Quel casque pour le binaural ?

Pour le consortium BiLi, nous avons eu à réfléchir, avec Rozenn Nicol (Orange Labs) et Olivier Philippon (Radio France), aux conditions objectives de la diffusion binaurale. Un bon casque pour le binaural, qu’est-ce que c’est ? Quels paramètres techniques (mesurables) interviennent ? Quels sont les pré-requis ? Est-ce que nos bons casques habituels conviennent ?

Pas de casque binaural ?

Le binaural n’a pas besoin d’un casque spécial. A ma connaissance, aucun casque n’a été conçu spécialement pour diffuser du binaural (je ne parle pas des quelques modèles qui produisent du binaural en appliquant une HRTF à un signal non-binaural). Il suffit qu’il soit stéréophonique. Un casque normal, stéréo convient pour diffuser du binaural.

Prévalence de l’enceinte

Le marché du casque et des écouteurs a explosé avec l’usage mobile. C’est un marché considérable, les acteurs sont nombreux et il y a d’excellents casques. Le site InnerFidelity est une mine sans équivalent.
Mais ces équipements ont été conçus pour diffuser de la musique, des podcasts, des films, des livres audio, c’est-à-dire des œuvres mixées encore essentiellement pour être diffusées par des enceintes acoustiques. Les constructeurs travaillent leurs casques pour qu’ils sonnent au mieux, mais en référence à l’écoute sur enceinte. La recherche d’un profil idéal est d’actualité.

Quels paramètres ?

Un bon casque stéréo est-il automatiquement doué pour bien diffuser du binaural, cette fois une matière sonore expressément faite pour vivre dans un casque ?
Nous allons passer en revue quelques critères que par expérience nous jugeons importants. En réalité, puisqu’en diffusant du son binaural, nous cherchons à produire une expérience d’immersion, ces critères sont plus ou moins imbriqués.

Quels enjeux ?

La première qualité de l’écoute binaurale sans doute est celle de l’externalisation des sources sonores, la sensation que les sons proviennent de l’extérieur du casque, l’effet wahou du binaural. Et il est toujours bon de l’optimiser.
Au-delà, en production binaurale, le référentiel de l’auditeur redevient celui de l’écoute naturelle et la dynamique, le naturel des timbres comptent pour beaucoup dans la qualité de l’expérience. Mais c’est aussi un objet que l’on porte sur la tête, voire même un objet intrusif pour les écouteurs. Autant que ce soit confortable.

1/ Espace

Condition FEQ (Free Air Equivalent Coupling)

Du point de vue acoustique, l’expérience d’écoute binaurale est optimale dans les conditions de l’écoute naturelle : deux oreilles ouvertes sans entrave sur la pression atmosphérique.
Autrement dit, pour une même source sonore, il ne devrait pas y avoir de différence d’expérience entre celle de l’écoute naturelle et celle de l’écoute au casque (diffusant un enregistrement binaural adéquat).
Un bon casque pour le binaural ne devrait donc pas modifier la charge acoustique de l’oreille, il ne devrait pas interférer avec la façon dont l’oreille reçoit le flux binaural.
Comme le casque est un objet physique posé sur l’oreille, ou glissé dans l’oreille pour le cas des écouteurs, il faut bien s’attendre à une interaction.

Casques ouverts

Pour ne pas modifier la charge acoustique de l’oreille, les casques très ouverts donnent une idée de l’état de l’art. La réalité extérieure passe à travers avec un minium de modification : l’atténuation est faible et plus ou moins linéaire en fréquence.
Utiliser un casque électrostatique (type Stax) donne un peu l’impression de sortir sans pantalon : c’est on ne peut plus ouvert ! Moins extrêmes, un Sennheiser HD600/650 (souvent utilisé dans l’expérimentation scientifique), un AudioTechnica R70X, un AKG 702 interfèrent assez peu avec les conditions naturelles de l’audition. Ces casques externalisent facilement les sources virtuelles.

Ouverts ou pas ?

En fait, à peu près tous les casques, ouverts, semi-ouverts et fermés, que j’ai eu l’occasion d’essayer avec du binaural natif étaient capable d’externaliser, c’est-à-dire de projeter le son à l’extérieur de soi. Le binaural natif s’avère robuste sur ce plan. Il suffit, en gros, que la stéréophonie soit suffisante, qu’il n’y ait pas de diaphonie (de mélange entre le canal gauche et le canal droit).
Les mauvais écouteurs de téléphone externalisent, les casques Bluetooth externalisent, les pires trucs fashion externalisent, les casques à réduction de bruit active externalisent et nos casques audio-pro externalisent. L’externalisation est obtenue sans problème avec des écouteurs intra-auriculaires (alors même que l’oreille externe n’interagit pas avec le transducteur).
La géométrie de la sphère reproduite est certes variable selon les modèles, avec des effets d’écrasement (la sphère s’ovalise, devient une patate), les sensations de distance sont plus ou moins nettes, les plans s’étagent plus ou moins facilement, le déploiement spatial est plus ou moins fluide (avec son corollaire d’efforts supplémentaires chez l’auditeur). Mais globalement, force est de constater qu’à une ou deux exceptions près, n’importe quel casque peut susciter la sensation de base inhérente au binaural. Le casque supra-aural Sennheiser HD25, très fréquent en audiovisuel, externalise mal pour moi, la projection binaural est riquiqui, je n’ai pas encore compris pourquoi.

