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l'ampli à lampes pour les nuls

Le fonctionnement des amplis à lampes

Cette page est extraite du site créé par Jack.

Le fonctionnement des amplis à lampes reste un grand sujet mystique pour beaucoup de guitaristes. Le problème provient surtout de ce que l'information disponible sur le web est le plus souvent en anglais, ce qui rebute légitimement pas mal de monde, mais aussi du fait que les techniciens qui rédigent les pages disponibles emploient des termes complexes inaccessibles au commun des mortels.

L'objectif de ces pages n'est pas de fournir un cours sur les amplis à lampes, ni même de tout dire sur ce sujet inépuisable. Il s'agit plutôt de tenter d'apporter des réponses claires, en français compréhensible par tout un chacun, aux musiciens qui se posent plus ou moins toujours les mêmes questions, et n'ont pour réponses que les échanges techniques souvent contradictoires entre spécialistes.

Pourquoi un ampli ?

Le son des lampes fait fantasmer les débutants, et les guitaristes confirmés sont capables de parler durant des heures de leur cher ampli tout lampes. Il y a une sorte de magie vaudou derrière ces engins : "le son du rock, c'est le son des lampes", ce dogme est désormais établi, à tort ou à raison.

Avant d'aborder ce sujet, il faut bien avoir en tête qu'un son se compose en fait de trois choses :

La particularité d'un ampli hifi, c'est de transmettre tout cela sans le modifier depuis la source sonore jusqu'à sa conversion en puissance acoustique par les baffles. Dans un ampli guitare, c'est tout l'inverse : le timbre peut être totalement chamboulé par la saturation, la coloration est essentielle pour donner de la personnalité au son, et la dynamique doit autant à l'ampli et au baffle qu'à la guitare et à ses micros. Et pour compliquer le tout, les trois leviers timbre, coloration et dynamique sont en interaction permanente dans un bon ampli, ce qui interdit de les aborder séparément les uns des autres. Tout le savoir-faire d'un constructeur d'amplis guitares consiste à maîtriser ces trois leviers pour donner le son recherché...

Le sujet du son des lampes mélange joyeusement des arguments assez rationnels, voire techniques, avec des arguments beaucoup plus subjectifs (marketing et culture musicale). On peut alors développer trois constats distincts :

Son des lampes, son du rock ?

Historiquement, les premiers amplis étaient des amplis à lampes. C'était tout simplement la seule technologie disponible, bien avant l'invention de la guitare électrique. On peut donc dire que, d'une certaine manière, les guitaristes sont restés aux amplis à lampes par simple tradition.

La technologie des amplis à transistors existait bien au début des années 60, lorsque le rock s'est véritablement développé, mais ce n'est qu'à la fin des années 60 que l'on a su fabriquer pour le grand public des amplis de puissance sans lampes. Ceux qui ont inventé le rock (Rolling Stones, Led Zeppelin, Who, Beatles, et bien sûr Jimi Hendrix) l'ont donc fait sur la base d'amplis à lampes, avec tout ce que ça peut avoir d'impact sur notre oreille mais aussi sur l'image du guitariste de rock avec son ampli à lampes.

Lorsque les amplis à transistors sont arrivés, le "mal" était fait, et ces amplis n'ont jamais pu détrôner les lampes, du moins sur le terrain du rock : Ritchie Blackmore et ses Marshalls, Brian May et ses Vox, David Gilmour et ses Hiwatts ont continuer à jouer avec des lampes dans les années 70. Santana, puis Steve Lukather ont porté le mythe Mesa/Boogie jusque dans les années 80, là où d'autres marques haut de gamme comme Soldano et Rivera se sont à leur tour précipité dans le marché du "gros son", le metal étant désormais grand consommateur de ces amplis hors de prix mais réputés indispensables pour un son de qualité.

À quoi ressemblaient les amplis à transistors dans les années 70, décennie qui a marqué l'apogée du rock comme musique grand public ?

De mauvais produits dans l'ensemble, avec une puissance qui atteignait péniblement les 100W, là où les lampes faisaient plus depuis longtemps. Pas de "son", au sens du guitariste: on a donc commencer à coller aux transistors l'image d'amplis sympas pour le son clair, avec le célèbre Jazz-Chorus de Roland en 1975, ou bien les Polytone des jazzmen, mais imbuvables en saturation (ce qui est un non-sens, puisque les pédales de distortion et les fuzz de l'époque - compléments indispensables des amplis à lampes - étaient bien sûr à transistors!).

Une exception dans tout cela: puisque les transistors n'étaient pas faits pour la puissance, on trouve cette exception là où on ne l'attend pas: l'ampli portable à piles Pignose, conçu par un des musiciens du groupe culte Chicago. Jimmy Page a joué le solo de guitare de Stairway to Heaven sur un Pignose: ça calme.

La stratégie marketing des constructeurs d'amplis est donc stable depuis plusieurs années : produire d'excellents amplis à lampes d'un côté, en y investissant toutes leurs ressources R&D (Recherche et Développement) mais aussi commerciales, et de l'autre, produire des modèles économiques à base de transistors, qui par la force des choses, ne peuvent pas avoir la qualité des modèles plus coûteux. Et les amplis à transistor de qualité sont dans la pratique ignorés des musiciens de rock pour être réservés au jazz ou à l'acoustique.

Le son du rock, c'est le son des lampes, mais le son des lampes, ce serait avant tout le son du rock.

Il faudra attendre quelques années pour que le solid-state prenne sa revanche, comme on va le voir plus bas.

Son des lampes, son saturé ?

Tout guitariste de bonne foi admettra qu'en son clair, en l'absence de toute saturation, il est pratiquement impossible de distinguer un ampli transistors d'un ampli lampes. Le son cristallin du Jazz Chorus est resté une référence à cause de cela, et peu d'amplis à lampes sont véritablement capables de rivaliser sur ce type de sons.

