Pourquoi Vous Ne Devez Jamais Enregistrer en 16 bits

Faut-il enregistrer sa musique en 16 bits ? en 24 bits ?

Le débat peut sembler sans fin.

Un certain nombre d’imprécisions et de raccourcis sont parfois pris. Par exemple, on entend souvent qu’enregistrer en 24 bits permet de gagner en qualité. Ou bien qu’au contraire, enregistrer à plus de 16 bits est inutile.

En fait, le sujet est plus complexe qu’il en a l’air, et surtout assez abstrait.

Au final, pourtant, pour vous qui souhaitez enregistrer votre guitare ou votre voix dans votre home studio, il faut prendre une décision : est-ce mieux d’enregistrer en 16 bits ou en 24 bits ?

Sans rentrer dans des calculs mathématiques, je vais donc vous expliquer le plus clairement possible quelle est la différence, pour que vous puissiez faire votre choix…

Et si vous avez encore des questions après, n’hésitez pas à les poser dans un commentaire en bas de l’article – j’y répondrai dès que possible 🙂

La conversion Analogique/Numérique

Lorsque vous enregistrez votre guitare sur votre PC via votre interface, le signal analogique de la guitare est converti en signal numérique pour qu’il soit stocké sur votre ordinateur.

Comme le signal analogique peut prendre une infinité de valeurs alors que les ordinateurs ont une capacité limitée, il est échantillonné selon deux paramètres :

  • La fréquence d’échantillonnage — c’est le nombre de fois par seconde où une mesure du signal analogique est effectuée (souvent, on est à 44100 Hz, soit 44100 fois par seconde)
  • La résolution — elle définit le nombre de valeurs possibles que peut prendre la valeur mesurée, et est mesurée en bits.

Si votre résolution est de 1 bit, seules deux valeurs sont possibles : 0 et 1.

A chaque bit de résolution ajouté, on multiplie par deux le nombre de valeurs possibles :

  • 2 bits = 4 valeurs
  • 3 bits = 8 valeurs
  • 16 bits = 65 536 valeurs
  • 24 bits = 16 777 216 valeurs !

Lors de l’enregistrement, on va donc mesurer le signal entrant de nombreuses fois par secondes et arrondir cette mesure en fonction du nombre de valeurs possibles.

Exemple hypothétique : notre résolution fait que nous ne pouvons enregistrer que des valeurs égales à 0 ou à 1. Si signal entrant analogique est mesuré à 0,8, il sera arrondi à 1. S’il est mesuré à 0,2, alors il sera arrondi à 0.

Tout simple, non ?

En conséquence, plus la résolution est élevée, plus le signal enregistré va être proche du signal original. C’est ce que vous voyez sur l’image suivante :

Effet d'une résolution en bits différente sur lla précision de l'échantillonnage

Aussi, on pourrait penser qu’enregistrer en 24 bits apporte une meilleure qualité qu’en 16 bits. En effet, la résolution semble plus précise et le signal final plus réaliste.

Cependant, ce n’est pas vraiment comme ça qu’il faut le voir…

Une histoire de bruit

Tout à l’heure, nous avons vu que les valeurs mesurées à partir du signal original étaient arrondies lors de la conversion Analogique-Digital.

Si l’on reconstruit le signal pour le réécouter une fois les valeurs arrondies, on se rendra compte qu’il est légèrement différent du signal initial.

Voici un exemple en image :

Erreurs de quantification lors de l'échantillonnage d'un sample audio

Ce phénomène est appelé erreur de quantification et est inévitable.

Si l’on isole cette erreur, on se rend compte qu’il s’agit en fait de bruit, qui vient s’ajouter au signal. Un peu comme ceci :

Si vous augmentez la résolution (bit depth en anglais) en ajoutant des bits de précision, l’erreur sera plus faible et le bruit sera donc moins fort.

Plus précisément, pour chaque bit ajouté, le noise floor est abaissé d’environ -6 décibels (noise floor = niveau du bruit).

Autrement dit, pour chaque 1 bit de résolution ajouté, la plage dynamique sur laquelle on peut enregistrer proprement un signal augmente de 6 dB.

On en déduit donc les chiffres suivants :

  • 16 bits = 16 x 6 = 96 dB de plage dynamique
  • 24 bits = 24 x 6 = 144 dB de plage dynamique

Au final, la seule différence entre 16 et 24 bits réside dans le niveau du bruit. Et donc dans la plage dynamique disponible pour enregistrer, « au-dessus » du noise floor.

