IntroducciÛn-1

Le titre de ce travail peut difficilement refléter la complexité et l’étendue de son sujet essentiel: la naissance et le développement d’une conception quantique du son. Bien entendu, le point de départ de cette thèse est centré sur un intérêt spécifique envers les techniques granulaires dans la synthèse sonore, mais la recherche m’a poussé peu à peu à découvrir leurs bases scientifiques. Or, les notions quantiques issues de ces bases ont déterminé l’aspect psychoacoustique des méthodes granulaires, et elles ont eu également un effet décisif sur leur aspect esthétique.

Dans ce travail, je ne me suis pas limité à l’étude des méthodes granulaires. Mon objectif a été aussi celui de donner une vision globale de l’impact des idées quantiques sur la musique en général. Pourtant, le champ électroacoustique a constitué le noyau de mon travail, et à partir de là, différentes idées esthétiques ont été développées. Or, cette démarche possède une logique. Une technique de synthèse quelconque aura toujours une influence sur les sons produits, et les différentes caractéristiques de cette technique particulière détermineront toujours une esthétique spécifique.

Je peux me risquer à affirmer que les techniques granulaires dans leur ensemble, offrent une gamme complète de possibilités dans le champ sonore, ainsi qu’une grande diversité d’esthétiques musicales. Il y a d’autres techniques de synthèse intéressantes, mais aucune ne couvre intégralement les deux aspects essentiels du son: le domaine de la fréquence et le domaine du temps. Or, les méthodes granulaires sont divisées en deux grands groupes, l’un se concentre sur l’aspect fréquentiel et l’autre se concentre sur l’aspect temporel. Le premier groupe comporte les techniques d’analyse-synthèse, et le deuxième les techniques granulaires qui ne contemplent pas une analyse, mais qui effectuent le contrôle des grains avec une liberté totale. Le paradigme des méthodes granulaires est que leurs deux groupes constitutifs sont complètement différents et séparés, et qu’ils ne se reconnaissent pas l’un vis-à-vis de l’autre; chacun possède des caractéristiques que l’autre ne possède pas. Par exemple, les méthodes granulaires d’analyse-synthèse sont idéales pour travailler la micro-structure du son, c’est-à-dire, le timbre. Pourtant, ces méthodes sont inefficaces pour structurer des éléments sonores à un niveau macro. D’autre part, les méthodes granulaires qui ne se servent pas d’une analyse sont capables de créer des macro-structures des sons, mais elles sont inefficaces lorsqu’on a besoin de travailler d’une manière précise avec la micro-structure spectrale des sons.

Ce paradigme constitue le centre de gravité principal de cette thèse. Il semblerait facile d’imaginer que l’on peut concevoir une technique de synthèse fonctionnant correctement autant dans le micro-domaine, que dans le macro-domaine du son, et assez précise pour contrôler aussi bien l’aspect fréquentiel, que l’aspect temporel du son. Néanmoins, cette tâche est pour l’instant assez compliquée et peut-être utopique. Or, la seule possibilité d’envisager la création d’une technique de synthèse globale, aussi puissante dans le domaine de la fréquence que dans le domaine du temps, est au moyen d’une conception granulaire discrète du son.

Un des objectifs principaux de ce travail a été l’étude des raisons qui ont empêché la création d’une technique granulaire intégrale, qui ferait converger les méthodes d’analyse-synthèse avec les autres méthodes. La raison principale se trouve peut-être dans la théorie de la physique quantique, qui est à la base de la conception granulaire du son. Cette théorie renferme le paradoxe du principe d’incertitude de Heisenberg, selon lequel on ne peut pas déterminer la position d’un électron et sa vitesse dans un même instant. Or, ce paradoxe est vrai aussi dans le domaine sonore, car il n’est pas possible d’avoir à la fois une définition de l’aspect fréquentiel d’un son et une définition de son aspect temporel. Pourtant, il est possible de trouver des solutions pour essayer de résoudre ce paradigme. Peut-être finira-t-on par ne trouver qu’une seule approche à la solution de ce problème, car il est impossible d’échapper aux lois de la nature; toutefois, cette approche pourrait rendre une nouvelle technique de synthèse beaucoup plus riche et intéressante que celles qui existent aujourd’hui.

