Introduction

Non, cet article n’ a rien à voir avec un psychotrope bien connu, ne fuyez pas! Mais si votre oreille préfère l’ écoute d’ un disque vinyle à sa version sur compact disc, cet article peut vous intéresser. Je vais tenter de présenter un format audio méconnu, mais qui semble bénéficier de suffisamment d’ atouts pour faire un peu plus parler de lui. Ce format, dénommé DSD, pour peu qu’ il soit exploité avec du matériel adéquat, permet de conserver des enregistrements audio et de les reproduire avec une qualité très proche de celle de l’ original.

Commençons par un bref aperçu des caractéristiques audio des principaux supports matériels et immatériels, avant de situer le format DSD par rapport à eux.

Avertissement: cet article n’ a pas d’ autre objectif que de présenter un format audio numérique. Aucune affirmation quand au fait qu’ il soit meilleur ou pire qu’ un autre ne sera faite ici. Le but n’ est pas d’ alimenter une quelconque polémique, mais de décrire les aspects d’ un format audio méconnu et de les comparer à d’ autres formats existants. De nombreux audiophiles trouvent que ce format n’ a aucun intérêt, ou n’ apporte rien de plus que d’ autres, alors que d’ autres ne jurent que par lui et le considèrent comme le meilleur de tous les formats. Cet article n’ engage que son auteur, et il a parfaitement conscience de son aspect simplificateur, c’ est voulu, dans un objectif qui se veut avant tout pédagogique.

1 – Les supports physiques

Avertissement: ceci est un très bref aperçu, non exhaustif donc. Le lecteur intéressé de préciser et de compléter ce sujet trouvera des informations en abondance sur le web. On ne s’ intéresse ici qu’ aux technologies de support en terme d’ enregistrement et de stockage, mais en aucune façon, de reproduction sonore. Il est bien évident que pour profiter d’ un support capable de caractéristiques audio haut de gamme, il est nécessaire d’ utiliser un matériel de diffusion audio adéquat (amplificateur, décodeur, enceintes, …), c’ est à dire suffisamment performant pour être capable de reproduire ces mêmes caractéristiques, mais ce n’ est pas notre propos ici.

1.1 – Analogiques

Le point commun de ces supports est que le signal original analogique (le son issu des instruments) est enregistré sur un support analogique. Il n’ y a donc pas de numérisation, étape indispensable à la conversion d’ un signal analogique vers un support numérique. Aucun encodage ni décodage ne sont nécessaire pour l’ enregistrement du signal ni pour sa reproduction.

1.1.1 – Le disque microsillon (ou « vinyle »)

Si l’ on fait abstraction des craquements et autres défauts liés à son usure, ce support permet de stocker et de reproduire un signal audio (essentiellement mono ou stéréo) avec une qualité qui a longtemps été une référence. Ce système de stockage est de type mécanique et analogique: la forme du sillon correspond parfaitement au signal électrique qu’ elle représente. Les contraintes mécaniques de ce support font qu’ il ne dépasse que très rarement 60 dB de dynamique (plutôt 50 dB la plupart du temps). Un travail doit donc être effectué sur l’ enregistrement audio brut (le master) avant de réaliser la gravure du vinyle. Sans cela, la cellule phono de la platine aurait du mal à rendre toute la dynamique d’ un orchestre par exemple. Pour ce faire, les ingénieurs du son utilisent notamment un système de compression de la dynamique et effectuent un travail de pré-accentuation afin d’ établir un subtil équilibre entre les détails et la dynamique. Ces modifications sont en grande partie responsables du résultat audio si particulier à l’ écoute. Ces étapes sont standardisées depuis 1954 dans la norme RIAA, qui permet d’ uniformiser une partie de ces corrections entre constructeurs.

Le rapport signal/bruit du vinyle avoisine les 45 dB, et l’ absence d’ échantillonnage permet une réponse en phase linéaire jusqu’à plus de 50 kHz dans les meilleurs cas de vinyles et de platines (environ la moitié la plupart du temps, ce qui reste impressionnant). La bande passante est donc virtuellement infinie… Cela se traduit concrètement par une image spatiale stable et très précise: on entend nettement l’ acoustique du lieu de prise de son, les détails sont amenés à un seuil audible, l’ écoute est souvent chaleureuse, douce et confortable. Ce qui prouve qu’ avec le travail des ingénieurs du son, même une dynamique de 60 dB peut faire des miracles si elle est intelligemment exploitée. Un des principaux inconvénient du vinyle est qu’ il s’ altère assez vite avec le temps, et même avec un stockage parfait, le fait de l’ écouter accélère son usure mécanique. Le vinyle a eu un énorme succès commercial et malgré les supports numériques modernes, il revient à la mode aujourd’ hui.