L’avantage du 24 bits

La plage dynamique de 96 dB correspondant à une résolution de 16 bits peut sembler suffisante pour enregistrer la plupart de vos instruments. En effet, même les orchestres symphoniques ont une dynamique plus faible (autour de 50-60 dB) !

Ceci dit, pour être certains que vos enregistrements soient en totalité au-dessus du noise floor, vous allez sans aucun doute devoir pousser un peu vos préamplis — sinon, les parties les plus faibles de votre signal seront perdues dans le bruit lié à l’erreur de quantification.

En 24 bits, par contre, le problème disparaît. En effet, le noise floor est tellement bas que vous pouvez enregistrer à un niveau très faible sans perdre d’information ! Tout ça, parce que vous avez une plus grande plage dynamique disponible. 🙂

Et le constat peut être étendu au mixage avec des plugins. En 24 bits, votre mixage s’affranchira du noise floor et vos traitements audio (compression, eq, etc…) seront plus propres.

En résumé

Vous l’aurez compris : enregistrer en 24 bits vous permet tout simplement de prendre moins de risques.

Certes, lorsque votre mixage sera transféré sur CD, il sera converti en 16 bits. Cependant, vous aurez pu profiter au maximum des avantages du 24 bits durant l’enregistrement, et c’est là tout l’intérêt du la technique.

Certes, il est tout à fait possible de travailler de façon correcte en 16 bits — mais ça ne vous apportera que des inconvénients, même si vous ne le remarquez pas immédiatement.

Alors, est-ce que vous avez tout compris 🙂 ? N’hésitez pas à poser vos questions ci-dessous…

Commentaires (68)

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William KUETE / Répondre

Bonjour,
Je suis juste un petit curieux et un amoureux de la musique. Je voudrais vous remercier pour cet article et vos explications que j’ai trouvées très digestes.
Bonne journée 🙂

Adrien Administrateur / / Répondre

Merci beaucoup pour votre retour, bonne journée également 🙂

BiBiFox / Répondre

Merci pour cet article très pédagogique (je pense ce que je dis, je suis enseignant en physique).
Etant informaticien aussi mais pas ingénieur du son, est-ce qu’augmenter l’échantillonnage à 48 kHz (ancienne norme studio je crois), on peut « contourner » le « problème » (ou atténuer ses conséquences audios) du 16 bits ?
Ma table de mixage (Wharfedale Pro SL 824 USB) n’enregistre qu’en 16 bits… et pour moi qui vient de l’analogique des années 80, c’est déjà exceptionnel !
Bruno

Adrien Administrateur / / Répondre

Bonjour,
Merci du message 🙂
Non, la notion d’échantillonnage est complètement indépendante et ne permet que de définir la fréquence maximale reproduisible (Wikipedia), à savoir (F_echantillonage/2).
Si votre matériel ne permet que d’enregistrer en 16 bits, ce n’est pas nécessairement un problème mais dans ce cas là j’essayerais d’enregistrer un peu plus fort ce qui est marqué dans cet article)
Adrien

Yvan / Répondre

Bonjour et merci pour ce temps accordé à répondre à ces (nombreux) commentaires !
La question que je me pose est la suivante: un vendeur d’échantillons musicaux propose ces produits en deux versions: 16bits et 24bits. Les prix sont sensiblement différents.
Les prises de sons sont de très bonne qualité.
Pensez-vous qu’au mixage, la différence de ces instruments 16 ou 24 bits se fera réellement sentir, entourés des autres instruments ?

Adrien Administrateur / / Répondre

Alors effectivement à l’écoute finale, pour moi il n’y a pas de différence dans la plupart des cas — par contre vu que le sample va être utilisé pour le mixage, du coup par défaut je recommanderais le 24 bits… mais dans les faits il est très probable que le 16 bits soit largement suffisant, surtout si on parle de percussions.

Yvan / Répondre

…/… J’ai en effet lu que 24 bits est très utile lors d’un enregistrement et d’un mixage mais sans valeur pour la lecture et l’écoute…

Philippe / Répondre

Bonjour,
Merci beaucoup pour cette explication pédagogique pour un sujet pourtant pas facile à décrire.
Bravo pour ton site riche en informations.

Samuel / Répondre

Bonjour,

Merci pour votre article. Je me pose quelques questions.

En somme, un micro 24 bits ne sera pas nécessaire pour celui qui parle dans le micro, celui qui n’est pas musicien, c’est bien ça ?

Et est-ce que ça l’est pour le chanteur ? Parce que j’ai lu (peut-être mal) que le son devrait être plus fort à l’enregistrement en 16 bits. Est-ce si grave ? N’est-ce pas qu’un simple bouton à tourner ? (Je n’y connais rien).

