Qu’est-ce que la fréquence d’échantillonnage ? 44,1 kHz vs 48 kHz expliqué

La fréquence d’échantillonnage est le nombre de fois par seconde où un son est mesuré lors d’un enregistrement numérique. Elle fixe la fréquence la plus élevée que l’on peut stocker : la moitié de sa valeur. Le 44,1 kHz est la norme de la musique et le 48 kHz celle de la vidéo, et les deux couvrent tout ce que nous pouvons entendre. Utilisez celle qu’attend votre destination, et convertissez correctement un fichier lorsqu’il a l’autre.

Qu’est-ce que la fréquence d’échantillonnage ?

Dans l’air, le son varie de façon continue. Un ordinateur ne peut pas stocker quelque chose de continu : un appareil d’enregistrement mesure donc l’onde sonore à intervalles réguliers et stocke chaque mesure sous forme de nombre. Une mesure est un échantillon, et le nombre d’échantillons par seconde est la fréquence d’échantillonnage. À 44,1 kHz, il y a 44 100 échantillons chaque seconde pour chaque canal.

On peut penser au cinéma, qui montre 24 images fixes par seconde et donne l’impression du mouvement. L’audio a besoin de bien plus d’étapes par seconde que l’image, car les ondes sonores varient beaucoup plus vite que tout ce que nous voyons. L’autre valeur qui décrit un enregistrement, la résolution en bits, indique avec quelle précision chaque échantillon est stocké ; elle agit sur le bruit de fond, pas sur la plage de fréquences.

Pourquoi 44,1 kHz ? Le théorème d’échantillonnage

Combien d’échantillons faut-il ? Le théorème d’échantillonnage donne la réponse : pour capter une fréquence, il faut plus de deux échantillons par cycle. Une fréquence d’échantillonnage peut donc stocker des fréquences allant jusqu’à la moitié de sa propre valeur, une limite appelée fréquence de Nyquist. L’oreille humaine s’arrête vers 20 kHz : une fréquence d’échantillonnage supérieure à 40 kHz couvre donc tout.

La valeur exacte de 44,1 kHz est un morceau d’histoire. Les premiers enregistrements numériques étaient stockés sur bande vidéo, et 44 100 échantillons par seconde étaient ce qui tenait dans les lignes d’image des deux systèmes de télévision de l’époque. Lorsque le CD a été défini, il a gardé cette fréquence, comme le rappelle l’histoire de la norme 44,1 kHz . Sa fréquence de Nyquist, 22,05 kHz, laisse un peu de marge au-dessus de 20 kHz pour le filtre qui supprime tout ce qui est plus haut.

44,1 kHz vs 48 kHz : comparaison

Pourquoi la vidéo utilise le 48 kHz

L’audio et la vidéo professionnels ont adopté le 48 kHz pour des raisons pratiques. L’une d’elles est arithmétique : 48 000 se divise exactement par les cadences d’images courantes, ce qui donne 2 000 échantillons par image à 24 images par seconde, 1 920 à 25 et 1 600 à 30, alors que 44 100 divisé par 24 donne 1 837,5. Les caméras, les logiciels de montage et les diffuseurs attendent donc du 48 kHz, et c’est le choix sûr pour tout ce qui accompagne une image. Les distributeurs de musique et les services de streaming, eux, travaillent tout naturellement avec des masters en 44,1 kHz.

Ce qui se passe avec la mauvaise fréquence d’échantillonnage

La plupart des logiciels convertissent discrètement lorsqu’un fichier ne correspond pas au projet, et vous ne remarquez rien. Les problèmes apparaissent lorsqu’un fichier est lu à la mauvaise fréquence sans conversion. Un enregistrement en 44,1 kHz lu comme s’il était en 48 kHz défile environ 9 % trop vite et sonne à peu près un demi-ton et demi plus haut ; l’inverse est lent et grave. Si la parole de votre vidéo paraît un peu criarde ou traînante, c’est la première chose à vérifier.

Un autre problème est la dérive : le son et l’image partent ensemble puis s’écartent lentement. Elle vient de deux appareils qui enregistrent chacun sur sa propre horloge, et la conversion de la fréquence d’échantillonnage ne la corrige pas ; il faut étirer l’audio ou le resynchroniser dans le logiciel de montage.

Comment convertir la fréquence d’échantillonnage

Lorsqu’un fichier doit correspondre à un projet ou à une plateforme, convertissez-le une seule fois, à partir de l’original.

Convertir vers le haut n’améliore pas un enregistrement, et multiplier les allers-retours n’apporte rien : gardez donc le fichier d’origine et convertissez à partir de lui chaque fois qu’il vous faut une autre fréquence.

Les fréquences d’échantillonnage plus élevées sonnent-elles mieux ?

Les fréquences de 88,2, 96 et 192 kHz peuvent stocker des fréquences bien au-delà de la limite de l’audition. C’est utile en production, par exemple lorsqu’un enregistrement est fortement ralenti ou lourdement traité, et certains ingénieurs enregistrent en 96 kHz pour cette raison. À l’écoute, le bénéfice éventuel est faible et contesté, et les fichiers sont deux à quatre fois plus gros. Pour de la musique et de la vidéo terminées, 44,1 et 48 kHz suffisent.