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…

43 commentaires sur “Pourquoi Vous Ne Devez Jamais Enregistrer en 16 bits

  1. Bruno Répondre

    Pour une question de qualité, sonore j’avais toujours enregistré à 24 bits. Mais c’est bon de se faire rafraîchir la mémoire avec ça! :0

  2. Denis Arseneau Répondre

    Même si ca fait plusieurs années que je fais de l’édition audio….revenir a la base, me fait toujours un grand bien….ca rechauffe tout le reste…)))

    • Adrien Post authorRépondre

      🙂 Merci pour ce commentaire ! Oui, bien souvent on oublie les choses les plus simples… !

      Adrien

  3. Richard André Desjardins Répondre

    J’enregistre toujours en 88.2kHz/24b. Même pour des contrats de narration ! Effectivement, quand vient le temps de compresser et de corriger avec l’EQ, la production en 44.1kHz/16b est d’excellente qualité. Félicitations pour tes explications. J’ajoute que le « dithering » de votre STAN ( Station de Travail Audio-Numérique, comme Cubase, Pro Tools, etc ) est aussi un détail TRÈS important à vérifier en ce qui a trait à la conversion en format CD. Merci de ta doc, garder ça dans vos signets les mecs pour révision !

  4. Bertrand Répondre

    bonjour,
    J’aime écouter de la musique dans de bonnes conditions. Je viens de lire vos explications que je trouve très intéressantes pour quelqu’un comme moins qui n’y connais pas grand chose.
    J’aurais juste une question par rapport à la résolution. Vous expliquez que c’est préférable d’avoir un enregistrement avec une résolution élevée. Je crois savoir que les SACD, on une résolution d’un bit, et pourtant en qualité audio, il n’y aurait pas mieux. Pourriez-vous m’expliquer?
    J’ai hâte de vous lire
    Merci

    • Adrien Post authorRépondre

      Bonjour,
      Question très intéressante 🙂
      Tout d’abord, mon commentaire sur l’enregistrement en 24 bits s’applique principalement à l’enregistrement d’un instrument en studio, en fonction du matériel disponible etc.
      Le contexte que vous évoquez est un peu différent, avec des contraintes différentes.
      Ceci dit, pour répondre à la question :

      Les SACD sont basés sur une technologie qui s’appelle DSD. Expliqué en quelques mots, le concept est de sampler le signal analogique 2.8224 millions de fois par seconde (MHz) mais sur un seul bit, plutôt que 44100 fois sur 16 bits comme on retrouve sur un CD « classique ». Cela permet en théorie de minimiser la quantité de filtrage nécessaire lors des étapes de conversions AD/DA. Dans les faits, des filtrages sont tout de même nécessaires.

      Bien cordialement,

      Adrien

  5. grrguy Répondre

    Salut, Merci pour les explications.

    Si l’enregistrement de fait sur 24 bits à 44,1khz et on effectue une conversion en 16 bits à 44,1khz avant de faire des traitements dessus cela pose t-il un problème?

    Cordialement.

    • Adrien Post authorRépondre

      Hello,

      Alors, oui et non. Non parce que dans l’absolu tout est possible, mais oui dans le sens où l’avantage du 24 bits se manifestera aussi pour les plugins d’effets, qui pourront intervenir sur une plage dynamique plus grande. Usuellement, on convertit en 16 bits au moment de l’export final pour support CD, par exemple.

  6. fraerk Répondre

    merci pour cette proposition d’explication,
    c’est vrai que l’on pense souvent aux fréquences mais moins souvent à la qualité de l’information,
    qui, in fine, impacte la fréquence, et particulièrement :
    1) les fréquences les plus élevées
    2) les signaux de faible amplitude (comme vous le dites dans votre article)

    Or, les harmoniques d’un son, sont précisément des signaux de hautes fréquences et de faibles amplitudes !
    ce qui signifie qu’affaiblir la qualité d’échantillonnage (fréquence 44,48,96 khz …) comme de précision (16, 24 bits)
    revient à modifier la signature harmonique d’un son, et donc, son réalisme, sa beauté …

    reste cependant un question : lorsque l’on veut économiser de la place, quel est le niveau de qualité suffisant ?