Rapport signal/bruit: 45 dB

Dynamique: 60 dB

Bande passante: 20-50 kHz

1.1.2 – La cassette audio (ou « K7 »)

Ce support, bon marché a été un très gros succès commercial, mais est abandonné depuis le milieu des années 90. La cassette, permet d’ effectuer tout type d’ enregistrement personnel, d’ effectuer des copies de vinyle ou même de CD, depuis l’ époque où les graveurs de CD étaient inexistants ou inabordables financièrement. Cependant, elle ne permet pas un stockage très pérenne, car la qualité de la bande se dégrade assez rapidement avec l’ utilisation; de plus la bande magnétique est sensible aux aimants qui peuvent accélérer son altération. D’ autre part, la cassette, contrairement à la plupart des autres supports physiques, ne permet pas un accès direct à un morceau: l’ accès est séquentiel: il faut faire défiler la bande jusqu’ au morceau souhaité. Elle est aujourd’ hui remplacée par les disques compacts enregistrables et le stockage numérique. Elle offre une bande passante de 30 Hz à 18 kHz selon le type de bande utilisée et une dynamique similaire à celle du vinyle, dépendant beaucoup du matériel utilisé pour la reproduction. Le rapport signal/bruit de la cassette audio atteint 65 dB, meilleur donc que le vinyle.

Rapport signal/bruit: 65 dB

Dynamique: 60 dB

Bande passante: 30-18 kHz

1.1.3 – Quelques liens

1.2 – Numériques

Le point commun de ces supports est de contenir des informations numériques représentant de manière codée, un signal audio analogique. Les informations numériques peuvent être stockées sur tout support numérique (fichier informatique, support physique numérique, etc). Le signal audio analogique provenant de l’ enregistrement original doit donc préalablement être converti en données numériques. Cette étape de numérisation analogique/numérique est effectuée par un convertisseur analogique/numérique [CAN] (ADC en anglais), implémenté le plus souvent par un circuit électronique. Il transforme le signal analogique composé d’ une infinité d’ amplitudes de valeurs continues en un signal numérique composé d’un nombre fini d’amplitudes et de valeurs discrètes. Ce processus implique donc forcément une perte d’information par rapport au signal analogique d’origine puisqu’ on passe d’ un ensemble infini (signal analogique) à un ensemble fini en quelque sorte (informations numériques quantifiées). Mais cette perte d’ information ne signifie pas forcément perte de signal. En effet, on utilise des outils mathématiques (comme le théorème d’ échantillonnage de Shannon) permettant de garantir que les informations stockées suffisent à reproduire fidèlement le signal analogique d’ origine.

Le processus de numérisation se décompose en deux, dans le cas de la technique Pulse Coded Modulation [PCM], la plus répandue:

L’ échantillonnage: cette opération consiste à mesurer un certain nombre de fois par unité de temps l’ amplitude du signal à numériser. Cela induit un découpage temporel du signal analogique. Chaque mesure effectuée fourni un échantillon du signal d’ origine.
La quantification: cette opération consiste à donner une valeur numérique aux échantillons obtenus ci-dessus. On décide de l’ intervalle à utiliser pour donner une valeur aux échantillons. Comme on utilise des microprocesseurs travaillant en binaire, c’est en base 2 (en binaire) que sont représentés les nombres. On choisit donc un nombre de bits (chiffres binaires) qui va servir à représenter les valeurs des échantillons. Avec un seul bit, on ne peut représenter que deux valeurs. Avec 16 bits on peut stocker 65 536 valeurs possibles: de 0 à $2^{16} - 1$ , ce qui permet à chaque échantillon d’ avoir une valeur comprise entre 0 et 65 535 par exemple.
Conversion signal analogique / numérique, puis numérique / analogique.

Les valeurs d’ échantillonnage et de quantification ne sont pas choisies au hasard, mais issues du théorème de Nyquist-Shannon qui affirme que la fréquence d’ échantillonnage doit être au moins égale au double de la fréquence maximale du signal à numériser afin de pouvoir retrouver le signal d’ origine à partir des données numériques obtenues lors de sa numérisation. Il est facile de voir que plus la fréquence d’ échantillonnage est élevée, plus le signal numérique est proche du signal analogique original. De manière similaire, plus le nombre de bits de quantification est élevé, meilleure est la précision de l’ amplitude du signal numérique. Jouer sur ces 2 valeurs permet d’ améliorer la fidélité du codage numérique obtenu par rapport au signal analogique original, mais a une conséquence importante en terme de place occupée sur le support de stockage numérique.

