Micro statique

Le micro statique, appelé aussi micro électrostatique ou micro à condensateur, est le micro des studios : voix, guitare acoustique, piano, cordes, ambiances. Sa membrane, très fine et très légère, forme avec une plaque fixe un condensateur dont la valeur varie au rythme du son. Il capte plus de détails et sort beaucoup plus de signal qu’un micro dynamique. En échange, il a besoin d’une alimentation, le plus souvent l’alimentation fantôme 48 V.

• PrincipeCondensateur : membrane et plaque
• AlimentationFantôme 48 V, pile ou bloc dédié
• SensibilitéSouvent 5 à 30 mV/Pa
• Bruit propreSouvent 7 à 16 dB-A
• Usage roiVoix et instruments en studio

Comment fonctionne un micro statique

Un condensateur, ce sont deux plaques conductrices très proches l’une de l’autre, capables de stocker une charge électrique. Plus elles sont proches, plus sa capacité est grande. Dans un micro statique, l’une des plaques est la membrane : un film très fin, conducteur au moins en surface, par exemple métallisé à l’or. L’autre est une plaque rigide et fixe, la contre-électrode.

Le son fait vibrer la membrane : la distance entre les deux plaques change, donc la capacité aussi. Comme le condensateur est chargé, cette variation devient une variation de tension : c’est le signal audio. La membrane ne porte pas de bobine. Elle est extrêmement légère et suit très fidèlement les mouvements de l’air.

Charger la capsule : polarisation externe ou électret

Pour fonctionner, la capsule doit être chargée : c’est la polarisation. Il existe deux façons de faire.

• Polarisation externe (« vrai » statique) : la tension de charge vient de l’extérieur, en général de l’alimentation fantôme 48 V. Beaucoup de micros modernes l’élèvent avec un convertisseur interne, en général entre 60 et 80 V, car une tension plus haute donne plus de sensibilité. Tous les statiques Neumann fonctionnent ainsi.
• Électret : un matériau garde une charge électrique permanente : c’est l’équivalent électrostatique d’un aimant. La capsule n’a plus besoin de haute tension, ce qui convient aux téléphones et aux appareils à pile, mais aussi à des micros de studio comme le Shure SM81.

Les premiers électrets perdaient leur charge au bout de quelques années, d’où leur mauvaise réputation. Ce n’est plus le cas des modèles actuels. Neumann, qui n’utilise que la polarisation externe, rappelle lui-même que « vrai statique » est surtout un argument commercial : la qualité dépend d’abord de la conception.

Une électronique intégrée

La capsule seule a une impédance énorme, de plus d’un million d’ohms selon Shure : son signal est trop fragile pour parcourir un câble. Chaque micro statique contient donc un circuit appelé convertisseur d’impédance. Il fait le tampon entre la capsule et l’extérieur, et délivre un signal robuste à basse impédance : 200 Ω pour le Neumann U 87 Ai, par exemple.

Ce circuit utilise un transistor (on parle de micro à transistor, ou FET, du nom du transistor à effet de champ) ou une lampe. C’est lui qu’alimente le 48 V, en plus de la capsule pour un modèle à polarisation externe. Un électret a donc lui aussi besoin d’une alimentation : pour son électronique.

Cette électronique a deux conséquences : elle produit un léger souffle, le bruit propre, et elle fixe un niveau maximal au-delà duquel le micro sature.

Les micros à lampe et leur alimentation propre

Une lampe, ou tube électronique, consomme bien plus que ce que l’alimentation fantôme peut fournir. Un micro à lampe est donc livré avec son propre bloc d’alimentation, branché sur le secteur et relié au micro par un câble spécial à plusieurs broches. Le RØDE NTK (lampe 6922), le Mojave Audio MA-200 (lampe 5840) et le sE Electronics Gemini II (deux lampes, 12AX7 et 12AU7) fonctionnent ainsi. Le 48 V ne leur sert à rien.

Grand ou petit diaphragme

On classe les statiques selon la taille de leur membrane, aussi appelée diaphragme. La différence ne tient pas qu’au son : elle change la directivité, c’est-à-dire la façon dont le micro capte selon la direction (un micro cardioïde, par exemple, capte surtout l’avant), et le niveau de souffle.

Selon Neumann, le faible bruit est le principal avantage technique du grand diaphragme. Le petit diaphragme gagne sur la régularité de sa directivité et la précision des attaques. Les overheads sont les micros placés au-dessus de la batterie pour capter l’ensemble des fûts et des cymbales.

Bruit propre, niveau maximal et atténuateur

Le bruit propre

Le bruit propre, ou niveau de bruit équivalent, est le souffle que le micro produit tout seul, sans aucun son. On l’exprime en dB-A, comme le niveau d’un son qui donnerait le même signal : un micro à 7 dB-A souffle comme si un son de 7 dB SPL arrivait sur sa membrane (le dB SPL mesure le niveau de pression acoustique ; 7 dB SPL, c’est presque le silence). Le « A » désigne une pondération qui imite la sensibilité de l’oreille. Voici l’échelle proposée par Neumann :

• Moins de 10 dB-A : extrêmement silencieux (Neumann TLM 103 et RØDE NT2-A : 7 dB-A).
• 11 à 15 dB-A : encore très bon (Neumann U 87 Ai : 12 dB-A en cardioïde ; KM 184 : 13 dB-A).
• 16 à 19 dB-A : suffisant pour la plupart des usages (Shure SM81 et RØDE NT5 : 16 dB-A).
• 20 à 23 dB-A : élevé pour un micro de studio, audible sur les sources très douces.
• 24 dB-A et plus : trop élevé pour le studio.