    perso, mais ça reste subjectif, je ne sais pas pourquoi, mais entre deux qualité théoriquement équivalente :
    24bits/48khz & 16bits/96khz , mes oreilles, mon esprit, ont une nette préférence pour le 24b/48k …

    (faudrait faire des expériences sur le subconscient pour mesurer le plaisir musical dans les deux options, avant que la conscience narrative et hypocrite vienne tout déformer)

    • Adrien Post authorRépondre

      Bonjour,

      Merci pour votre commentaire 🙂

      Je suis plutôt d’accord avec la première partie, si ce n’est que pour être précis la résolution en bits ne modifie pas vraiment la signature harmonique d’un son : c’est juste le bruit de fond qui change.

      Pour moi il n’y a pas de différence de son entre 16 bits et 24 bits à l’écoute (ici dans l’article, le 24 bits est important pour l’enregistrement et le mixage, mais pas pour l’écoute). Par contre, suivant les enceintes typiquement, si elles peuvent reproduire des fréquences > 44100 Hz on peut avoir des sons très intéressants en 96 kHz… même si au final sur CD on sera bien sûr en 44100.

      Personnellement, sur le choix que vous proposez, je conseillerais le 16/96000 par défaut.

      Adrien

  7. fabien Répondre

    bonjour,
    et pour les enregistrement en dsd avec une quantification 1bits et 5,6Mhz ?
    il n’y a qu’un bits ?

    • Adrien Post authorRépondre

      Bonjour,
      Oui tout à fait, le concept est là complètement différent. Le signal est samplé 2.8224 millions de fois par seconde sur un seul bit. En théorie, cela permet de minimiser le filtrage lors des conversion AN/NA mais dans les faits il y a quand même des filtres qui doivent être appliqués.

  8. Maryline Répondre

    Bonjour,

    Merci pour cet article qui explique exactement ce que l’on a besoin de savoir !
    J’enregistre avec un appareil qui est limité à 16 bits pour le mode multipiste (le mode que j’utilise pour enregistrer des morceaux de 2 ou 3 pistes : guitare et voix). Du coup je suis déçue de ne pas pouvoir travailler en 24 bits. Je voulais savoir si la différence du niveau de bruit est vraiment flagrante entre l’enregistrement 16 bits et 24 bits, ou bien juste minime. On peut qd même faire des enregistrements de bonne qualité en 16 bits ?
    Merci par avance pour votre réponse et bonne journée !

    Maryline

    • Adrien Post authorRépondre

      La différence n’est pas flagrante comme ça, mais si par exemple vos enregistrements sont de niveau faible il est possible que certaines données soient « au niveau » du bruit de fond. Oui, on peut donc vraiment faire de bons enregistrements en 16 bits (il n’y a pas si longtemps, il n’y avait même que ça), mais dans ce cas je conseillerais plutôt d’enregistrement relativement « fort » pour compenser un peu le bruit de fond plus élevé. Pas trop non plus – vous pouvez éventuellement lire cet article.

  9. Luc Répondre

    Bonjour ,

    Merci pour votre article cependant j’ai vraiment du mal à comprendre la notion de  » headroom  » selon qu’on enregistre en 16 ou 24 bit . Pourquoi faut il pousser plus notre pré ampli en 16 bit ? si on enregistre fort les bruits parasites venant de l’extérieur, des composants électriques ou encore de l’erreur de quantification vont également être boosté autant que si on avait enregistré à un niveau faible et que l’on avait augmenter le niveau de l’enregistrement après coup non ?

  10. Yves PICAUD Répondre

    Bonjour,
    Je travaille avec Cubase 8.5 et une (petite) carte Roland Quad Capture.
    Comment faire pour enregistrer en 24 bits, sachant:
    – que ma carte ne me propose pas ce choix (seulement celui de la fréquence)
    – que, dans les Préférences de Cubase, on ne trouve pas cette option?
    Merci pour la réponse et bravo pour votre excellent travail.