Mais inversement, un ampli à lampes en son claire procure une sensation "d'élasticité", une souplesse en fait, que les amplis à transistors ne peuvent restituer. Cela est probablement (mais probablement seulement) du au fait que les lampes subissent physiquement les vibrations du son. L'ensemble assez complexe de fils et de plaques métalliques vibrent physiquement, provoquant ainsi un début de réverb. Le même phénomène, lorsqu'il se produit dans une lampe en fin de vie et devient audible, s'appelle microphonie. C'est alors un défaut de la lampe qui impose son changement.

La différence devient sensible lorsque l'on commence à loger un voile de saturation sur le son : les plages de réglage où le son est essentiellement clair, mais où il commence à saturer progressivement si l'on pousse un peu sur les cordes. Là, l'ampli à lampes serait beaucoup plus progressif, la transition se fait avec plus de naturel semble-t-il. Du même coup, le guitariste qui joue ressent plus de souplesse dans son jeu, les notes gagnent en moelleux et n'ont pas la raideur que l'on éprouve avec des transistors. Stevie Ray Vaughan, avec ses amplis à lampes Fender, excellait dans le fait de se trouver toujours à la limite du son clair et du début de saturation.

Un transistor et une lampe ne saturent pas de la même façon, c'est mathématique. Là où le transistor écrête brutalement le signal, une lampe le fait plus en douceur. Ce phénomène, souvent appelé "soft-clipping" est illustré ci-dessous:

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Mais cette raison n'est pas suffisante en elle-même : les transistors à effet de champ ont un comportement similaire aux lampes, et ils sont d'ailleurs utilisés dans quantité de pédales et d'amplis hybrides dans le but d'imiter ce son des lampes.

De plus, les différentes études menées sur le sujet, ainsi que les avis généraux que l'on peut croiser, semblent tous converger vers un consensus : ce n'est qu'à fort volume qu'un ampli à lampes fait la différence, que ce soit dans le registre crunchy ou les grosses saturations. Le comportement technique des composants ne suffit pas à expliquer ce phénomène. Dit autrement, s'il ne s'agissait que de reconstituer avec des transistors la forme d'onde (le timbre du son) générée par les tubes, les transistors auraient détrôné les lampes sans trop de difficulté.

Les années 80 et la revanche du solid-state

Le terme "solid-state" (état solide), rappelons-le, désigne la technologie des semi-conducteurs qui, contrairement aux lampes construites autour d'un flux de particules dans un gaz raréfié, sont intégralement constitués de matériaux solides, figés: les diodes et les transistors sont les deux composants de base les plus connus.

Ces composants, lorsqu'on les utilise sans finesse pour remplacer les lampes dans une logique "un pour un", ne sont, il faut bien le dire, pas particulièrement musicaux: une fuzz, une disto, lorsqu'on les branche directement dans une console, ça écorche les oreilles plus qu'autre chose.

La même technologie a en revanche permis une chose innaccessible aux lampes: la miniaturisation et donc l'intégration. Sont apparus dans les années 70 des composants complexes, constitués de plusieurs, puis de plusieurs dizaines, puis de plusieurs centaines de transistors et de diodes: les circuits intégrés.

Un circuit intégré est, beaucoup plus qu'un composant électronique, un opérateur mathématique ou fonctionnel chargé d'une mission précise.

Pour le son, il y a une famille de circuits intégrés particulièrement critique: l'amplificateur opérationnel (AOP). Un AOP est un opérateur mathématique quasi-pur, à qui l'on va donc demander (en l'associant avec d'autres composants), d'effectuer une opération mathématique sur un paramètre (le signal sonore). Dans un circuit électronique, ce signal sonore est représenté par une tension (des Volts!) qui a un comportement analogue à celui du signal sonore: nous traitons bien d'électronique analogique, qu'elle soit à lampes ou à transistors.

Les fameux AOP permettent de construire très facilement ce que les lampes ne font que de façon maladroite: reproduire mathématiquement un comportement déterminé par avance sur le papier.

Scholz, leader du groupe Boston et ingénieur du MIT, était passé maitre dans l'art de customiser son matériel - et notamment ses amplis Marshall - avec un résultat incontestable: il a créé ce que nous appelons en France le "rock FM", genre qui a dominé la musique au moins aux USA durant les années 80.

Le gros problème des amplis à lampes, c'est qu'il est à peu près impossible de reproduire le même son d'une session à l'autre: pour un perfectionniste comme Tom Scholz, qui peut passer des mois sur un mix, c'est passablement agaçant.

C'est sur cette base qu'est né le Rockman: recréer de manière fiable et reproductible le son que Scholz avait en tête pour les disques de Boston.

Plus de HP, plus d'ampli de puissance: une simple boite noire branchée directement dans la console et le son est là. Le "truc" de Scholz, c'est d'avoir conçu un circuit de compression qui restitue la fameuse "élasticité" des lampes, complété par des filtres qui modélisent la réponse en fréquence d'un baffle guitare: nous appelons ça aujourd'hui un "cab sim".

Le Rockman a été une révolution: c'était non seulement la preuve que le solid-state peut parfaitement remplacer les lampes, mais également que le concept même d'ampli est passablement ridicule!

Tous les grands ont, à un moment ou un autre, joué avec du matériel Rockman: le son de ZZ Top période Eliminator, c'est du Rockman. Idem pour Deff Leppard période Adrenalize et Hysteria, idem pour Billy Idol et sa power-pop, et même le grand Satriani sur le mémorable Surfing with the Alien: des amplis opérationnels, aucune lampe.

Scholz a cessé ses activités de constructeur en 1994, sentant la vague du numérique arriver. Dans l'entre-temps, un autre génie du son a repris le flambeau: Andrew Barta a créé le concept Sansamp - une extension du concept de Scholz - en 1989.

Un mot enfin sur le seul constructeur d'ampli solid-state qui a fait le choix délibéré de cette technologie avec bonheur: les amplis britanniques Session, fabriqués depuis 1979 et utilisés par d'aussi grands noms que Clapton.

