Les ingénieurs ont un savoir plus éprouvé. En général, ils ne sont pas directement confrontés aux problèmes de la recherche fondamentale; ils mettent plutôt en �uvre des techniques souvent nouvelles mais fondées sur des bases théoriques bien établies. Leur savoir pratique évolue avec le progrès des techniques et l'apparition de nouvelles technologies, et les bases théoriques qui leur permettent de gérer ces changements, sont bien fermes.

C'est ce que je croyais à la fin de mes études d'ingénieur en électronique. Mais j'ai pu constater personnellement que, parfois, ce n'est pas le cas; ceci pour avoir dû remettre en cause un élément des bases théoriques qu'on m'avait apprises ou, plus exactement, ce que j'en avait retenu. Ce fut une expérience d'autant plus pénible qu'elle eut lieu en dehors du contexte professionnel, dans le cadre de ce qui n'était à l'époque qu'un hobby (la haute fidélité), au milieu de passionnés extrémistes qui non seulement avaient souvent un niveau technique plutôt réduit, mais qui en plus me plaignaient d'être handicapé par le mien. C'est que dans ce milieu la rigueur scientifique et la rationalité semblaient hors de propos. Mais finalement, je me demande si cette confrontation n'a pas été salutaire et si elle ne m'a pas aidé dans mes recherches, alors qu'un environnement imprégné d'une bonne culture scientifique m'aurait peut-être enfermé dans mes convictions initiales.

Un monde fou, fou, fou
Je crains que le monde de la haute fidélité n'ait guère évolué et qu'aujourd'hui encore, un ingénieur en électronique qui veut s'intéresser au monde de la haute fidélité et, en particulier à la hi-fi haut de gamme, n'aille de surprises en surprises. Il découvrira d'abord, en pénétrant dans une boutique de hi-fi, des matériels utilisant encore les lampes de nos grands-pères. Il apprendra que ces équipements qu'il aurait pensés plutôt réservés aux antiquaires et aux musées, se fabriquent de plus en plus (on relance même des chaînes de fabrications anciennes) parce qu'ils sont très demandés et considérés par une grande partie des amateurs comme meilleurs que les équipements à transistor utilisant les technologies actuelles.

Il constatera aussi que les amateurs préfèrent les supports anciens en considérant les bons vieux disques noirs analogiques comme bien meilleurs que les CD numériques actuels. Qu'il ne s'avise surtout pas de faire remarquer que ces préférences vont à l'encontre des mesures universellement admises pour estimer la qualités des matériels électroacoustiques. On lui rétorquera qu'il n'y entend rien et que les mesures sont sans significations, qu'ainsi, par exemple, les watt d'un amplificateur à tubes sont aussi (voire plus) puissants (!) que les dizaines de watt d'un amplificateurs à transistor, que la seule méthode valable de juger un matériel hi-fi est l'oreille et qu'il existe des spécialistes (des gourous? ) ayant l'oreille particulièrement performante (appelés "Oreilles d'Or" dans le milieu anglo-saxon). Ces affirmations seront d'autant plus surprenantes que, dans la chaîne de reproduction électroacoustique, elles concernent principalement les éléments qu'on penserait les mieux maîtrisés: les éléments électroniques.

Une autre source d'étonnement sera les liaisons entre appareils: notre ingénieur apprendra que celles-ci sont très importantes pour la qualité sonore, qu'un câble peut être très bon ou très mauvais (indépendamment de toute mesure ou explication logique). Il découvrira une notion nouvelle en électronique, le sens des câbles. Il est extrêmement important de brancher un câble apparemment identique à ses deux extrémités, dans le bon sens. Et pour finir, on lui expliquera que les fils secteur ont également une importance non négligeable sur le son des équipements qu'ils alimentent, et il aura le sentiment de toucher le comble de l'absurde quand il apprendra que le sens dans lequel la prise de courant est enfichée est essentiel.

Si, après l'utilisation de ces équipements, il s'intéresse à leur conception, il constatera que l'irrationnel semble sans limite et qu'ils sont con�us selon des règles différentes de celles utilisées pour tous les autres matériels électroniques. Les composants sont choisies selon des critères ésotériques qui se réclament de l'empirisme dans le meilleur des cas. On sait (d'où? pourquoi? ) que tel modèle de résistance fabriquée dans telle usine est bien meilleure qu'une autre de même technologie mais fabriquée dans une autre usine (sans doute, les soirs de pleine lune!). Tel transistor d'origine japonaise et qui, malheureusement, ne se fabrique plus doit être considéré comme infiniment meilleur que ses équivalents ayant les mêmes caractéristiques électriques. De toute fa�on le meilleur composant actif est une certaine triode fabriquée avant guerre par Western Electric et dont les derniers exemplaires s'arrachent à prix d'or (bienheureux celui qui a racheté le stock à la fermeture des usines).