Tout au long de ce travail, je propose des idées théoriques pour la création d’une technique granulaire globale. Le problème principal est que les techniques granulaires d’analyse-synthèse demandent une connaissance approfondie des équations de Fourier. Or, je ne suis pas mathématicien, et je n’ai donc pas pu approfondir ce domaine. En outre, je ne suis pas un spécialiste en acoustique, et ceci a limité également un peu mon travail scientifique. Donc, mes solutions théoriques (surtout dans le domaine de l’analyse-synthèse) se sont parfois purement basées sur mon intuition. Pourtant, dans les domaines qui ne contemplent pas l’analyse, j’ai pu suggérer avec plus de certitude des solutions au paradigme quantique.

Ma recherche, dans cette thèse, ne s’est pas limitée à la théorie. Le domaine de l’expérimentation et de la création ont constitué deux parties essentielles de mon travail. D'ailleurs, je suis compositeur avant tout, et mon premier intérêt au sujet de la synthèse granulaire est né du besoin de trouver une technique capable de me fournir les outils nécessaires pour la création musicale. L’expérimentation avec les techniques granulaires asynchrones (Roads, 1991) m’a alors conduit à la création d’une première application granulaire personnalisée, en 1993 (Rocha Iturbide, 1994). Puis je me suis rendu compte des limitations des techniques asynchrones, et j’ai voulu développer une technique qui pourrait servir comme pont afin d’établir un lien entre le domaine temporel et le domaine spectral du son. J’ai découvert à l’époque l’existence des ondelettes (Meyer, 1987), des particules sonores complexes et mieux adaptées pour résoudre le paradoxe quantique d’une définition simultanée des domaines du temps et de la fréquence. Cependant, faire une recherche avec ces grains m’a été impossible, d’une part à cuase de mon impossibilité de travailler avec les langages mathématiques nécessaires, et d’autre part, car le seul endroit à l’époque où l’on développait des applications d’ondelettes se trouvait au laboratoire LMA du CNRS à Marseille (Kronland Martinet, 1989), où il n’y avait pas de mécanismes appropriés pour accéder à leurs outils informatiques.

Grâce à mon travail comme compositeur dans le département de pédagogie à l’IRCAM de 1993 à 1994, j’ai pu connaître une technique de synthèse formantique développée par Xavier Rodet. Cette technique (CHANT ) utilisait des grains avec une fonction d’onde formantique, comme briques fondamentales (Rodet, 1980). Or, le contrôle de ces grains (des FOF) se faisait toujours de façon synchrone ou presque synchrone (Roads, 1991), pour générer des sons à caractère toujours formantique. J’ai alors imaginé la désynchronisation de ces grains, et la possibilité d’établir des processus entre leur traitement continu et leur traitement discontinu. Heureusement, Gerhard Eckel (un chercheur à l’IRCAM ) venait de développer un module [1] pour la station ISPW de l’IRCAM, capable d’exercer un contrôle discontinu des FOF. Je lui ai communiqué mes idées, et il s’est alors intéressé davantage aux techniques granulaires. Le résultat de cette rencontre a été le début d’une collaboration pour développer un outil de synthèse granulaire formantique (nommé GiST), dans le cadre des compositeurs en recherche de l’IRCAM [2].

GiST constitue ma proposition personnelle d’une technique de synthèse granulaire intégrale, capable de fonctionner autant dans le micro-temps que dans le macro-temps, et de traiter également les aspects fréquentiels et temporels du son dans le même niveau. Or, le seul défaut de cette technique est qu’elle n’envisage pas l’analyse préalable des signaux sonores; pourtant, je considère que GiST a ouvert la voie pour la création des nouvelles applications de synthèse granulaire globales.

Les techniques informatiques de synthèse ne sont pas toujours développées pour servir à des tâches scientifiques[3]. Le but principal est d’engendrer des outils destinés à la création musicale. Or, la phase qui suit la création d’une nouvelle technique de synthèse est l’expérimentation. Il faut confirmer si nos idées musicales théoriques ont trouvé leur expression dans l’outil informatique inventé. J’ai réalisé plusieurs expériences sonores avec GiST, pour créer des processus sonores qui évoluent entre le micro-temps et le macro-temps. C’est-à-dire, des sons périodiques constitués par des petits grains qui deviennent peu à peu apériodiques, et qui augmentent graduellement en durée, pour devenir ensuite des notes qui créent des structures rythmiques et mélodiques. Donc, la micro-structure du timbre devient macro-structure musicale. Il est dommage que je n’aie pu réaliser une composition électroacoustique avec GiST pour développer davantage ces idées musicales.