Lors de la phase d’ écoute d’ un support audio numérique, un système inverse de conversion numérique/analogique est opéré, par un convertisseur numérique/analogique [CNA] (DAC en anglais) le plus souvent un circuit électronique intégré à l’ appareil de diffusion (platine CD, lecteur DVD ou blu-ray, …). La qualité de ce circuit est la clef de voûte du rendu audio résultant de ce décodage. Meilleur sera ce circuit, plus le signal audio analogique reproduit sera proche des données numériques stockées. Bien évidemment, ce circuit ne peut reproduire davantage de signal que ce qui est stocké sur le support. On trouve aujourd’ hui des DACs de très grande qualité qui permettent d’ atteindre voire parfois de dépasser les 96 db de rapport signal/bruit et de reproduire avec une parfaite fidélité le signal enregistré sur le support.

Les supports optiques ci-dessous (CD, DVD et Blu-ray) permettent une conservation sur plus long terme que les supports physiques précédents. Ils sont insensibles aux champs magnétiques, mais peuvent malgré tout se dégrader (rayures, trous, eau, etc.). Le fait que ces supports soient numériques, permet également d’ en faire des copies et ainsi pérenniser facilement et à moindre coût les données qu’ ils contiennent. Les platines de lectures disposent de systèmes sophistiquées afin de corriger les erreurs de lecture qui peuvent survenir avec un support ayant une usure normale. Ces corrections rendent inaudibles la plupart des défauts: ils sont « noyés » dans le flux audio principal.

1.2.1 – Le Compact Disc Digital Audio (le « CD »)

Ce support physique apparaît dans le grand public avec la démocratisation des micro-processeurs et des premiers ordinateurs familiaux au début des années 1980. Il permet de stocker jusqu’ à 700 Mo d’ informations numériques et bénéficie d’ une grande facilité d’ utilisation, de transport, de conservation et de production. Il est très répandu et peu coûteux et les lecteurs et graveurs sont accessibles aujourd’ hui pour des prix ridicules. Le CD peut théoriquement atteindre l’ excellent rapport signal/bruit de 96 dB, mais au détriment de la précision et de la bande passante qui va de 20 Hz à 20 000 Hz. La fréquence d’ échantillonnage du CD est de 44,1 kHz, ce qui induit un découpage temporel de 44 100 échantillons par seconde. La quantification se fait sur 16 bits, ce qui fait donc 65 536 valeurs possibles pour chacun des échantillons, ce qui donne également un bitrate de 1,4112 Mbits/s (2 x 16 x 44 100 bits/s). Le CD ne permet le stockage audio qu’ au format PCM et en stéréo uniquement, soit sur 2 pistes.

Un CD audio de 60 mn de musique en stéréo, à 44,1 kHz sur 16 bits, nécessite le stockage de 2 x 60 x 60 x 44 100 x 16 bits, soit 605 Mo environ. On parle de données audio utiles brutes, car en réalité, d’ autres données complémentaires sont stockées sur le CD, notamment les données du système de corrections d’ erreurs, on peut même rajouter que sur les 16 bits, en pratique 2 sont utilisés pour autre chose que du signal audio… Donc en fait, le CD n’ a que 6×14=84dB de dynamique et non 96 comme cela le devrait (d’ autre part, cette valeur est un maximum théorique, en pratique on atteint rarement mieux que 50 dB!).

Rapport signal/bruit: 96 dB

Dynamique: 84 dB

Bande passante: 20-20 kHz

1.2.2 – Le DVD-Audio et le Blu-ray Pure Audio

Ces deux supports reprennent le même principe que le CD audio: l’ encodage PCM, mais en actualisent les caractéristiques avec des valeurs plus modernes, permettant de gagner à tous les niveaux: plus de pistes et meilleure résolution audio. Ils font partie des supports dits audio haute résolution. Le but de ces supports est d’ offrir un support moderne, accessible et permettant de conserver un enregistrement numérique bien plus fidèle à l’ original que ne l’ est le CD. Que certaines oreilles n’ entendent pas la différences ou que d’ autres l’ entendent, n’ est pas ici l’ objet de cet article. Il est clair que cela dépend en premier lieu de la qualité de l’ enregistrement original (il est évident que si l’ enregistrement sur DVD Audio est fait à partir d’ un CD, alors la qualité résultante sera celle du CD), du matériel utilisé pour la diffusion (pour profiter des caractéristiques du DVD Audio, il faut du matériel approprié), et enfin des oreilles et de la sensibilité de l’ auditeur.