Les circuits sont également l'objet de règles aussi impérieuses que surréalistes, par exemple: les circuits doivent être simples car chaque composantes apporte sa contribution à la dégradation du signal. Le parcours de celui-ci doit être, pour les mêmes raisons le plus court possible. Une autre règle (malheureusement contradictoire de la première) veut que les circuits symétriques soient meilleurs que les circuits asymétriques. En plus, il ne faut surtout pas utiliser de contre-réaction. On enseigne dans les écoles comment ce procédé permet d'améliorer la linéarité et la bande passante des circuits qui l'utilisent, mais on oublie de préciser combien cela est néfaste pour les signaux audio. Enfin une alimentation qui se respecte, se doit d'être surdimensionnée, car le son ne peut bien prendre son envol qu'en s'appuyant sur une alimentation de poids démesuré.

Bref, cet ingénieur aura le sentiment que la haute fidélité est en plein Moyen Age, au temps des alchimistes et de la poudre de mandragore. Plus positivement, Jean-Marie Piel constatait, dans un de ses éditoriaux de Diapason (n� 426. mai 1996) , qu'en hi-fi, " Les ingénieurs ont troqué la blouse du scientifique contre la toque du cuisinier ! A partir de recettes connues et cent fois expérimentées, ils ont essayé de nouveaux plats. Parfois avec succès, en utilisants des composants choisis avec go�t, avec quelques astuces et tours de main, le tout peaufiné à l'oreille. De vrais artistes dont les moins sains psychiquement se sont, hélas ! pris parfois pour des gourous...En attendant la hi-fi haut de gamme est devenu au mieux un art, au pire de la mauvaise cuisine ".

Face à cette situation, la tentation est grande de rejeter tout cet obscurantisme et de n'y voir qu'un avatar supplémentaire d'une certaine culture anti-progrès qui prône le retour à des valeurs ancienne et perdues. Ce qui permet à des gens peu scrupuleux de se remplir les poches en exploitant un public naif et incompétent auquel on fait croire entendre ce qu'il veut entendre.

Pourtant, on peut être ébranlés par certains faits. Même si la thématique de l'âge d'or est bien vivante et si la nostalgie enjolive un passé dont on a vite oublié tous les inconvénients, tous les produits "à l'ancienne" proposés aux consommateurs ne sont pas des escroqueries, les techniques modernes ont souvent tendance à favoriser la productivité aux dépens de la qualité. On con�oit bien qu'un poulet, élevé dans un espace très restreint et nourri de farines animales mélangées à ses propres excréments, n'ait pas le même go�t que son homologue nourri au grains et en plein air. Un meuble fait avec du bois qui a pris le temps de sécher, sera plus stable dans le temps qu'un meuble fait avec du bois étuvé (ceci dit, un meuble réalisé avec du bois étuvé, puis vieilli artificiellement et percé de faux trous de ver se vendra peut-être mieux). Des tomates ou des fraises sélectionnées, cultivées et cueillies de manière à favoriser leur résistance aux stockages de la distribution ne sont probablement pas celles qui auront le meilleur go�t.
En outre, on remarquera que les éléments hi-fi haut de gamme sont les seuls produits techniques anciens à être préférés aux produits plus modernes. Il est des nostalgiques qui recherchent les voitures anciennes ou les appareils photo d'autrefois, mais personne n'oserait affirmer que c'est parce qu'ils sont très supérieurs aux meilleurs produits de conception récente. On ne se remet pas à refaire les voitures d'avant guerre, alors qu'on relance la fabrication d'amplificateurs anciens. Ainsi des marques prestigieuses comme Marrantz (une filiale du groupe Philips) ou Mc Intosh se sont remis à fabriquer des anciens modèles à tube, estimant que la demande sur ce genre de produit justifiait le co�t de remise en route des chaînes de fabrication.
Enfin, et surtout, on peut constater avec ses propres oreilles qu'on entend des choses qu'on ne peut pas expliquer uniquement par l'autosuggestion et que ces fous d'audiophiles (comme ils s'appellent) n'ont peut-être pas totalement tort. Cette prise de conscience n'est pas facile pour un ingénieur qui se retrouve avec une sérieuse contradiction à gérer: un divorce entre les connaissances généralement admises par la communauté scientifique et des constatations subjectives donc personnelles.