De toute façon

Il ne faut pas oublier qu’en attendant de pouvoir écouter du binaural de qualité avec sa propre fonction de transfert binaural (Head Related Transfert Function, HRTF), la reproduction est aujourd’hui toujours entachée d’une distorsion spatiale, dont l’amplitude, actuellement non prédictible, dépend du différentiel entre l’HRTF du flux binaural (modulée par le comportement du casque d’écoute) et l’HRTF individuelle de l’auditeur.

2/ Tonalité et cie

Du naturel

Si quasiment tous les casques sont capables d’externaliser les sources, d’autres critères vont faire le tri. À commencer par la sensation du naturel des timbres. Pour moi, c’est un critère principal.
Encore une fois, nous parlons de diffuser un type de son très apparenté à l’écoute naturelle. Même si les sources sont abstraites, voire inconnues de l’auditeur, la coloration induite par l’HRTF doit lui parvenir dans les meilleures conditions.
S’il écoute une voix, avec des attributs acoustiques identifiables (une distance, un lieu, un mouvement), la couleur de cette voix doit lui paraître naturelle, c’est-à-dire à peu près conforme à ce qu’il entendrait en vrai : le grave est net, le médium ne domine pas, l’aigu n’est pas agressif.
Parmi les casques testés pour BiLi, la moitié environ fournissent une couleur à peu près naturelle pour moi, c’est-à-dire utilisable sans correction. C’est un critère d’équilibre tonal, appréciable à l’oreille, pour soi-même. Des casques peu chers y satisfont et certains modèles très couteux, non.

De l’équalisation

Pour juger objectivement de la neutralité d’un casque, la mesure passe par un système d’acquisition qui reproduit le couplage du casque avec l’oreille, une tête artificielle donc, ou au moins une paire d’oreilles avec une zone d’appui suffisante.
A défaut, on pourra s’appuyer sur la banque de données de Sonarworks ou les tests d’InnerFidelity. L’outil de Sonarworks est un équaliseur, à insérer en sortie de monitoring. La réponse du casque est neutralisée selon les mesures effectuées par le développeur du logiciel. Il est aussi possible de charger la réponse d’un casque personnel mesuré spécialement par Sonarworks, qui propose cette prestation. Pour un même modèle de casque en effet, les tolérances de fabrication peuvent induire des différences sensibles d’un exemplaire à l’autre et, bien sûr, entre les côtés gauches et droits. La correction peut “masteriser” l’export si l’on est sûr du casque de destination.

Du grave

Dans le registre tonal, un autre critère compte la plupart du temps. C’est le comportement du casque dans le bas du spectre audio. Dans la réalité, les très basses fréquences sont aussi captées par le corps de l’auditeur : les longueurs d’onde sont importantes, l’énergie conséquente, le corps vibre.
Cette transmission solidienne n’est pas mise en jeu dans l’écoute binaurale au casque, à moins de la compléter par un dispositif de diffusion spécialisé (une enceinte de sub ou un vibreur).

À défaut de ce renfort, nous avons besoin que le casque soit doué d’une certaine capacité à faire illusion : pour suppléer à l’absence de sollicitation solidienne, il doit laisser, à l’oreille, une sensation convaincante dans le bas du spectre.
C’est un exercice un peu difficile pour les casques ouverts, et souvent leur principal défaut. Rares sont les casques ouverts qui ne montrent pas, à la mesure, une réponse atténuée dans le bas du spectre. Mais il en existe.
À l’inverse, certains effets de mode peuvent produire des casques au son très gras avec lesquels le délicat petit piaf binaural devient un piou-piou pas crédible pour deux sous.
Mais, tous types de casques confondus, parmi les modèles que nous avons testés (quelques 80 modèles), une bonne moitié fournit une sensation de grave exploitable.

Dynamique

Autres paramètres mesurables, le comportement dynamique du casque, le taux de distorsion, spécialement dans le bas du spectre, sont encore des aspects à vérifier. Les mesures sont indispensables, les fabricants ne les fournissant pas. Mais si j’ai pu me régaler de la belle réactivité d’un casque planar magnétique, en pratique, c’est à pondérer par le dispositif final d’écoute. Là encore, nos casques “stéréo” habituels se débrouillent plutôt bien.