DVD-Audio

Ce support apparaît en 2000. Sa capacité de stockage est bien plus grande que celle du CD, puisqu’ un DVD simple couche permet de stocker 4,7 Go (et 8,54 Go pour un double couche). Ce gain de place important permet d’ enregistrer beaucoup plus d’ informations numériques. En particulier on peut maintenant stocker 6 pistes au lieu de 2, permettant aux solutions home-cinéma 5.1 d’ offrir une immersion audio totale comme au cinéma! Ce gain de place permet également d’ améliorer la fréquence d’ échantillonnage qui peut aller maintenant jusqu’ à 96 kHz en 5.1 et 192 kHz en stéréo. De même, le nombre de bits de quantification peut atteindre 24 bits, permettant des échantillons sur une gamme de plus de 16 millions de valeurs au lieu des 65 536 du CD! La résolution audio obtenue est donc bien plus grande qu’ avec le CD. Il est nécessaire d’ utiliser un ampli 5.1 ainsi qu’ un lecteur spécifique DVD-Audio pour profiter de ce format qui est abandonné aujourd’ hui après n’ avoir que très peu marché dans le grand public. De plus, il est maintenant concurrencé par le Blu-ray Pure Audio.

Un DVD-A de 60 mn en stéréo à 192 kHz sur 24 bits nécessite le stockage de 2*60*60*192 000*24 bits, soit 3,8 Go environ.

Blu-ray Pure Audio

Ce support qui date de 2013, reprend les caractéristiques du précédent DVD-Audio qu’ il entend remplacer. Cependant, le disque DVD est maintenant remplacé par un disque de type blu-ray, ayant une très grande capacité. En effet, on passe à 25 Go pour un simple couche et on atteint 50 Go pour un double couche! Ce gain de place permet d’ augmenter le nombre de canaux à 7.1 ainsi que d’ offrir différents formats du contenu audio non compressés: PCM, DTS HD Master Audio et Dolby True HD qui seront restitués différemment par un ampli adapté. La quantification et la fréquence d’ échantillonnage sont similaires au DVD-Audio, mais le gain de place permet de stocker du 5.1 en 192 kHz et du 7.1 en 96 kHz. On atteint alors des caractéristiques audiophile puisque la bande passante obtenue est très large et la résolution extrêmement fidèle au signal analogique d’ origine. Ce format est aujourd’ hui celui qui offre l’ une des meilleures qualités audio disponibles en haute résolution et est facilement accessible au grand public. Très peu de titres sont pour l’ instant disponibles. Pour profiter de ce format, il est simplement nécessaire d’ utiliser un ampli home-cinéma 5.1 ou 7.1 ainsi qu’ un lecteur blu-ray classique. Compte-tenu de l’ importante bande passante nécessaire, afin de profiter de ce format au maximum, la liaison de l’ ampli au lecteur blu-ray doit se faire via des câbles HDMI. En effet, les autres liaisons numériques optique ou coaxiale n’ offrent pas une bande passante suffisante pour faire totalement passer les formats haute résolution audio, qui seraient alors dégradées.

Comparaison original/CD/Hi-Res

1.2.3-Quelques liens

2 – Les supports logiques

Avertissement: ceci est un très très bref aperçu des grandes lignes, et encore, non exhaustif. Pour creuser la question, les liens fournis peuvent faire office de point de départ.

Avec la démocratisation de l’ internet, l’ augmentation de la puissance des ordinateurs personnels et des capacités de stockage, l’ utilisation de fichiers pour stocker de la musique est devenue possible pour le grand public et même assez courante depuis 2000 environ. Ce stockage logique offre des avantages tels que la possibilité de conserver des fichiers de musique sur différents supports physiques et palier ainsi leur dégradation et/ou leur perte (téléphone mobile, disque dur, clé usb, CD/DVD enregistrable, etc.). La copie numérique d’ un fichier n’ altérant pas les données contenues dans celui-ci, la pérennité des données stockées est un autre avantage considérable par rapport aux formats physiques qui ont tous le défaut de s’ user plus ou moins vite. Cependant, afin de réduire la place occupée par les fichiers audio, l’ utilité de la compression s’ est immédiatement imposée. Différents formats de fichiers se sont démocratisés et des solutions pour les lire également (amplis, platines, baladeurs, smartphones). On distingue deux catégories de formats audio :

les formats sans compression, qui contiennent donc tout ce que le format de données permet de représenter avec son codage par rapport au signal analogique d’ origine,
les formats avec compression, qui, dans le but de réduire la place mémoire occupée, peuvent être:
- non destructif (ou sans perte): tout comme la compression d’ un fichier texte n’ altère en rien le contenu, ces formats font de même: aucune perte de donnée audio
- destructif (avec perte): ces formats sont souvent basés sur les propriétés de l’ oreille humaine et/ou du morceau encodé afin de réduire l’ espace occupé par certaines fréquences que l’ on n’ est pas sensé entendre. Ces formats sont souvent réglables en terme de rapport espace/qualité, ainsi, plus la qualité est privilégiée, plus l’ espace occupé est important, et inversement.