Il y a déjà eu des tentatives de rationalisation de tel ou tel partie du problème, mais une analyse critique des explications avancées montre qu'elles ne résolvent pas grand chose. Ainsi certains ont voulu expliquer les contradictions entre les chiffres de distorsion et les résultats d'écoute en faisant intervenir la nature des distorsions. Ils nous expliquent que tous les signaux harmoniques ne sont pas égaux devant l'oreille, que les harmoniques impaires sont plus agressives et les harmoniques de rang élevé bien plus nocives. On peut se perdre en savantes considérations sur la perception des harmoniques pour essayer de tenir compte d'un nombre croissant de cas de figures, mais cela fini par ne plus être crédible et, de toute fa�on, cela n'expliquerait qu'une partie du problème.
Il y a longtemps, un ingénieur nommé Mati Otala a essayé d'expliquer ("Transient Distortion in Transistorized Audio Power Amplifiers", IEEE trans. on audio and electroacoustics, sept. 1970, vol. AU-18, n�3) les effets néfastes de la contre-réaction par le concept de distorsion d'intermodulation transitoire. En fait, il ne faisait qu'étendre aux amplificateurs de puissance la limitation de vitesse de balayage (slew rate en anglais) bien connue des utilisateurs d'amplificateurs opérationnels. Il apparut bien vite que cette limitation n'affectait que les amplificateurs plutôt mal con�us et qu'elle n'expliquait pas grand chose. Toutefois cette "découverte" a semé le doute et a eu un impact important dans le public averti qui y vit une justification de la supériorité de l'écoute sur les mesures des ingénieurs. Aujourd'hui en hi-fi, il est indécent de dire qu'on n'utilise pas la contre-réaction que de fa�on modérée et, même si l'effet de mode est passé, il est encore des constructeurs pour proclamer qu'ils luttent avec succès contre la distorsion d'intermodulation transitoire.
D'autres ont cru avoir trouvé une justification objective à des phénomènes subjectifs ("Proof for the Golden Ears Hypothesis?", B. Duncan, Electrnics + Wireless World, pp 466/7 june 1992) en analysant finement des changements dans les spectres de distorsion. Ces changements résultaient du remplacement d'un composant dans un amplificateur et correspondaient à une évolution nette du son. Malheureusement ces changement interviennent à des niveaux très faibles, voisins de -100dB par rapport au fondamental. Compte tenu de la dynamique de l'oreille (au mieux 120 dB entre le seuil de sensibilité de l'oreille dans le silence absolu et le niveau de douleur), cette explication ne serait valable que pour des niveaux d'écoute effroyablement élevés.
Toutes ces explications, malgré leur faible portée, avaient le mérite d'une volonté de rationalité. En revanche, pour tous les phénomènes audio dérangeants, il y a toujours des Diafoirus qui trouvent de "bonnes" explications. Faute de mieux, ces explications plus ou moins farfelues sont plus ou moins admises et renforcent la confusion du public.

Un peu de rationalité: analyse des mesures
J'ai cherché à traiter les mystères de la hi-fi avec rationalité, mais il m'a fallu beaucoup de temps pour prendre le problème par le bon bout. Pour commencer, il faut sortir du subjectif. En effet, ce qui rend ce problème difficile à traiter c'est l'absence d'éléments objectifs. Ces éléments objectifs doivent, d'une part, être fournis par la mesure qui sert à caractériser le réel, d'autre part, analysés dans les circuits électroniques, et enfin, expliqués par la psychoacoustique qui doit comprendre le ressenti. Si les mesures, les circuits et la psychoacoustique ne donnent pas satisfaction, il faut les remettre en cause en commen�ant par les mesures. Le premier point à comprendre, c'est l'échec des mesures actuelles.
Le grand mérite de Mati Otala est d'avoir donné un exemple de distorsion mal prise en compte par les mesures traditionnelles utilisées pour les circuits audio. Même si cet exemple ne s'applique pas très bien, il montre que ces mesures n'ont pas le caractère absolu qu'on leur prête facilement. Les mesures actuelles de distorsion ont donc des limites qu'il faut identifier. Les phénomènes objectifs à appréhender se situant au delà de ces limites.
Pour analyser les mesures de distorsion, il convient d'abord d'examiner ce qu'on veut mesurer et de se demander ce qu'est la distorsion. Ce préambule est moins stupide qu'il n'en a l'air, car la notion de distorsion en électronique est assez floue et souvent l'ambiguité de ce terme conduit à des erreurs de raisonnement dramatiques. Le concept de base concerne le signal traité; la distorsion d'un signal, c'est la déformation subie par ce signal dans un circuit ou un système. Ce concept est parfaitement clair et sans ambiguité.
L'autre signification de ce mot concerne le circuit ou le système qui a généré cette distorsion en altérant les signaux qu'il est amené à traiter. La distorsion d'un circuit ou d'un système, c'est donc sa manière d'altérer les signaux. Mais quels signaux? Peut-on définir cette distorsion indépendamment des signaux traités? C'est une question capitale qui est généralement ignorée, parce que les théories de Fourier, qui permettent de décomposer tout signal en signaux élémentaires sinusoidaux, nous ont habitués à caractériser les circuits et les systèmes indépendamment des signaux traités. La connaissance du comportement d'un circuit ou d'un système linéaire pour tous les signaux sinusoidaux permet de définir son comportement en présence de tout signal. On peut donc définir sa distorsion par la distorsion (au sens premier) qu'il induit sur les signaux sinusoidaux.
Les circuits ou systèmes utilisés en audio ne sont pas absolument linéaire, mais comme ils semblent bien linéaires dans leurs conditions de fonctionnement normal, il est usuel de les mesurer comme s'il étaient presque linéaires et de les caractériser avec des signaux sinusoidaux. On distingue néanmoins la distorsion linéaire de la distorsion non-linéaire.