Conclusion: lorsque vous allez assister à un concert sur une grande scène, prenez le temps de vérifier si les énormes baffles de vos stars sont ou non repiqués au micro: les trois quarts du temps, les énormes amplis sur scène ne sont là que pour le décorum !

Les fonctions d'un ampli

Nous avons essentiellement comparé les aspects subjectifs du son des lampes, ou du moins des différences secondaires qui ne justifient pas en elles-mêmes la suprématie commerciale des amplis à lampes dans le haut de gamme.

Par delà l'accoutumance culturelle au son des lampes, et en laissant de côté la partie du comportement des lampes qui peut assez facilement être reproduite avec des composants solid-state (saturation du préampli notamment), la structure des amplis de puissance à lampes comporte des différences de conception et de structure avec leurs homologues à transistor.

Les micros de la guitare ont pour rôle de convertir les vibrations physiques des cordes en signal électrique. Rien d'acoustique là dedans: sur le principe, le fait que l'on entende la lutherie vibrer légèrement est un effet de bord.

La fonction de l'ampli est de convertir ce signal en vibration acoustique: cela va donc bien plus loin que la simple amplification. L'ampli guitare est à la guitare électrique ce que la caisse de résonance est à la guitare acoustique

Le signal issu de la guitare est extrêmement faible, et sans aucune puissance. Avant de passer par le haut-parleur qui est le transducteur entre la partie électrique et la partie acoustique, il faut donc convertir les quelques millivolts qui sortent sans intensité de la guitare en un signal électrique porteur à la fois de tension (des Volts) et d'intensité (des Ampères). La puissance est en effet le produit tension x intensité, et les deux grandeurs doivent être combinées pour obtenir une puissance acoustique en sortie du baffle.

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Vu comme cela, un ampli hifi devrait fonctionner. Mais plusieurs facteurs écartent cette solution :

Le rôle du préampli

Dans la pratique, on n'attaque jamais un ampli de puissance depuis un signal aussi faible que celui d'une guitare. Il faut au moins remonter le niveau de ce signal (amplitude en tension, l'intensité n'est pas en jeu ici), et c'est la première fonction du préampli.

En première approche, on pourrait alors traiter le problème en deux parties :

  1. Une fonction pré-ampli, chargée de colorer et saturer le son, en apportant également plus ou moins de compression lors justement de la saturation
  2. Une fonction purement orientée puissance, qui serait, elle, totalement linéaire, mais capable néanmoins d'accepter de fortes dynamiques

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Dans un tel schéma, cela revient à construire le son à l'aide d'une série d'effets, puis à se brancher dans la console d'une sono de puissance. On sait que ce n'est pas si simple, que les résultats ne sont devenus corrects que depuis l'arrivée des simulateurs d'ampli (numériques ou analogiques). On revient donc au problème précédent : un préampli seul ne suffit pas à donner le son recherché, la partie puissance de l'ampli a un rôle considérable dans l'affaire, et pour pouvoir utiliser un ampli de puissance linéaire, il faut avoir préalablement simulé l'action d'un ampli non linéaire dans le préampli.

Il faut alors affiner le schéma pour comprendre ce qui se passe, et notamment voir d'où proviennent ces non-linéarités propres aux amplis guitare.

Le préampli a pour fonction le formatage du son avant sa transformation en puissance. Qu'il soit réalisé avec des lampes ou des transistors, il va essentiellement accroître l'amplitude du signal d'entrée (on passe d'environ -20dB ou -10dB à -5 ou 0dB). Il ne s'agit que d'amplitude, soit donc de volts (tension), sans que l'on parle encore de puissance. Même avec un casque branché à la sortie du préampli, le signal serait encore insuffisant pour bouger la membrane des écouteurs. Parallèlement, on en profite pour appliquer les corrections de tonalité (basse, medium et aigues): c'est la coloration d'ensemble du son. Et bien sûr, on a la possibilité de faire saturer le préampli pour ajouter artificiellement des harmoniques au signal.

Cette saturation a une conséquence immédiate : le signal saturé a toujours la même amplitude globale, que l'on attaque doucement les cordes ou que l'on frappe comme un sourd. Il y a donc d'une certaine manière une "compression", dans le sens où la dynamique du signal devient quasi nulle. Mais il ne s'agit pas d'une véritable compression, puisque le timbre du signal et son enveloppe d'origine ont totalement disparu.

Une remarque au passage : placer un compresseur après un étage de saturation est rigoureusement inutile, puisque le signal n'a déjà plus de dynamique, sans compter que le compresseur va relever de façon importante le niveau de bruit dans le signal. Et un signal saturé est fortement chargé en bruit... Un compresseur se place donc toujours avant une saturation.

Tous les blind-tests conduisent à la même conclusion : le son des amplis à lampes ne provient pas de leur préampli. Un bon circuit transistors et plus particulièrement à transistors à effets de champ peut donner des résultats tout à fait similaires. Dit autrement, seule la conception du circuit conditionne le son dans un préampli, la technologie n'influant que de façon très subjective le résultat.

L'ampli de puissance

Détaillons maintenant la partie puissance de l'ampli. Son rôle est de transformer le signal issu du préampli, qui a déjà augmenté l'amplitude du signal produit par la guitare, en un signal électrique porteur de puissance, destiné à mouvoir la membrane du haut-parleur.

Dans un premier temps, on va encore augmenter l'amplitude du signal, via un étage appelé "driver". Il n'y a toujours pas de puissance à ce niveau, on ne travaille que sur la tension du signal.

On arrive enfin aux éléments de puissance, transistors ou lampes, qui vont non seulement passer à des amplitudes de signal fortes (plusieurs dizaines de Volts, à comparer aux quelques millivolts sortis de la guitare), mais également produire de l'intensité.

Pour rappel, la tension est similaire à la hauteur d'une chute d'eau, l'intensité étant comparable au débit de cette chute d'eau. Pour avoir de la puissance, il faut à la fois une certaine hauteur de chute, mais également un débit important. Une goutte d'eau qui tombe de plusieurs centaines de mètres, ou un seau d'eau que l'on verse par terre, ne suffisent pas à porter de la puissance. En revanche, un seau d'eau jeté d'un avion, ça commence à faire des dégâts arrivé en bas.