Historiquement les formats avec perte se sont répandus les premiers sur nos ordinateurs, au détriment de la qualité, pour des raisons d’ espace de stockage et de performances. Mais aujourd’ hui, les capacités de stockage et de performances des ordinateurs domestiques, des disques durs externes, et les débits d’ internet sont tels que les formats numériques non compressés ou compressés mais sans perte, commencent à se répandre chez ceux qui sont soucieux de stocker leur musique avec la meilleure qualité possible.

2.1 – Non-compressés

Citons rapidement le WAV de Microsoft et l’ AIFF d’ Apple qui me semblent faire partie des plus répandus. Ces formats permettent de stocker le signal analogique d’ origine aussi fidèlement et avec les mêmes caractéristiques que celles du CD audio.

2.2 – Compressés avec perte

Ces formats d’ encodage ont pour but de réduire considérablement le volume nécessaire au stockage d’ un morceau de musique en évitant d’ encoder ce que l’ oreille humaine n’ est pas sensée percevoir ou percevoir faiblement. Pour être les plus inaudibles possibles, les pertes doivent donc tenir compte de la physiologie de l’ oreille humaine. L’ un des formats les plus connus, le MPEG/Layer 3 (MP3) a été très utilisé depuis la fin des années 90. Il utilise les même principes que ceux vus au chapitre concernant la numérisation et utilise un taux d’ échantillonnage fixe (CBR). Il a été assez rapidement concurrencé par un format libre et ouvert appelé Ogg/Vorbis ayant des caractéristiques proches mais meilleures car utilisant un taux d’ échantillonnage variable (VBR) adaptatif. Même si ces formats permettent parfois un réglage possible de la qualité audio lors de la numérisation du signal original, il arrive que le signal enregistré soit parfois assez éloigné du signal de départ et devienne audible dans certains passages. Des oreilles aiguisées peuvent entendre des différences entre un MP3 et sa version originale sur CD.

Au début des années 2000, il n’ était pas rare d’ encoder en MP3 sa collection de CD avec un facteur de compression d’ environ 10 à 12: ce qui permettait de faire tenir sur un CD ROM l’ équivalent de 10 à 12 CD originaux par exemple. Le gain de place et la souplesse apportée par le fait de pouvoir stocker sa musique sous forme de fichiers, compensait avec la perte de qualité, parfois flagrante par rapport au CD d’ origine.

Les formats les plus connus: AC-3, MP3, Ogg Vorbis, WMA, AAC, …

2.3 – Compressés sans perte

Ces formats utilisent une compression de fichier plus classique permettant de reproduire à l’ identique le flux audio enregistré dans le fichier audio sans aucune perte de donnée.

Par exemple, la conversion en fichiers FLAC des pistes d’ un CD audio permet d’ obtenir des fichiers audio dont la diffusion donnera exactement le même résultat que leur diffusion depuis le CD. Le format en lui-même n’ est pas un gage de qualité intrinsèque, mais un gage que la qualité obtenue est identique à celle du flux d’ origine. Un morceau de musique en 7.1 sur un blu-ray DTS HD Master encodé en FLAC aura donc des caractéristiques audio bien supérieure au FLAC obtenu avec le même morceau obtenu depuis un CD. La diffusion du fichier FLAC issu du blu-ray donnera un flux audio strictement identique à la diffusion du blu-ray original tout en occupant moins d’ espace disque.

Les formats les plus connus: FLAC, ALAC, WMA Lossless, …

2.4 – Liens

3-Le format DSD

3.1-Sur support physique (le « super audio CD »)

Conscients des limites de qualité audio du CD, Sony et Philips ont planché sur son remplaçant dès 1994, avec comme objectif, non seulement de gommer les défauts de qualité audio du CD, mais surtout de le supplanter en offrant une qualité audio très haut de gamme et multi-canale. Le fruit de leur travail aboutit en 1999 avec le lancement public d’ un nouveau support: le Super-Audio CD (SA-CD). En pratique il s’ agit d’ un DVD souvent hybride: une couche CD classique et une couche haute résolution pouvant aller de 2 à 5.1 canaux. Le but était de permettre aux platines CD classiques de lire la couche CD (donc d’ une qualité CD habituelle), sans nécessiter de platine SA-CD dédiée, souvent onéreuse, tout en permettant à ceux qui avaient les moyens de s’ offrir une platine SA-CD, de profiter de la couche haute résolution. Sur les SA-CD non hybrides, seule la couche haute-résolution est présente.