Ce souffle se remarque surtout sur des sources douces captées à distance : voix chuchotée, guitare jouée aux doigts, ambiance. Sur une source forte, le son le couvre largement.

Le niveau maximal et l’atténuateur (pad)

Le niveau maximal est le niveau sonore au-delà duquel le micro distord. Il est traditionnellement mesuré à 0,5 % de distorsion harmonique ; certains fabricants prennent 1 %, ce qui donne des chiffres plus flatteurs. Les valeurs vont d’environ 117 dB SPL (Neumann U 87 Ai en cardioïde) à 138 dB SPL (Neumann TLM 103 et KM 184), et même 147 dB SPL pour le RØDE NT2-A, mesuré à 1 %.

Pour les sources très fortes (grosse caisse, ampli, cuivres de près), beaucoup de statiques ont un atténuateur, appelé pad : un commutateur qui réduit le signal de la capsule sans changer la réponse en fréquence. Le niveau maximal monte d’autant :

• Neumann U 87 Ai : atténuateur de 10 dB, de 117 à 127 dB SPL.
• Shure SM81 : atténuateur de 10 dB, de 136 à 146 dB SPL (sur une charge de 800 Ω).
• RØDE NT2-A : atténuateur à trois positions (0, −5 et −10 dB), jusqu’à 157 dB SPL.
• AKG C1000 S : atténuateur de 10 dB.

Une sensibilité élevée

La sensibilité indique la tension produite par le micro pour un son de 94 dB SPL, soit 1 pascal. Grâce à son électronique, un statique sort beaucoup plus de signal qu’un dynamique : 23 mV/Pa pour le Neumann TLM 103, contre 1,6 mV/Pa pour un Shure SM58, soit environ 23 décibels d’écart.

Conséquences pratiques : il faut moins de gain au préampli, et le micro restitue les sons doux et les détails. Mais il entend tout : la pièce, l’ordinateur, la rue. Un statique donne le meilleur dans une pièce traitée.

Autre point faible : selon Shure, les statiques supportent moins bien que les dynamiques les températures et l’humidité extrêmes, qui peuvent les rendre bruyants ou les faire décrocher momentanément.

Le micro statique dans le glossaire des micros

Ces modèles illustrent les différentes formes du micro statique.

• Neumann U 87 Ai : le grand diaphragme de référence : trois directivités, atténuateur de 10 dB, 28 mV/Pa en cardioïde.
• Neumann TLM 103 : un grand diaphragme cardioïde très silencieux (7 dB-A), sans commutateur.
• RØDE NT2-A : un grand diaphragme à trois directivités, avec coupe-bas (40 ou 80 Hz) et atténuateur (−5 ou −10 dB) sur le corps.
• Neumann KM 184 : un petit diaphragme à polarisation externe, à la directivité cardioïde très régulière (13 dB-A).
• Shure SM81 : un petit diaphragme électret alimenté de 11 à 52 V, avec atténuateur de 10 dB et filtre des basses à trois positions.
• AKG C1000 S : un petit statique qui fonctionne sur deux piles AA ou en alimentation fantôme, avec atténuateur de 10 dB.
• Mojave Audio MA-200 : un statique à lampe (5840) conçu par David Royer, livré avec son bloc d’alimentation.
• RØDE NTK : un grand diaphragme à lampe 6922 et à alimentation dédiée, avec 12 dB-A de bruit propre.

En pratique

• Branchez le micro, puis activez l’alimentation fantôme 48 V de l’interface ou de la console.
• Pour un micro à lampe, utilisez le bloc d’alimentation fourni et laissez le 48 V coupé sur cette entrée.
• Réglez le gain plus bas qu’avec un dynamique : partez bas et montez jusqu’à ce que les passages forts restent loin de la saturation.
• Enclenchez l’atténuateur (pad) devant une grosse caisse, un ampli ou des cuivres joués de près.
• Placez un filtre anti-pop devant la capsule pour la voix : il calme les « p » et les « b ».
• Choisissez un grand diaphragme pour la voix, un petit pour la guitare acoustique, les overheads et les paires stéréo.
• Enregistrez dans une pièce traitée, ou rapprochez-vous de la source pour réduire la part de la pièce.
• Rangez le micro dans sa boîte, à l’abri de l’humidité, et laissez-le revenir à température ambiante après un passage au froid.
• Pour les sources douces, privilégiez un bruit propre bas : sous 10 dB-A, il est extrêmement faible.

Questions fréquentes

Un micro statique peut-il fonctionner sans alimentation fantôme ?