En première approche, l'impédance est la notion qui caractérise la relation entre tension et intensité dans un montage. L'ampli est un générateur qui a une impédance de sortie, et le HP est un récepteur qui a une impédance d'entrée.

On montre par des calculs assez simples que si ces deux impédances sont différentes, il y a une déperdition de la puissance transmise, qui se dissipe en chaleur.

Dans le cas d'un ampli à transistors, on peut se contenter de brancher directement le HP en sortie du circuit: l'écart d'impédance varie seront la fréquence du signal, mais il reste acceptable.

Les amplis à lampes, eux, ont une impédance de sortie élevée, qu'il faut impérativement adapter via un transfo d'impédance:

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Le transfo de sortie impacte fortement le résultat sonore, mais il est également une des explications du coût élevé des amplis à lampes. Un transfo fidèle dans ses transmissions sur toute la bande passante est en effet assez coûteux.

Le transformateur est un merveilleux déformateur de son. Bien sûr, en hifi, on s'arrange pour le faire travailler dans sa plage nominale de fonctionnement, mais là encore, dans un ampli guitare, le fait de le pousser dans ses retranchements va ajouter des non-linéarités, des distortions de phase, et une part de saturation électro-magnétique.

L'alimentation de l'ampli

Pour être complet, il faut parler du rôle de l'alimentation qui convertit le courant alternatif issu du secteur en courant continu exploitable par l'ampli en lui-même. Cette conversion passe par un redressement du courant alternatif issu du transfo, avant le filtrage qui va niveler les variations de tension du courant redressé.

Avant l'apparition des diodes au silicium, ce redressement était réalisé également à l'aide de lampes. Ces lampes redresseuses ne participaient pas directement au son, mais leur comportement est différent de celui des diodes.

  1. Les diodes ont un comportement constant quelque soit la puissance tirée par la charge sur l'alimentation.
  2. Les lampes, elles, ont une propriété qui impacte le son: lorsque la puissance sollicitée devient trop importante, elle fléchit et délivre une tension moins importante pour pouvoir assurer l'intensité demandée. Ce phénomène est particulièrement prononcé dans les graves. Du même coup, l'ampli commence à saturer, ou bien sature encore plus selon le cas, la puissance étant malgré tout maintenue sous forme d'intensité (encore une fois, la puissance est égale au produit tension x intensité).

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Cette vieille technologie des lampes redresseuses avait disparu: elle donnait simplement un grain particulier aux amplis vintage. Mais Mesa Boogie (encore eux) a eu l'idée de ressortir le principe des cartons, et de créer la ligne des amplis Rectifier (le terme anglais pour redresseur), avec pour but explicite de donner des sons saturés particulièrement gras.

Réponse de Soldano: l'effet est intéressant, mais peut être reproduit avec quelques astuces même avec un redressement à diodes, avec plus de fiabilité. Prudence avec les discours commerciaux des constructeurs!

Puissance des lampes et puissance des transistors

C'est un fait connu et maintes fois constaté: les amplis à lampes sonnent plus fort que les amplis à transistors. On lit tout et son contraire à ce sujet: certains vont même jusqu'à asséner des ratios "1W lampes = 3W transistors" par exemple. Cela mérite d'être rationnalisé.

Si le constat du fait que les amplis à lampes sonnent plus fort que les amplis transistors est avéré, le fait d'affirmer des trucs comme 1W lampes = tant de watts transistors est vide de sens. On compare en général des choux et des carottes, et notamment des amplis à lampes avec des alimentations correctement dimensionnés avec des amplis transistors dont les alimentations ne sont pas prévues pour suivre la partie puissance lorsqu'elle sature.

  1. La différence sonore entre un ampli à lampes et un transistors provient de sa partie puissance et notamment de la présence d'un transfo de sortie. Ca, c'est réel et mesurable. Des blind-tests ont été faits qui confirment que ce n'est pas le préampli qui fait la différence.
  2. Pour permettre au guitariste d'exploiter la satu de la partie puissance d'un ampli à lampes, il faut donc une alim dimensionnée en conséquence.
  3. Dans un ampli à transistors, la saturation de la partie puissance n'est pas intéressante sur le plan sonore, et elle est même risquée pour les transistors qui sont plus fragiles de ce côté là. Les alims calculées pour sortir 100W RMS en son clair ne peuvent pas sortir plus de 100W, même en son saturé avec des harmoniques.
  4. Dans un ampli à lampes, la saturation de la partie puissance est utilisée, et l'alim est taillée pour largement aller au delà des 100W RMS son clair (les watts de la hifi). Chaque harmonique amène de la puissance, et, pour une même valeur crête du signal envoyé au HP, on peut fort bien se retrouver avec 140, voire 170W (Marshall Plexi) électriques à passer dans le HP.
  5. La puissance électrique est convertie en puissance acoustique par le HP. Le HP monté sur un ampli à lampes à 1300 euros est plus performant que celui que l'on va trouver sur un ampli à transistors à 500 euros, mais là encore, ce n'est pas une différence structurelle entre transistors et lampes, c'est une question de qualité des composants.

En final, l'impression de puissance supplémentaire des lampes vient essentiellement du dimensionnement de leurs alimentations, qui leur permettent d'aller bien au delà des watts RMS style hifi, et par exemple d'envoyer des puissances crêtes (la fameuse puissance "musicale" qui n'a pas de sens en hifi) énormes sur des transitions courtes. Si le HP est capable de restituer ces coups de boutoir, l'ampli sonne bien entendu beaucoup plus fort.

Une alimentation suffisamment dimensionnée permet que la puissance des harmoniques générées par la saturation de l'ampli de puissance se cumule avec celle du signal d'origine, au lieu de s'y substituer lorsque l'alimentation ne peut pas suivre.

Amplifier...