La technique de numérisation utilisée pour la couche haute résolution est très différente de la technique PCM utilisée pour les autres supports numériques vus ci-dessus. Appelée Direct Stream Digital [DSD], elle consiste à stocker les variations de densité de pulsation du signal: (Pulse Density Modulation). Il ne s’ agit donc plus de générer des échantillons quantifiés comme en PCM, mais de coder numériquement et directement le flux audio analogique: c’ est pourquoi la fréquence d’ échantillonnage est énorme: 2,8224 MHz et la quantification sur 1 seul bit, ce qui donne un bitrate de 5,6448 Mbits/s pour de la stéréo (2 x 2 822 400 bits/s, ce qui au passage, est 4 fois supérieur au bitrate du CD audio). Au lieu d’ échantillons, on stocke simplement une information binaire qui indique si le signal monte ou descend par rapport à l’ état précédent. On a donc une représentation numérique directe du signal analogique. Les comparaisons de fréquences et/ou de bitrate entre PCM et DSD n’ ont donc pas vraiment de sens puisque ce sont des technologies totalement différentes; seules sont comparables les caractéristiques audio résultantes (dynamique, bande passante, etc). De plus, la technologie DSD permet de garantir une meilleure cohérence de la phase du signal que la technologie PCM.

Comparaison PCM/DSD

La fréquence d’ échantillonnage de 2,8224 MHz du format DSD étant 64 fois supérieure à celle du CD audio, on parle de format DSD64, mais il existe des format encore plus précis à plus grande fréquence, multiple de 64. On trouve par exemple les formats DSD128, et DSD256, respectivement à 5,6 GHz et plus de 11 GHz! Ces formats sont souvent réservés aux studios d’ enregistrements, et seuls des matériels haut de gamme sont susceptibles de les lire.

La bande passante du SA-CD est exceptionnelle puisqu’ elle couvre le spectre de 20 Hz à 50 kHz (et parfois 100 kHz sur des platines haut de gamme), elle est réputée permettre une excellente restitution des hautes harmoniques que certaines oreilles humaines peuvent entendre, et qui, selon certains, donnent un timbre et un aspect très chaleureux. La dynamique du SA-CD atteint également une valeur incroyable de 120 dB sur toute la plage de fréquence, permettant une localisation des instruments réputée être très précise. A l’ écoute, de nombreux puristes affirment que ce format est celui qui s’ approche le plus du vinyle et qui offre une très nette séparation et localisation des instruments avec une écoute très naturelle et agréable, avec un son plus doux et chaleureux que le son issu des formats basés sur PCM. D’ autres affirment en revanche, que ces prouesses technologiques n’ apportent rien de mieux que ce qu’ offre déjà le CD audio.

Comparatif analogique/PCM/DSD

Un inconvénient majeur de ce format, est que, du fait de sa quantification sur 1 bit, pour des raisons mathématiques, il est impossible de faire subir le moindre traitement au flux audio numérique, à moins de passer par une conversion PCM, ce qui nuit à la qualité du signal résultant. Impossible donc d’ utiliser les ambiances sonores et autres corrections acoustiques disponibles sur les amplis modernes, sous peine de perdre nombre d’ avantages du DSD. C’ est la raison pour laquelle les amplis récents disposent de plus en plus souvent d’ un mode « pure-audio » qui permet de couper tout traitement audio et garantir une restitution fidèle au signal stocké sur le support.

Le choix du DSD en lieu et place du PCM permet également de simplifier intégralement la chaîne de conversion analogique -> numérique puis numérique -> analogique tout en n’ altérant pratiquement plus le signal. Il semble que ce soit l’ une des raisons pour lesquelles certains studios d’ enregistrement utilisent ce format pour stocker les masters originaux.

Comparaison enregistrement/diffusion SACD vs. CD

Le nombre de titres disponibles dans ce format avoisine les 10 000, mais les sorties de nouveaux disques sont rares depuis quelques années et réservées à des marchés souvent de niche (classique, grands noms, etc). De plus, de nombreux disques sont parfois de qualité identique ou à peine meilleure que le même album sous forme de CD. Cela n’ a pas contribué à la réputation de ce format. On estime en effet qu’ environ 1/3 des disques SA-CD seulement, bénéficient d’ une excellente qualité du signal d’ origine, dont certains labels sont reconnus (par exemple Linn Records, ou Analogue Productions). Le site SA-CD.net référence un grand nombre de titres et indique pour chacun d’ eux, la qualité de l’ enregistrement (véritable DSD ou cuisine à partir d’ un CD). Les raisons sont multiples mais le SA-CD est en perte de vitesse depuis le milieu des années 2000. Il est parfois considéré comme le support audiophile par excellence et reste assez élitiste en partie par le besoin matériel spécifique nécessaire (cf. ci-dessous le chapitre 3.4-Ecouter).

Le format DSD est utilisé par certains studios pour rééditer des CD remasterisés. C’ est le cas par exemple de ABKCO qui a réédité en 2002 une vingtaine de CD remastérisés des Rolling Stones à partir d’ enregistrements DSD de qualité exceptionnelle. A le lecture de plusieurs forums le résultat semble être « fantastique ».