Il lui faut toujours une alimentation, mais pas forcément le fantôme. Certains modèles fonctionnent sur pile, comme l’AKG C1000 S (deux piles AA) ou le RØDE NT3 (pile 9 V). Les micros à lampe ont leur propre bloc d’alimentation. Sans alimentation, un statique ne fonctionne pas.

Un micro électret est-il moins bon qu’un « vrai » statique ?

Pas forcément. Les premiers électrets perdaient leur charge avec le temps, ce qui n’est plus le cas aujourd’hui. Neumann, qui n’utilise que la polarisation externe, reconnaît que la qualité dépend surtout de la conception. Le Shure SM81, un électret, est conçu pour le studio, la radio et la sonorisation.

Grand ou petit diaphragme pour commencer ?

Pour enregistrer surtout de la voix, un grand diaphragme cardioïde est le choix le plus polyvalent. Pour la guitare acoustique, le piano ou les overheads, un petit diaphragme offre un son plus neutre et une directivité plus régulière. Une paire de petits diaphragmes ouvre aussi la porte à la prise de son stéréo.

Que signifie un bruit propre de 7 dB-A ?

C’est le souffle que le micro produit lui-même, exprimé comme le niveau du son qui donnerait le même signal. 7 dB-A, c’est extrêmement silencieux : Neumann considère que tout ce qui est sous 10 dB-A est excellent, et qu’à partir de 20 dB-A le chiffre devient élevé pour le studio.

Quand faut-il utiliser l’atténuateur (pad) ?

Quand la source est très forte et proche : grosse caisse, ampli guitare, cuivres, voix très puissante. Le pad réduit le signal de la capsule, souvent de 10 dB, pour que l’électronique du micro ne sature pas. Si le son distord alors que le micro est loin de ses limites, baissez plutôt le gain du préampli.

Sources

• Neumann, « What is a Condenser Microphone? » : principe du condensateur, membrane conductrice en surface, convertisseur d’impédance, alimentation externe des micros à lampe, sensibilité plus élevée.
• Neumann, électret et « vrai » statique : polarisation par le P48, convertisseurs de 60 à 80 V, principe de l’électret, perte de charge des premiers électrets, capsules Neumann à polarisation externe.
• Neumann, grand ou petit diaphragme : tailles de membrane, directivité du U 87 et du KM 184, bruit propre du TLM 103, son et usages de chaque famille.
• Neumann, « What is Self Noise (or Equivalent Noise Level)? » : définition du bruit propre, pondération A, échelle de 10 à 24 dB-A.
• Neumann, « What Does Maximum Sound Pressure Level (Max SPL) Mean? » : définition du niveau maximal, mesure à 0,5 % ou 1 % de distorsion.
• Shure, alimentation fantôme et tension de polarisation : impédance de la capsule supérieure à un million d’ohms, transistor JFET convertisseur d’impédance des électrets.
• Shure, différence entre micro dynamique et micro statique : condensateur chargé, électret ou polarisation externe, bruit et niveau maximal dus à l’électronique, sensibilité à la température et à l’humidité.
• Shure, guide d’utilisation du SM81 (PDF) : capsule électret, atténuateur de 10 dB sur le signal de la capsule, alimentation de 11 à 52 V.
• Shure, fiche technique du SM81 (PDF) : sensibilité de 5,6 mV/Pa, bruit propre de 16 dB-A, 136 et 146 dB SPL sur 800 Ω.
• Shure, page produit du SM81 : filtre des basses à trois positions, atténuateur, usages en studio, radio et sonorisation.
• Neumann, page produit du U 87 Ai : sensibilité, bruit propre, 117 et 127 dB SPL, impédance de 200 Ω.
• Neumann, informations produit du U 87 Ai (PDF) : atténuateur de 10 dB.
• Neumann, page produit du TLM 103 : 23 mV/Pa, 7 dB-A, 138 dB SPL.
• Neumann, page produit du KM 184 : 15 mV/Pa, 13 dB-A, 138 dB SPL.
• RØDE, manuel du NT2-A (PDF) : 16 mV/Pa, 7 dB-A, 147 et 157 dB SPL, positions de l’atténuateur et du coupe-bas, trois directivités.
• RØDE, fiche technique du NT5 (PDF) : capsule de ½ pouce, cardioïde, 16 dB-A.
• RØDE, fiche technique du NTK (PDF) : lampe 6922, alimentation dédiée, 12 mV/Pa, 12 dB-A.
• Mojave Audio, MA-200 : lampe 5840, capsule de 1 pouce, bloc d’alimentation fourni, conception de David Royer.
• sE Electronics, Gemini II : lampes 12AX7 et 12AU7, bloc d’alimentation fourni.
• AKG, fiche technique du C1000 S (PDF) : deux piles AA ou fantôme de 9 à 52 V, atténuateur de 10 dB.
• RØDE, page produit du NT3 : alimentation P48 ou pile 9 V.
• Shure, guide d’utilisation du SM58 (PDF) : sensibilité de 1,6 mV/Pa, 1 Pa égal à 94 dB SPL.

Fiche rédigée avec l’aide de l’intelligence artificielle, relue et vérifiée par Fabien Fons.