Avant de décrire le fonctionnement d'une lampe et les montages nécessaires à leur utilisation, rappelons brièvement ce que l'on appelle "amplifier" en électronique. La compréhension du principe des lampes deviendra alors beaucoup plus aisée.

L'objectif, dans un ampli de puissance, est de passer d'un signal très faible, sans puissance, à une puissance électrique capable de faire bouger la membrane d'un haut-parleur.

Qui n'a pas un jour imaginé la chose suivante: pourquoi ne pas simplement placer un transformateur entre la guitare et le HP ? Après tout, si un transfo peut transformer 220V en 5V, il peut aussi faire l'inverse: un signal d'un volt (à peu près ce qui sort d'une platine CD), passée dans un transfo monté "à l'envers", ressortirait ainsi avec 44V d'amplitude...

Ca ne fonctionne pas, parce que cette tension ne serait pas accompagnée d'intensité: les 44V, débités dans un HP de 4 Ω, ne donneraient pas les 44*44/4 = 484W attendus. Ce serait trop simple. En fait, la tension en question chuterait carrément devant la charge du HP.

Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme! Si nous n'apportons pas d'énergie au signal d'entrée, nous pourrons le triturer autant que nous voudrons, il ne disposera toujours pas de la puissance souhaitée.

La puissance correspond en effet à la libération d'une énergie en un intervalle de temps donné. Plus l'énergie libérée est grande, plus la puissance est grande, mais il faut surtout que cette consommation d'énergie se déroule en un temps très bref. Imaginez que vous partiez en vacances en laissant un robinet ouvert chez vous: la masse d'eau cumulée (et donc l'énergie cinétique consommée) qui sera tombée au fond du lavabo sera énorme, mais cela n'aura aucune conséquence. La même masse (plusieurs tonnes) lancée contre un mur l'abattrait sans problème.

Un ampli de puissance est donc une machine à libérer ou contenir une énergie fournie par une source externe. Un ampli ne crée pas d'énergie, pas plus qu'il ne transforme la micro-puissance qui sort de la guitare en puissance acoustique. Un ampli module l'énergie fournie par le secteur en fonction du signal d'entrée. Parce que bien sûr, nous voulons contrôler cette énergie depuis un instrument. Ce contrôle, en terme technique, s'appelle une modulation.

Cette énergie électrique peut être utilisée sous forme de puissance (c'est à dire consommée en un temps court) parce que le compteur électrique est capable de fournir un débit suffisant (intensité) sous une tension suffisante. La puissance électrique est en effet le produit d'une tension par une intensité. Le haut-parleur, lui, est un convertisseur qui transforme la puissance électrique en puissance acoustique.

En résumé, amplifier ne veut pas dire transformer: amplifier, c'est avant tout moduler une énergie (non porteuse d'information) par un signal (porteur d'information).

La triode

Et bien, c'est très simple maintenant! Il nous faut une énergie (sous forme de très haute tension disponible avec une intensité suffisante), et quelque chose pour la moduler. Ré-inventons la lampe à vide !

Si je prends deux morceaux de métal, et que je leur colle une tension forte, mettons 400V, un flux d'électrons va s'établir entre ces deux électrodes. Enfin, pas toujours. Il faut:

Le "quasi-vide" est important: lorsque l'on parle de flux d'électrons, c'est une image. Il est plus juste de dire, même si cela reste une image, qu'on arrache des électrons à la première électrode, et que cette perturbation que l'on a créée va se propager au sien du nuage d'atomes que l'on a pris soin de laisser dans le tube, jusqu'à absorption par la deuxième électrode. Créer un véritable flux d'électrons dans le vide demande des moyens beaucoup plus conséquents: ça s'appelle un accélérateur à particules !

Là, on a obtenu un "tube à décharge": on peut avec un peu de chance reproduire le phénomène des éclairs de l'orage et observer des mini-éclairs entre les deux électrodes: les électrons arrachés se propagent comme ils peuvent d'une électrode à l'autre. Pas terrible. Ecartons les électrodes, et chauffons celle qui est au potentiel bas, appelée cathode (nous reviendrons sur le système de chauffage). Là, miracle, plus d'éclair, et avec un ampèremètre, on constate un débit constant dans le circuit, ce qui signifie que des électrons sont libérés par la cathode chaude, et attirés par l'autre électrode, à potentiel positif, appelée anode.

Le courant circule, et toujours dans le même sens. Impossible physiquement d'inverser le sens de ce courant: ce montage s'appelle "Diode à vide", parce qu'il y a deux électrodes. Une diode est une soupape à électrons, dans laquelle ils ne peuvent passer que dans un seul sens.

Un rappel au passage: les électrons sont des particules négatives. L'intensité, notion mesurable abstraite, est orientée en sens inverse de ce flux négatif: les électrons "vont" de la cathode vers l'anode, mais l'intensité est par convention orientée de l'anode vers la cathode.

On a une tension forte, assortie d'une intensité non négligeable: la voilà, l'énergie que l'on va moduler.

Il nous faut maintenant un dispositif permettant d'augmenter ou diminuer ce flux d'électrons. Un peu comme si le tube était un tuyau d'arrosage, dont on peut contrôler le débit en appuyant plus ou moins le pied dessus.

Il nous faut maintenant un moyen de "pincer le tuyau".

Plaçons pour cela une grille métallique entre la cathode et l'anode. Portons progressivement cette grille à un potentiel négatif. Les électrons sont eux aussi négatifs, ils vont donc être repoussés par la grille. Si la tension de grille est suffisante, on peut même totalement bloquer le flux d'électrons.

Nous venons de créer une vanne à courant électrique ("Valve" en anglais). En fait, cette vanne va s'appeler Triode: elle dispose de trois électrodes en tout: la cathode, l'anode, et la grille de commande.

Deux mots sur le système de chauffage: une simple résistance électrique fait l'affaire. On place donc un filament résistant près de la cathode pour la chauffer. Le circuit de chauffage est donc un circuit auxiliaire, sans lien direct avec le circuit audio. Certaines lampes comportaient des cathodes qui faisaient également office de résistance chauffante, mais on ne trouve plus ce système dans les amplis actuels.