    • Adrien Post authorRépondre

      Bonjour,
      Merci pour votre commentaire 🙂
      Pour le coup aucune option si votre carte son en le permet pas. C’est potentiellement pour ça que vous ne le trouvez pas dans les options de cubase.
      Adrien

  11. Nel Répondre

    Tres bel article. limpide et precis meme pour les debutants comme…Merci beaucoup Adrien

  12. Madaleno Répondre

    Bonjour,

    Félicitations pour cet excellent article !

    J’ai bien compris l’importance du 24 bits. Qu’en est-il de la fréquence 96 kHz ?

    Pour enregistrer un discours (dans un meeting ou un mariage par exemple) doit-on choisir la meilleure qualité possible (du 96khz/24 bits) ? Ou doit-on enregistrer en 48khz/24 bits ?

    Merci !

    • Adrien Post authorRépondre

      Merci bien 🙂
      Il faut que j’écrive quelque chose sur le sujet, effectivement.
      En un mot :
      Nous pouvons entendre jusqu’à environ 20 kHz. Pour pouvoir reproduire des fréquences de 20 kHz, il faut enregistrer à 40 kHz. Soit avec une fréquence de mesure deux fois plus rapide que la fréquence maximale que l’on souhaite reproduire. C’est ce qu’on appelle le théorème de Nyquist.
      D’où le fait que sur les CDs, on a une fréquence d’échantillonnage de 44100 Hz, qui permet de reproduire des fréquences jusqu’à 22050 Hz.
      Du coup, pour moi, pour un mariage ou un meeting, 44100 ou 48000 Hz suffisent largement 🙂
      Adrien

  13. Christube Répondre

    Bonjour, tout celà est trés technique mais sur le plan pratique et avec des enregistrements fait directement genre un couple de micro schoeps directement relié au master stéréo et sur de la musique classique il y a une nette amelioration des aigus à faible niveau en 24bit. Le 16 bit donne un son manquant de finesse et quelque soit comment Le fichier 16 bit est créé. Le son des violons est moins lisse quand il jouent dans les aigus par rapport au 24 bit, les aigus sonnent plus « rapeux  » en 16bit. Comme il a était dit avant, je préfère même un enregistrement en 48KHz24Bit qu’un 96KHz16Bit.. J’ai préfèré trés longtemps même le son des bande analogique pro par rapport aux CD audio ou DAT ou autre format 16 bit.. Les violons sonnent un peu comme des synthés. Alors pour le bruit de quantize se situant à – 90db envirion en 16 bit et qui est normallement inaudible je veux bien mais il y a bien une dégradation des aigus à bas niveau sur des sons complexes naturel.

    • Adrien Post authorRépondre

      Bonjour,
      Merci pour ce retour.
      Les différences mentionnées ne viennent pas directement de la résolution 16 bits vs. 24 bits. Soit il s’agit du bruit de quantification, soit d’un comportement différent du convertisseur – mais ceci dit, au final, oui mieux vaut enregistrer en 24 bits 🙂
      Adrien

  14. Christube Répondre

    si c’est un comportement du DAC alors c’est le cas pour tout les DAC que j’ai utilisé, et le pire étant que j’ai fait aussi des testes en convertissant le fichier source 24 en 16 puis reconvertir le 16 en 24 pour justement comprendre mieux et bien le 24 bit natif reste encore au dessus.. j’ai pensé moi aussi que ce resentis venais d’un manque de résolution. j’ai fait des etudes d’electronique je suis un peu rationnel, j’ai fait donc des experiences qui m’ont effectivement fait comprendre que la différence 16 /24 est dans le bruit de quantification normallement inaudible et aussi dans une perte d’infos si il n’y a pas de dither ou noise shaping utilisé pendant la conversion 24 vers 16 mais à des seuil tellement bas qu’il ne devrait pas avoir de problême. Et pourtant la question de ce qui me donne ce ressenti sur les aigus à bas niveau sur par exemple le son de frottement d’archet et sur les harmoniques des violons et toujours là ! en 16 bit le crin d’archet des violons sembles moins lisse et plus rapeux, il y a moins d’harmonique, c’est plus synthétique. Même il manque carrement ce resenti de beau aigus fin qui donne du plaisir à l’écoute, Vraiment ! je joue aussi du violon et je fait beaucoup d’enregsitrement d’orcheste. écouter un concerto de violon depuis un CD audio j’arrive pas, Alors avec les formats numerique à perte de donner genre MP3 n’on parlons même pas. Je préfère des enreistrements sur des vinyls fait en tout analogique surtout lorsque le vinyl est en trés bon état et que la prise de son est bien faite.

