal s'écrit :

On dit que la gravure est à amplitude constante (sous-entendu, par rapport à la fréquence). Pour la gravure dite à vélocité constante, l'amplitude décroît avec la fréquence :

Il est bien évident que, dans chaque cas, l'amplitude A ou la vélocité v varient proportionnellement à l'intensité du signal qu'elles représentent.

La figure donne l'allure de sillons gravés respectivement à amplitude et à vélocité constantes, et porteurs d'une fréquence glissante avec amplitude constante, ou d'un signal dit « carré ». [...]

Sillons gravés

Dessin : Sillons gravés

Allure des sillons gravés d'un disque. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Graveurs : fonctionnement

Graveurs : fonctionnement
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Sillons gravés

Sillons gravés
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Erreur de piste
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Lecteurs stéréophoniques

Lecteurs stéréophoniques
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  • : ancien élève de l'École polytechnique et de l'École nationale supérieure des télécommunications, ingénieur en chef des télécommunications

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Pour citer l’article

Michel CALMET, « ENREGISTREMENT », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/enregistrement/