Rapport signal/bruit: 120 dB

Dynamique: 120 dB sur toute la plage de fréquences

Bande passante: 20-100 kHz

3.2-Sur support logique

Le format d’ encodage DSD utilisé par les super-audio CD (cf. ci-dessus) est disponible depuis quelques années sous forme de fichier informatique. On trouve parfois l’ appellation DSD64 car la fréquence d’ échantillonnage est égale à 64 fois celle du CD (il existe des formats encore plus élevés: DSD128 ou DSD256). Les données DSD peuvent être stockées dans des fichiers dont l’ extension est souvent .DSF (pour du DSD non compressé), ou .DST (pour du DSD compressé sans perte). Certains de ces formats de fichiers peuvent être lus avec des appareils dédiées, exactement comme un disque SA-CD serait lu. Attention cependant aux formats supérieur à DSD64, peu d’ appareils sont capables de les lire et l’ avantage audio semble faible en comparaison du surcoût.

Remarque: répétons encore que le format de fichier n’ est pas intrinsèquement responsable de la qualité audio résultante. Il permet simplement de stocker un « potentiel de qualité », qui sera exploité ou non par la chaîne audio.
Enfonçons le clou: si on encode en DSD un fichier MP3 obtenu à partir d’ un morceau sur CD, on obtiendra un fichier DSD de la même qualité que le MP3, donc sans doute avec des pertes importantes par rapport au CD d’ origine. Si par contre, on encode en DSD un morceau issu d’ un SA-CD lui-même bien enregistré à partir d’ un enregistrement DSD analogique, alors on aura un DSD de qualité parfaitement identique au SA-CD d’ origine. Donc, encoder sa collection de CD en DSD n’ a aucun sens, du FLAC suffit puisqu’ on obtiendra des fichiers reproduisant à l’ identique le CD original. De façon réciproque, encoder sa collection de SA-CD en fichiers DSD a du sens si on veut conserver à l’ identique le signal du SA-CD sous un format numérique (attention cependant au poids énorme des fichiers obtenus).

3.3-Obtenir des disques SA-CD et/ou des fichiers DSD/DSF

3.3.1-Obtenir des disques SA-CD

Peu de magasin en proposent, mais on peut encore en trouver à la Fnac. Sur internet Amazon les classe dans la catégories CD, mais en lisant bien les offres, on découvre des SA-CD. Le London Symphonic Orchestra en propose à la vente sur son site marchand. On en trouve aussi sur le marché de l’ occasion (eBay, PriceMinister).

3.3.2-Obtenir des fichiers DSD/DSF

Certains sites (comme Native DSD, ou Blue Coast Records par exemple) proposent le téléchargement de fichiers DSD. Le London Symphonic Orchestra en propose sur son site marchand. Il est possible également de convertir un SA-CD en fichiers DSD. Pour cela, on peut créer une image iso du SA-CD avec une platine compatible (comme certaines PlayStation 3) et le logiciel SACD Ripper , voire télécharger une image ISO déjà disponible sur certains réseaux (mais cela peut être illégal). Ensuite, le logiciel Iso2DSD vous permettra de convertir l’ image ISO obtenue en fichiers DSD/DSF (attention à leur taille importante qui peut peser des centaines de Mo pour un seul morceau). On trouve aussi des platines vinyles qui permettent de convertir un vinyle en fichiers DSD de très grande qualité (DSD128) (cf. https://thevinylfactory.com/features/the-best-gear-to-digitise-your-record-collection-properly-without-losing-that-analogue-warmth/). Cette solution constitue à l’ heure actuelle, le meilleur moyen de conserver une version numérique d’ un vinyle sans aucune perte.

Obtention de fichiers DSD

3.4-Ecouter des disques SA-CD et/ou des fichiers DSD/DSF

Certaines platines SA-CD, des lecteurs multimedia, des baladeurs audiophiles et même certains NAS sont capables de lire du DSD avec ou sans conversion, avec ou sans streaming. La table DSD Native Database référence quelques matériels compatibles. Dans les amplis moyen de gamme et haut de gamme on en trouve de plus en plus capables de décoder ce format, nativement voire en passant par une conversion PCM. Des logiciels (comme FooBar2000 sous Windows ou DeadBeef sous GNU/Linux) permettent aussi de convertir du DSD en PCM, voire de transmettre le flux DSD à un DAC externe USB.