3/ En pratique

Confort

Le confort est un critère essentiel : le casque doit se faire oublier. Qui plus est quand celle ou celui qui le porte n’est pas habitué. Pour les applications collectives, il est bon de choisir un modèle qui permette à l’auditeur d’oublier, autant que possible, que le son provient d’un accessoire technique.
Il ne faut pas que ça lui chauffe les oreilles, que ce soit lourd, trop serré. Il est difficile de parier sur un modèle supra-aural quand on choisit un casque pour un autre que soi (l’écouteur, assez petit, appuie sur les cartilages de l’oreille).

Bruits

La qualité de construction du casque peut induire du bruit, au contact ou au mouvement (par le biais du câble notamment) en fonction des matières utilisées et de la conception des articulations.
Un casque fermé laisse malgré tout passer une partie de la réalité : un casque bas de gamme la filtre à travers du plastoc et ça s’entend. Encore une fois, ces artefacts ont une incidence sur la qualité d’immersion.

Concurrence

Pour les applications collectives, l’œuvre peut être conçue pour interagir avec l’environnement sonore réel et nécessiter un casque ouvert. Si ce n’est pas le cas, le casque ouvert présente un autre défaut (nous parlions plus haut de sa réponse dans le bas du spectre) : il donne la possibilité à l’auditeur de comparer en continu la réalité et l’expérience médiatique. Même si la réalité perçue à travers le casque n’est pas corrélée à l’œuvre diffusée, le moindre objet sonore réel pourra servir de point de comparaison. La réalisation sonore va devoir lutter avec ce référentiel. N’importe quel auditeur est compétent dans ce domaine : il a potentiellement des dizaines d’années d’expérience en écoute binaurale biologique…

Fatigue

Pour l’usage professionnel, on doit pouvoir porter le casque pendant des heures (comme on travaille avec des enceintes toute une journée). C’est possible en termes de fatigue auditive parce que traiter du binaural natif est une tâche familière pour le cerveau. Mais le casque doit être à la hauteur et vraiment confortable.
La vente en ligne et le délai légal de rétractation ont au moins l’avantage de laisser le temps d’un essai grandeur réelle, sur plusieurs jours, d’y revenir et de comparer différents modèles.
Si l’on travaille en équipe, comme on juge à partir des mêmes enceintes de référence, on écoutera la production binaurale avec le même casque. Quitte à vérifier le rendu sur différents modèles personnels ensuite.

Détails

Si le casque n’est pas un outil personnel, il faudra peut-être garantir à l’auditeur que le casque est propre, donc nettoyable. Des protections jetables existent pour couvrir les oreillettes.
Personnellement, je préfère les modèles de casque à câble unique ; il est important de vérifier que sa longueur convient à l’installation.
Dans le même genre, il est bon de voir si le casque est réparable et si des pièces détachées sont disponibles. Les marques historiques sont souvent plus rassurantes dans ce domaine.

Prix

Au vu de l’offre actuelle, 200 euros TTC suffisent (et probablement même 150) pour s’équiper d’un casque de travail, efficace et solide (voire réparable). C’est quand même à mettre en perspective avec le coût d’une paire d’enceintes de qualité dans un environnement convenablement traité.
Au-delà de 300 euros, le prix n’est plus forcément proportionnel à la qualité du son, pour les modèles que nous avons testés. On peut gagner en confort et en qualité de fabrication, mais les modèles chers que j’ai essayés (j’étais prêt à acheter) m’ont déçu. A chacun de se faire son opinion…
Quand nous avons constitué le parc de l’Agence du Verbe, j’étais celui qui faisait le chèque et je ne comptais pas mettre plus de 50 euros par casque. Nous avons testé une douzaine de modèles ; aucun ne remplissait le cahier des charges dans cette gamme de prix il y a dix ans. Il avait fallu monter en gamme. Ce n’est plus le cas aujourd’hui. L’offre est énorme et nous avons surtout l’embarras du choix, c’est le cas de le dire !
La bonne nouvelle ? Si mon casque de travail, mon casque de référence ne coûte pas plus de 150 balles, je suis en mesure d’équiper l’auditoire avec le même modèle !

Conclusion

Pour résumer mon casque binaural : 150-200 euros TTC, extra-confortable, assez isolant, tonalité naturelle avec une belle prise de son de KU100 et du 60Hz bien net. Un câble d’un seul côté, un pliage pratique, des pièces détachées… Et ça roule.

Si l’on se souvient qu’il est tout à fait possible de commencer à fabriquer du binaural de qualité avec ses propres oreilles équipées d’omnis miniatures, on peut dire que le monitoring ne sera pas un obstacle financier.

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