Le bias... c'est quoi?

Reprenons l'analogie avec notre tuyau d'arrosage sur lequel on pose le pied. On peut déjà communiquer en morse, en appuyant et relâchant la pression du pied. On peut aussi, si l'on est doué, générer des "vagues" plus ou moins fortes en sortie du tuyau.

Imaginons que le tuyau alimente un petit bassin sur lequel on a posé un bouchon, pour pouvoir visualiser nos vagues. Si nous voulons faire des vagues vraiment parfaites, notre pied doit osciller autour d'une position intermédiaire. Sinon, les crêtes ou les creux des vagues seront, justement, "écrêtés". On aura des bouffées d'eau, un peu comme des bouffées de fumée, mais pas de jolies vagues bien sinusoïdales.

Le bias (polarisation de grille en français), dans une lampe à vide, c'est cette position intermédiaire, cette pression du pied autour de laquelle nous allons soit relâcher soit appuyer notre "modulation".

Revenons aux Volts et aux Ampères. La tension négative (en Volts) appliquée à la grille contrôle l'intensité (en Ampères) entre la cathode et l'anode. Pour "dessiner des vagues" avec les électrons, il faut osciller autour d'un point milieu, qui ne doit pas être trop faible ni trop fort, sous peine d'avoir des crêtes ou des creux aplatis.

En résumé, nous avons:

La lampe est bien pilotée en intensité par le biais de deux tensions additionnées sur le grille:

Le bias est la tension continue appliquée à la grille de commande, et qui définit l'intensité qui circule dans la lampe en l'absence de signal d'entrée

Notons une chose importante qui va servir par la suite: les modulations ne sont pas déformées tant qu'elles restent dans une plage raisonnable. Si on "appuie le pied trop fort" ou si "on relâche trop la pression", nos vagues vont avoir des à-plats: c'est le principe de la saturation.

La classe A - Le transfo d'impédance

Nous disposons de suffisamment d'éléments pour construire un étage de puissance simple, que nous appelerons de "Classe A", parce que c'est le premier sur la liste et le plus simple à réaliser. Cassons donc tout de suite le mythe "mon ampli est en Classe A et c'est ce qu'il y a de mieux": c'est bêtement le plus simple à concevoir.

Nous venons de voir plus haut que la triode permet de moduler une intensité, et indirectement une tension. Là, se pose un problème: la lampe seule est un générateur de puissance à forte impédance. En clair, le ratio entre tension et intensité est trop élevé pour actionner un haut-parleur, qui a besoin d'un ratio plus faible.

Notons que la puissance électrique traitée dissipée par un haut-parleur se comporte comme le carré de l'intensité:

P = U x I, mais aussi U = R x I, on a donc P = R x I x I

La solution existe, fort heureusement, et s'appelle un transformateur d'impédance. Tout au début de cette page, nous disions qu'un transformateur ne peut pas convertir la puissance très faible qui sort d'une guitare en une puissance suffisante pour faire bouger l'air. Un transfo conserve, à quelques pertes près, la puissance (tension x intensité), mais il peut modifier le ratio tension / intensité!

Par exemple:

Branchons un HP d'impédance 8Ω en sortie du transfo. La puissance électrique transmise est alors 8 x 1 x 1 = 8W. Fantastique! Là, on peut "faire bouger l'air"...

Revenons à notre triode: l'intensité qui la parcours varie sans cesse en fonction des oscillations du signal d'entrée, mais nous comprenons qu'elle est traversée en permanence par une intensité non nulle. Et pour cause, puisque nous avons pris la précaution de lui appliquer une tension de bias calculée pour que la lampe soit toujours plus ou moins ouverte.

C'est la définition "officielle" de la Classe A: les lampes, dans un ampli en Classe A, sont toujours parcourues par un courant non nul, et au repos, ce courant vaut à peu près la moitié de ce que la lampe peut supporter.

Les amplis de Classe A sont donc par construction des amplis qui chauffent beaucoup, qui dissipent donc beaucoup de chaleur, et cette chaleur dissipée est autant de puissance qui s'envole en pure perte. C'est cette caractéristique qui limite les performances des amplis en classe A, et qui pousse à passer à la Classe B pour construire des amplis plus puissants. Une lampe courante en Classe A va développer, typiquement, une dizaine de watts...

Dans les préamplis, qui ne nécessitent pas de puissance, on utilise des lampes montées en Classe A. Ce montage est en effet le plus simple à mettre en oeuvre et donc à contrôler.

La classe B - Le montage push-pull

Puisque la Classe A est limitée en puissance par contruction, il faut revoir le principe de départ. Après tout, l'idée de maintenir le robinet à électrons toujours ouvert n'est peut-être pas la meilleure idée pour construire un ampli performant!

Augmentons donc la tension de bias (en fait, on la diminue, puisqu'elle est négative) de façon à bloquer totalement le flux d'électron lorsque le système est au repos. Premier résultat: l'ampli ne dissipe plus inutilement de la chaleur alors qu'il ne fait encore rien. Ajoutons un signal d'entrée à cette tension de bias. Deuxième résultat: l'intensité dans la lampe augmente avec le signal d'entrée, selon la règle du "juste nécessaire". On peut espérer développer plus de puissance avec le même tube.

Oui, mais le troisième résultat est désastreux: lorsque le signal d'entrée devient négatif, la lampe est déjà fermée, elle est revenue au repos, et il est impossible de renverser le flux d'électrons pour reproduire la totalité de la modulation. On obtient un demi-signal, la deuxième moitié étant purement et simplement rasée!