Profiter de ce format est un poil plus complexe que pour les précédents, voici quelques possibilités:

un ampli stéréo analogique classique avec deux entrées analogiques RCA: une pour la voie gauche (souvent noire) et une pour la voie droite (souvent rouge), directement raccordées par des cables aux sorties correspondantes de la platine SA-CD. Cette solution ne permet toutefois de profiter que de la stéréo, ce qui est dommage car certains SA-CD sont en 5.1. Dans ce type de configuration, c’ est le lecteur SA-CD qui se charge du décodage de la couche DSD du disque avec son DAC intégré et envoie le son analogique obtenu à l’ ampli via les câbles analogiques connectés aux prises RCA. L’ ampli n’ a donc aucun accès aux informations numériques codées sur le SA-CD.
un ampli analogique multicanaux 5.1 disposant donc de 6 entrées RCA (une par enceinte), ce qui est plutôt rare sur les amplis bas de gamme ou milieu de gamme. On trouve plus souvent ces caractéristiques sur des amplis audio haut de gamme. De même, il faudra avoir les 6 sorties correspondantes sur la platine SA-CD, ce qui n’ est pas courant non plus en bas et milieu de gamme. Dans ce cas encore, le lecteur SA-CD se charge du décodage du flux DSD.
un ampli home-cinéma 5.1 avec entrées HDMI permettra également de profiter d’ une galette SA-CD à condition de relier le lecteur à l’ ampli avec un cable HDMI. En effet, pour des raisons de droits et de bande passante, le flux DSD ne transite pas sur les autres sorties numériques optique ou coaxiale. Dans ce cas, l’ ampli reçoit le flux DSD en provenance du lecteur SA-CD et doit être capable de le décoder. Et là, il existe plusieurs possibilités:

– l’ ampli dispose d’ un mode pure-audio et utilise un DAC dédié pour effectuer une conversion directe DSD/analogique sans toucher au signal,
– l’ ampli convertit d’ abord en PCM le flux DSD avant de le convertir en analogique.
La première solution est la meilleure en terme de qualité mais tous les constructeurs du commerce ne précisent pas souvent ce point… D’ autre part certains amplis feront une conversion directe du DSD en 2.0 mais en passant par le PCM pour du 5.1…
même configuration que ci-dessus, mais cette fois avec un ampli ne décodant pas le flux DSD. Dans ce cas, il est nécessaire de configurer la platine SA-CD pour lui demander de sortir le flux binaire au format PCM (ou équivalent). Ainsi, la platine effectue une transformation DSD vers PCM avec perte et l’ ampli reçoit un flux PCM comme s’ il venait d’ un autre support numérique, comme un DVD ou un Blu-ray.

3.3-Quelques liens

Conclusion

Après ces quelques éléments techniques, retenons que le support physique ou logique n’ est pas en soi responsable de la qualité du résultat obtenu, tout dépend de la qualité de l’ enregistrement initial d’ une part, du codage numérique, et/ou, de la compression éventuelle (avec ou sans perte), puis à l’ autre bout de la chaîne, de la qualité des systèmes de conversion et de reproduction (platine, dac, ampli, enceintes). Les supports physiques dans le grand public sont globalement en perte de vitesse, et l’ avenir est sans doute aux formats de fichier haute résolution et sans perte qui se généralisent de plus en plus, y compris sur les plate-formes de musique en ligne (Qobuz pourrait proposer du DSD à l’ avenir). On trouve également de plus en plus de matériel estampillés DSD, même si parfois, ce n’ est qu’ un argument commercial. Le support haute résolution blu-ray pure audio pourrait cependant s’ affirmer tant le blu-ray est maintenant répandu pour la vidéo, et donc les lecteurs aussi dans les foyers, contrairement au SA-CD élitiste et en perte de vitesse. J’ espère au moins vous avoir aidé à comprendre où se situe le format DSD par rapport aux autres formats, et pourquoi pas, l’ envie de l’ essayer, avec suffisamment d’ éléments techniques pour vous faire une idée précise de ses qualités audio.

Glossaire

dynamique: il s’ agit du rapport entre l’ intensité minimale et maximale des sons que l’ on peut reproduire. Pour fixer une référence, disons que 90dB correspond à la dynamique d’ un orchestre symphonique dans une salle ayant une bonne acoustique. L’ oreille humaine a une dynamique que 130 dB: le seuil d’ audition est de 0 dB et le seuil de la douleur est à environ 130 dB.
rapport signal/bruit: il s’ agit du rapport entre l’ intensité maximale du signal et le niveau du bruit de fond. La valeur de 90 dB correspond à la dynamique d’ un orchestre symphonique dans une salle ayant une bonne acoustique.
bande passante/réponse en fréquence: il s’ agit de la plage de fréquence que l’ on peut stocker ou reproduire. Par exemple l’ oreille humaine en moyenne a une bande passante de 20 Hz à 20 000 Hz. Certains instruments de musique peuvent descendre en dessous de 20 Hz et d’ autres monter au-dessus de 20 kHz.
ce lien fourmille également de définitions: quelques notions de base.

DSD trip