  15. Arnou Répondre

    Bonjour,

    Déjà merci pour cet article très bien rédigé et accessible.

    Il m’arrive de numériser des VHS contenant de (très) anciens enregistrement de chaînes TV ne dépassant pas 13KHz de fréquence audible.

    J’ai donc trois questions :

    1. Est-ce qu’enregistrer ce genre de source en 96KHz (bien qu’inutile), puis le ré-échantillonner en 48KHz, reviens exactement au même que de l’enregistrer directement en 48KHz ? Ou bien y aura t-il des pertes dues au down sample ?

    2. Pour ce genre de source enregistrée en 24-bit, est-ce qu’un changement de résolution de 24-bit vers 16-bit changera quelque chose ? Sachant qu’on parle d’une source de mauvaise qualité, et qui a déjà « profité » du 24-bit lors de la capture.

    3. Y a-t-il aujourd’hui une méthode fiable pour évaluer la différence entre une piste audio 24-bit et une piste 16-bit, comme on peut le faire avec le taux d’échantillonnage ? (inversion d’un des deux flux + fusion des deux flux et production du spectrogramme de la différence).

    Arnou.

    • Adrien Post authorRépondre

      Bonjour,
      Mes réponses :
      1. Ça dépend du ré-échantillonnage. En théorie, pour passer de 96 à 48 il suffit de garder un sample sur deux. Si l’algorithme ne fait pas ça, il pourra y avoir « des pertes » (probablement minimes). Par contre effectivement autant sampler directement en 48…
      2. Le bruit de fond quantification augmentera mais si le rapport signal/bruit est suffisamment élevé ça ne posera pas de soucis (les CDs sont en 16 bits)
      3. On peut importer les deux pistes et inverser la phase de l’une pour avoir la différence 🙂
      Adrien

  16. Remy Laval Répondre

    Salut Adrien et joyeux Noël !

    Ne peut-on pas tout simplement dire que c’est bien d’avoir les 2 formats: le 24 pour le Streaming et le 16 si on veut faire un CD ?

    Musicalement votre,

    Rémy- Fasol

    • Adrien Post authorRépondre

      Bonjour,

      Non pas du tout (désolé 🙂 ). Du moins c’est plus compliqué que ça.

      Ici dans l’article, je ne parle que d’enregistrement. Et justement, lors de l’enregistrement, avoir un bruit de quantification super bas, comme ce que permet le 24 bits, permet d’enregistrer et de mixer dans les meilleures conditions possibles et surtout sans avoir besoin d’un signal « hot » (= trop fort).

      Le support final n’a pas d’impact sur ce processus.

      Par contre, en termes d’export final et donc d’écoute, la problématique n’a rien à voir puisque l’on parle de la résolution sur le support final. Le fait est que la seule différence entre 16 et 24 bits étant le bruit de fond de quantification, et le bruit de fond en 16 bits étant déjà très très faible, le format 24 bits n’apporte rien de plus 🙂

      Adrien

  17. Emmanuel Pichelin Répondre

    Bonjour. j’ai bien lu votre article qui, comme pour les autres, est trèsclair. Ma question est en quelque sorte pour me rassurer : j’ai un enregistrement en 16 bits sur lequel j’enregistre ma voix. je ne peux pas réenregistrer en 24 bits. laz qualité sera t’elle obligatoirement mauvaise ? Merci

  18. Manu Pico Répondre

    Bonjour
    Je suis en train de convertir mes fichiers wav (playback) de la fréquence 440 Hertz à la 432.
    Je n’ai donc pas besoin de les convertir en 24 bits.
    Mais j’ai bien noté qu’il est important d’enregistrer en 24 bits!
    Merci bien pour les infos!
    Manu

  19. 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 🙂

  20. 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 Post authorRépondre

      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

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