L'idéal serait alors d'avoir une lampe inversée, symétrique de la première, et de concevoir ainsi une paire capable de traiter l'ensemble du problème. Avec, tant qu'à faire de la science-fiction, un flux de protons positifs au lieu d'un flux d'électrons négatifs. Mais ne perdons pas de temps: ce concept ne tient pas, tout simplement parce que nous savons facilement arracher des électrons (satellites du noyau d'un atome) à la matière, tandis qu'arracher des protons (soudés dans le noyau) revient à concevoir une mini-centrale atomique (c'est la fission). Délire à oublier? Pas tout à fait, les transistors, inventés bien plus tard, existent en deux variétés symétriques, les PNP et les NPN. Mais leur concept n'a rien à voir avec les tubes à vides, et nous ne sommes pas là pour traiter le sujet des transistors.

Autre idée: puisque nous ne pouvons pas inverser les lampes, inversons le signal! Et là, miracle, nous avons l'outil qu'il faut: le transformateur...

En effet, ce composant a pour rôle de transmettre des courants alternatifs qui circulent dans des bobines de fil. Inversons le sens de bobinage de ce fil, et le même signal apparait comme vu dans un miroir. Il est "hors-phase" par rapport à la première version. Plus simple encore: un transfo a deux points de sortie (chaque extrémité du bobinage). Inversons les fils, et le signal est inversé. Poussons le concept un peu plus loin, et concevons un transfo avec un point milieu, séparant la bobine en deux demi-bobines identiques. Mettons ce point milieu à la masse. À chacune des extrémités, nous avons deux versions du signal traité, mais hors-phase l'une par rapport à l'autre. Mâââââgique !

Avec notre transfo à trois points de sortie, attaquons deux lampes qui traiteront chacune une moitié de leur modulation. Tout est devenu symétrique, et nous avons deux demi-signaux de sortie parfaitement complémentaires.

Ils sont tous les deux dans le même sens, mais qu'à cela ne tienne: un autre transfo à la sortie pour refaire le "coup du miroir", et nous recollons les morceaux. Ca devient génialement génial, puisque nous avons vu plus haut que ce transfo de sortie est de toute façon obligatoire avant d'attaquer le haut-parleur! D'une pierre, deux coups...

Notons au passage que le transfo de sortie effectue une soustraction entre les deux demi-signaux:

S = S1 - (-S2), soit donc S = S1 + S2

Et ce n'est pas fini: ce même transfo de sortie, déjà chargé d'une double mission, va également assumer la fonction du transfo d'entrée, avec un peu d'astuce! Le signal qui sort du transfo et qui est issu de la première lampe peut être inversé si son fil est bobiné dans le sens ad-hoc. Prélevons une part de ce signal et réinjectons le dans la deuxième lampe, et c'est gagné!

Remarquons une chose: une lampe tire dans un sens, pendant que l'autre se repose, puis prend le relais et pousse dans l'autre sens le signal. Le montage symétrique que nous venons de développer s'appelle un "push-pull".

Les lampes sont câblées pour avoir une intensité nulle au repos, et ne travaillent que durant la moitié d'un cycle complet du signal alternatif. Ce câblage s'appelle "Classe B". Il permet de développer des puissances plus importantes que la Classe A (une paire de 6L6 développe à peu près 50W), et il est un peu plus complexe dans sa conception. Il a un inconvénient: lors du recollage des deux alternances, il peut se produire une distortion (dite "de croisement" ou "de raccordement"). En hifi, c'est fâcheux, en musique, on aime ça: ça ajoute des harmoniques...

Ce besoin de symétrie parfaite a une contrainte: en Classe B, les deux lampes d'un push-pull doivent être appariées, c'est à dire que leurs caractéristiques électriques doivent être identiques. Comme les techniques de fabrication des lampes ne permet pas de garantir à l'avance ces caractéristiques d'une lampe à l'autre, la seule solution est de les trier en bout de chaîne. Cette opération a un coût non négligeable...

Une lampe qui fonctionne en classe B est polarisée pour que l'intensité cathode-anode soit nulle au repos. Elle ne peut traiter qu'une demi-alternance de signal est doit donc être associée avec une autre lampe parfaitement symétrique pour traiter la totalité d'un signal.

Augmenter la puissance - Le push-pull Classe A et le montage en parallèle

On conçoit que le fait de fonctionner avec deux lampes permet à la Classe B de dégager plus de puissance, de même que la moindre dissipation de chaleur permet une meilleure utilisation de l'énergie et donc de concevoir des amplis plus puissants.

Il reste que si les amplis Classe A était limités à une seule lampe dégageant 10W, on les aurait oubliés depuis longtemps.

En fait, le principe du push-pull peut être adapté à la Classe A. Mais sa finalité n'est pas du tout la même : en Classe B, le push-pull est nécessaire par définition. En Classe A, il s'agit simplement d'une manière un peu tordue de combiner deux lampes pour additionner leur puissance.

Le montage est le même: on produit deux versions symétriques du signal d'entrée, qui sont traitées par deux lampes montées en Classe A, et leurs sorties sont à nouveau soustraites pour que les deux signaux hors-phase s'additionnent (au lieu de s'annuler). C'est un peu tordu, mais ça marche et ça a un avantage: les bruits divers et variés que subit le circuit sont eux aussi soustraits, mais comme on ne les a pas préalablement déphasés, ils s'annulent dans le transfo de sortie. C'est un peu le même principe que les micros humbucker à double bobinage.

On a dit plus haut que le montage Classe B implique une distortion au moment où l'on "recolle les morceaux". En Classe A, cette contrainte n'existe pas, on se contente d'additionner deux signaux complets: si l'un des deux est un peu plus fort, cela n'a pas d'autre conséquence que de jouer un peu sur l'amplitude du signal combiné, mais sans distortion.

Autre avantage: l'appariement des lampes, qui est nécessaire en Classe B, n'est qu'un "plus apprécié" en Classe A. Cela donne en principe un peu moins de bruit, mais cela n'est aucunement nécessaire.