Adrien Administrateur / / Répondre

Bonjour,
Je ne suis pas sûr de comprendre la question.
Les microphones n’ont pas de « 16 bits » ou « 24 bits ». En contexte home studio, on enregistre toujours en 24 bits (généralement le réglage par défaut sur les interfaces audio).
Adrien

Samuel / Répondre

En fait c’est parce qu’on retrouve ça dans les caractéristiques de micros sans explication sur ce que c’est réellement. Je trouve qu’il aurait été intéressant de faire un article sur ce que voit quelqu’un qui veut acheter un micro, toutes les caractéristiques qu’on lui présente et à quoi elles correspondent, en quoi sont-elles pertinentes ou pas selon tel ou tel domaine d’utilisation. Ceci afin de séparer l’info « marketing » de l’info qui a réellement du sens.

De mon côté, j’essaie de comprendre ces caractéristiques depuis des jours, j’ai déjà essayé de les comprendre par la lecture de site comme le vôtre, j’y reviens et je vais abandonner l’affaire : trop de données, trop d’informations, trop de subtilités, détails etc., c’est un vrai casse-tête.

Je vois des infos parcellaires comme : on enregistre à tant de hertz ( je sais plus combien ) qu’on divise en deux. Cela donne des hertz supplémentaire. Pourquoi aller au-delà de ce que l’on entend ? Aucune idée, pas d’infos.

Je vois aussi le SPL de tant de dB. Je cherche à combien peut-on chanter -> moins que la limite du SPL, les instruments, idem ils n’atteignent pas cette limite, alors pourquoi cette limite aussi haute ? Aucune idée.

Je lis directivité ceci ou cela. Ca va servir à qui ? Pour qui ? Pour quoi ? Et pourquoi pas à lui, pourquoi pas dans cette situation ? J’en sais rien. Souvent une info partielle et non intégrale pour voir l’ensemble, c’est pas simple.

Enfin bref, merci pour ce que vous faites, mais c’est vraiment trop compliqué pour moi.

Bonne journée.

Samuel / Répondre

Désolé pour le message plus haut ( pas réveillé du bon pied).

Ce que je veux dire c’est est-ce que c’est si important que ça d’avoir un micro avec une résolution de 24 bits au lieu de 16 bits ? C’est bien le micro qui aura cette résolution non ? Vu que dans les caractéristiques du micro on lit « 16 bits » ou « 24 bits ».

La plupart des micros amateurs du moins affichent 16 bits dans leurs caractéristiques. Donc ce que j’aimerais savoir c’est si un micro qui possède ( comment on dit ? ) une résolution de 16 bits sera suffisant ou pas ? En gros, ça change quoi vraiment, concrètement pour l’utilisateur ? Et à qui cette différence s’adresse en fait ? Si l’on utilise le micro pour faire des podcasts ou du gaming, c’est important ? Ou est-ce que ça l’est juste pour la musique et la chanson ?

Voilà, en gros ce que j’aimerais comprendre. 🙂

Adrien Administrateur / / Répondre

Oui j’ai vu ça 😀
Pour répondre quand même à un des points soulevés dans votre précédent message, je vous conseille si ce n’est pas encore fait de regarder cet article sur les micros de studio, qui explique les principales caractéristiques. Avec notamment un lien pour approfondir ce qui est directivité au besoin.
Par contre, les microphones en (home) studio n’ont pas de résolution en 16 ou 24 bits. D’où mon commentaire initial.
J’imagine par contre que vous faites référence aux microphones que l’on peut brancher en USB, comme celui-ci. Pour le coup, sauf contraintes budgétaires ou bien pour du podcast, ce n’est pas l’approche que je recommande pour le home studio. Ceci dit, si c’est ce type de micro que vous recherchez et que vous avez le choix :

  • mieux faut prendre un micro qui peut travailler en 24 bits qu’en 16 bits
  • mais mieux vaut prendre un microphone USB en 16 bits qui sonne bien qu’un microphone USB en 24 bits qui sonne mal (exemple : ce microphone en USB est sympa)

Pour moi, les microphones USB, 16 bits ou 24 bits, s’adressent tous les deux à un public type podcaster/gaming, du coup la notion de 24 bits pour ce type de produit relève plus du marketing qu’autre chose.
Adrien

Samuel /

Après plusieurs recherches j’étais arrivé à la même conclusion que vous. Merci beaucoup pour vos réponses détaillées.