Mes expériences pratiques ne se sont pas limitées à l’utilisation des outils informatiques que j’ai développés. Je souhaitais travailler avec les différentes techniques granulaires dont certaines applications m’ont été accessibles. Mon séjour en Canada au studio électroacoustique de Barry Truax m’a beaucoup servi pour connaître la granulation temporel le en temps réel d’un son alimenté à l’entrée. D’autre part, j’ai pu utiliser plusieurs applications de synthèse granulaire asynchrone de Curtis Roads (Roads, 1993b), qui d’ailleurs m’ont servi de base pour développer une application personnelle [4] (Rocha Iturbide, 1994). Mon travail avec toutes ces techniques granulaires a été fondamental pour pouvoir me faire une idée de leurs possibilités sonores et esthétiques, ainsi que de leurs limitations. Ceci m’a permis de profiter des avantages de chacune d’elles pour créer ensuite mon application de synthèse granulaire formantique (Eckel & Rocha Iturbide, 1995). Or, le véritable aboutissement de toutes ces expériences[5] a été la création de plusieurs compositions électroacoustiques granulaires, dont j’ai developpé des aspects esthétiques issus des caractéristiques des différentes techniques utilisées.

Il n’est pas étrange que le dernier chapitre de cette thèse soit consacré aux aspects esthétiques des différentes techniques granulaires dans la composition musicale. Mon expérience personnelle comme compositeur avec l’utilisation des méthodes granulaires m’a donné les bases pour théoriser sur l’existence d’une conception quantique du son dans la musique électroacoustique, mais aussi dans la musique instrumentale contemporaine de la deuxième moitié de ce siècle. J’ai même pris a liberté de parler de la genèse d’une esthétique quantique dans mes compositions et dans mes oeuvres d’art sonores. Or, imaginer l’existence d’une esthétique quantique pourrait être risqué et dangereux, car par exemple, certains compositeurs de musique instrumentale que j’ai analysés n’ont eu peut-être aucune notion des théories quantiques du son. Pourtant, la physique quantique et la théorie de la relativité ont eu une influence sur la pensée occidentale de ce siècle, et je crois que cette influence peut aussi être palpable dans la création artistique de cette époque.

L’esthétique quantique dont je parle ne constitue pas un style musical défini. Cette idée a été développée à partir des aspects esthétiques des techniques granulaires, mais aussi à partir de l’étude approfondie des différentes notions issues des théories de la physique quantique. Donc, une esthétique quantique de la musique constitue une vision globale des phénomènes sonores, où les concepts d’interconnexion, de complémentarité, d’indéterminisme, de continuum entre le discontinu et le continu, etc, en font partie intégrale.

Pour conclure avec cette introduction, je voudrais expliquer la structure de cette thèse pour donner une idée de la démarche que j’ai suivi dans ma recherche. Dans le premier chapitre, j’explique l’origine des théories quantiques du son, ainsi que leur développement par les physiciens Wiener, Gabor, et Moles. Je traite ensuite les premières théories et les applications du concept quantique granulaire dans la musique électroacoustique. Iannis Xenakis et Curtis Roads ont été les précurseurs de ces idées, et ils ont créé les premiers méthodes et les premières compositions granulaires.

Dans le deuxième chapitre, j’étudie les différentes techniques de synthèse granulaire digitales en partant du travail théorique réalisé par Curtis Roads (Roads, 1991), mais en essayant de le compléter à partir de mes expériences personnelles. Cette étude comprend la classification des différentes techniques granulaires, ainsi que l’analyse de divers effets psychoacoustiques produits par les différents paramètres des grains. Or, les techniques granulaires d’analyse-synthèse et les techniques formantiques n’ont pas été étudiées ici. Dans la deuxième partie de ce chapitre, j’ai décrit les applications informatiques de synthèse granulaire automatisée et en temps réel qui m’ont paru les plus importantes, et que j’ai abordées de manière pratique [6].

Le troisième chapitre est consacré aux techniques granulaires d’analyse-synthèse. Une description approfondie des différentes transformées de Fourier a été nécessaire pour établir les bases communes de ces techniques. La section sur les ondelettes est particulièrement importante, car j’ai analysé différents types d’ondelettes qui n’ont pas encore été utilisées dans le champ sonore et qui pourraient être idéales pour des applications de synthèse granulaire[7]. D’autre part, j’ai suggéré une possible hybridation des méthodes d’analyse-synthèse à partir des dernières recherches sur les ondelettes (Meyer 1992, Burke 1995). À la fin du chapitre, j’ai développé des idées pour la possible unification des techniques d’analyse-synthèse et des techniques traditionnelles de synthèse granulaire[8]. Une de ces idées a été d’envisager la lecture discontinue des fenêtres d’analyse pour créer des transitions entre des sons spectraux et des ébranlements sonores. Malheureusement, je n’ai pas pu appliquer cette idée, à faute d’une connaissance insuffisante des équations mathématiques et de programmation[9].