Sylvestre / Répondre

Bonjour, je viens de lire cet article très intéressant sur le bruit de quantification, mais il est peut-être un peu théorique pour les gens qui font du home studio.
Explication : j’utilise une interface audio Focusrite Scarlett 2i2 3rd Gen qui fait du 24 bits 48 kHz.
Mais : lorsque je shunte les 2 entrées analogiques, et règle les préamplis au mini, j’enregistre un bruit uniforme sur tout le spectre audio qui me donne un noise floor à -97dB. C’est à dire à peine mieux que ce que devrait donner un DAC 16 bits ( 96 dB). Alors oui, on a bien 24 bits sur le papier, mais dont 16 seulement sont significatifs.
Pire : lorsque que j’augmente le potar du préampli pour avoir niveau correct au niveau d’enregistrement avec un Rode NT1-A, toujours entrées shuntées, j’obtiens un noise floor à -90dB, soit une dynamique d’enregistrement de 15 bits significatifs seulement.

La raison est la suivante : au delà du bruit de quantification (bruit « mathématique »), il y a le bruit « électronique ». Avec ce matériel vendu pour du 24 bits, je ne pourrai donc jamais enregistrer à mieux que 16 bits de qualité effective.

Et nous n’avons pas tenu compte du bruit de l’électronique interne du micro, ni du bruit de fond acoustique qui va être converti par le micro en bruit électronique et qui va être amplifié par le préampli avant d’être numérisé.

24 bits = 24 x 6 = 144 dB de plage dynamique

Léandre / Répondre

Alors le 32 ou le 64 bits paraissent inutile si le bruit de fond disparaît et que la marge d’erreur est infinitésimale

Adrien Administrateur / / Répondre

Pour les fichiers audio, oui. Pour le traitement par lui-même, tel qu’il est fait automatiquement dans les DAWs, travailler en 32 ou 64 bits est bien sûr idéal.

Léandre / Répondre

Et le Sony Direct Sound est aussi inutile d’après vous car il y a que 1 bits (échantillonné a plusieurs mHz quand même)

Adrien Administrateur / / Répondre

Tu veux dire le DSD ? Pour le coup le concept est très différent, ça mériterait un sujet à part entière.
Adrien

Gill / Répondre

@Léandre

en PCM, comme l’a bien expliqué Adrien, c’est la valeur qui est mesurée à chaque sample.
En DSD, par contre, ce n’est pas la valeur à l’instant du sample en elle-même, c’est de savoir s’il y a eu augmentation ou diminution, en gros comme si la valeur augmente, le bit est 1, et si elle diminue, le bit est 0.
Ce n’est pas moins précis car cette augmentation/diminution est relevée plus de fois que des samples de valeurs ne le sont en PCM.
On peut résumer en disant que le PCM décrit un état à chaque sample, et le DSD décrit de plus grande nombreuses fois une variation.

Nicolas / Répondre

Bonjour, J’écoute un CD à 44.1 kHz avec un lecteur DVD qui rentre dans mon DAC à 48kHz.
Ca fonctionne mais c’est bien ou pas?

Adrien Administrateur / / Répondre

Il y a sans doute un upsampling qui est fait, donc je dirais que ce n’est pas parfait du coup. Mais ça dépend de comment fonctionne le DAC en question
Adrien

Axa Négler / Répondre

Bonsoir Adrien
Je fais des enregistrements avec mon micro yeti blue via wavelab , dans le menu preference audio , tu me conseilles pour la voix seulement 16 ou 24 bits? s’il te plait

Adrien Administrateur / / Répondre

Si le micro permet l’enregistrement en 24 bits, alors mieux vaut enregistrer en 24 bits. Si ce n’est pas le cas, c’est moins important.

Fefe / Répondre

Salut,
merci pour cet article ça m’a permis de mettre plusieurs points au clair dans ma tête. Mais j’ai pas compris pourquoi en 32 bits la qualité n’est pas encore mieux qu’en 24 bits ?

Adrien Administrateur / / Répondre

Hello,
Très bonne question, je devrais compléter l’article sur ce point.
Le principal argument, pour moi, est de constater que la plage dynamique en 32 bits (32 x 6 = 192 dB) est laaaargement plus grande que la plage dynamique réelle pouvant être enregistrée sur une interface audio (111 dBA par exemple pour une 2i2 – ok ce sont des dBA mais c’est l’ordre de grandeur).
Par ailleurs, la plage dynamique de ce qu’on enregistre est elle-même encore plus faible.
Dans les faits, en enregistrant en 32 bits, c’est un peu comme si on prenait un grand carton pour stocker une boîte d’épingles : la boîte serait entourée de vide (de zéros, en l’occurrence, dans le fichier en 32 bits).
Adrien

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