Dans le quatrième chapitre je décris les différentes techniques granulaires formantiques, mais surtout le logiciel GiST développé à l’IRCAM par Gerhard Eckel et moi-même. Cette application granulaire formantique est la seule qui ait envisagé le contrôle apériodique et stochastique des grains. Or, à la fin du chapitre, j’ai proposé le possible développement d’un contrôle stochastique des grains avec d’autres techniques granulaires formantiques telles que VOSIM (Kaegi et Templaars, 1978), pour pouvoir créer ainsi des ponts entre les techniques granulaires formantiques (qui contrôlent les grains de manière périodique ou presque périodique) et les techniques granulaires asynchrones (qui contrôlent les grains de manière apériodique).

Le cinquième chapitre traite l’utilisation des sons granulaires en combinaison avec d’autres techniques de synthèse ou de traitement de signal. Les seules expériences concrètes que j’ai eu sur ce domaine se sont traduites avec la convolution, grâce à un article très intéressant de Roads sur le sujet (Roads, 1993a), et à un intérêt personnel que j’avais developpé préalablement sur cette technique. Or, dans ce chapitre, j’ai également proposé la combinaison de différentes techniques de filtrage avec les méthodes granulaires, ainsi que l’utilisation de différentes formes d’onde pour les grains, créés au moyen de méthodes telles que la AM, la modulation en anneau, et le wave shaping . Que je sache, aucune de ces idées n’a pas encore été appliquée.

Le sixième chapitre est un des plus importants, car j’ai étudié toutes les possibilités pour le contrôle des grains au moyen des différentes algorithmes existants. Ici, j’ai effectué une critique des applications de synthèse granulaire où ont été développés des algorithmes complexes de contrôle, mais j’ai aussi proposé l’application d’autres algorithmes intéressants qui n’ont jamais été utilisés. Ma contribution la plus importante dans ce chapitre a été de suggérer l’utilisation des méthodes algorithmiques symboliques en conjonction avec les méthodes algorithmiques subsymboliques et stochastiques, pour la création d’un système de contrôle global et hiérarchique, avec lequel il soit possible de contrôler, de façon simultanée, le grain au niveau individuel, ainsi que des événements conformés par plusieurs grains. Ce système de contrôle permettrait le travail de composition avec des micro-processus et avec des macro-processus granulaires en même temps, et le résultat de la synthèse serait alors assez complexe pour pouvoir être considéré une partie intégrale d’une composition musicale. Cette proposition fait partie de l’idée esthétique centrale développée dans cette thèse: l’unification du micro-temps avec le macro-temps.

Finalement, le dernier chapitre de ce travail concerne une vision esthétique quantique musicale, développée par moi au long de ces années de recherche et de création, et basée sur les différentes méthodes granulaires et les théories quantiques du son. J’ai pris ici des risques, car je ne suis ni philosophe ni théoricien de l’art, mais quand un compositeur tel que John Cage a pris la liberté de développer une conception de la musique basée sur l’indéterminé, je prends confiance et je me sens assuré. De toute manière, discutable ou pas, ma vision est une contribution valable destinée à enrichir le monde de la musique. D’autre part, toutes les idées développées dans cette thèse serviront, j’espère, pour enrichir le champ des techniques granulaires dans la synthèse sonore. J’ai bon espoir que d’autres chercheurs et compositeurs auront connaissance de ce travail, et qu’ils pourront peut-être développer certaines de mes idées pour créer des nouveaux outils de synthèse granulaire, qui seront plus puissants et plus adaptés aux idées musicales les plus complexes imaginables. De cette manière, le rêve de Varèse (qui constitue le rêve de tout compositeur) pourra continuer à se matérialiser:

"Je rêve les instruments obéissants à la pensée - et qui avec l’apport d’une floraison de timbres insoupçonnés se prêtent aux combinaisons qu’il me plaira de leur imposer et se plient à l’exigence de mon rythme intérieur" (Varèse, 1983).