Un push-pull Classe A possède une propriété "amusante". La Classe A, rappelons le, consiste à faire travailler la lampe en permanence. L'intensité qui traverse la lampe varie en fonction du signal, mais n'est jamais nulle. En push-pull, les deux lampes qui travaillent en inversion de phase voient leur intensité varier de façon totalement synchrone, mais de manière exactement inverse. Lorsque l'intensité augmente dans la première lampe, elle diminue dans la deuxième et inversement. Conséquence: l'intensité totale, somme des deux, reste constante, alors que dans un push-pull Classe B, elle varie en suivant le signal. Etonnant, non ? Cela joue sur le dimensionnement de l'alimentation, mais c'est tout, en dehors du fait que le dégagement de chaleur d'un ampli Classe A est par construction plus important.

Le push-pull Classe AB

C'est le montage qui s'est le plus répandu, et que l'on trouve sur la plupart des amplis du marché. Il reste peu de choses à dire pour l'expliquer.

En classe A, le bias est calculé pour que la lampe soit toujours parcourue par une intensité non nulle. Au repos, cette intensité est à peu près la moitié de la capacité du montage. La lampe traite l'intégralité du signal à chaque alternance. On peut donc se contenter d'une seule lampe, et le signal garde son intégrité tout du long.

En classe B, les lampes sont fermées au repos, le bias ayant été calculé pour cela. Chaque lampe traite une demi-alternance, il en faut donc deux en push-pull pour traiter chacune à leur tour une demi-alternance. Le signal est recomposé en sortie.

Si le bias est intermédiaire, suffisamment fort pour limiter l'intensité au repos, mais pas assez pour fermer la lampe, un push-pull va fonctionner en Classe A pour les signaux suffisamment faibles, mais va mordre sur la Classe B dès que le signal d'entrée, ajouté au bias, va fermer la lampe. On recompose le signal en sortie, avec un recouvrement assez important des deux demi-signaux.

La Classe AB profite donc des qualités et des défauts des deux montages de base: peu de distortion en Classe A, pour les signaux faibles, forte puissance avec moindre dissipation thermique en Classe B.

Le taux de recouvrement important entre les canaux du push-pull est générateur de distortion (mais pas de saturation, ce sont deux choses différentes, comme il est dit plus bas). En effet, à chaque passage de main d'une lampe à l'autre, le signal est déformé. C'est la distortion de raccordement, qui correspond à la présence forte d'harmoniques impaires peu agréables à entendre.

Augmenter la puissance - Le montage en parallèle

Pour être complet, n'oublions pas qu'avant d'imaginer le principe un peu tordu du push-pull, nous pouvons beaucoup plus simplement combiner deux lampes en Classe A en les montant en parallèle. Nous doublons ainsi l'intensité disponible et donc la puissance de l'ampli. Dans la pratique, ce montage est toujours combiné avec le principe du push-pull, et cela donne des amplis à 4 lampes (deux de chaque côté), voire plus si on veut gagner des watts: le montage en parallèle peut être étendu "à volonté". Pour des questions d'équilibre mais aussi de réduction du bruit, tant qu'à mettre 4 lampes dans un ampli, on préfère les associer de façon symétrique. On parvient alors facilement à près de 50W avec 4 EL84 en Classe A.

Ce principe du montage en parallèle peut bien entendu être utilisé en Classe B: on met par exemple 2 lampes de chaque côté du push-pull. Nous avions déjà 50W avec deux 6L6 en push-pull, nous arrivons au chiffre magique de 100W. Là encore, il faut apparier les lampes par paire pour garder la symétrie nécessaire.

Les différentes sources de distortion

La distortion correspond à une déformation du signal. Elle est redoutrée en hifi, mais lorsqu'elle est contrôlée, on l'utilise en musique pour ajouter artificiellement des harmoniques au signal.

La distortion a plusieurs origines qui n'ont pas les mêmes effets. Il faut donc les analyser séparément. Ce qui suit n'est pas propre aux lampes, tout montage électronique présente ces défauts dans des proportions qui lui sont particulières.

La saturation

C'est le phénomène le plus connu, et le plus simple à comprendre. C'est aussi le seul qui soit immédiatemment reconnaissable à l'oreille.

Le composant d'amplification, transistor ou lampe, module une énergie à capacité finie. L'alimentation ne peut pas fournir plus qu'une certaine limite, et le signal de sortie est donc écrêté si le signal d'entrée est trop fort. C'est le phénomène du "clipping".

Là, on note des différences de comportement très nettes entre lampes, transistors à effet de champ (FET) et transistors bipolaire:

Retenons deux choses:

Dans tous les cas, la saturation supprime toute variation d'amplitude au signal. Seules les harmoniques peuvent, en fonction de leur dosage, conserver au son une part de sa dynamique. En crunch, où le signal clair est encore perceptible, il reste une dynamique partielle, mais en son franchement saturé, le signal a perdu toute dynamique, ce qui fait que certains parlent, à tort, de compression en parlant de saturation.

La compression est un phénomène tout à fait différent, qui agit sur la dynamique du signal sans agir sur le timbre (proportions des harmoniques): parler de compression en parlant de saturation (transistors ou lampes) est donc un contre-sens et doit être évité.

Raccordement

Il s'agit du problème de raccordement des demi-alternances dans un montage push-pull. Notons que ce problème n'existe pas en Classe A. À chaque passage d'un côté à l'autre du push-pull, se produit une déformation plus ou moins nette. La distortion de raccordement correspond à un ajout d'harmoniques impaires, qui peuvent être assez désagréables à l'oreille.

Alimentation

Les composants sont soumis à la qualité de l'alimentation, qui fournit l'énergie que l'on module. Tant que l'on est en fonctionnement linéaire, tout va bien. Lorsqu'on atteint les limites de l'alimentation, il y a écrêtage.

Nous avons jusque là imaginé une alimentation "parfaite", dont le comportement reste constant quelque soit la manière dont elle est sollicitée. Dans la réalité, l'alimentation ne peut pas éternellement suivre la charge. Que l'on soit en mode saturé ou non, si l'on augmente la demande, l'alimentation peut fléchir.

Là, nous avons un phénomène qui s'apparente à la compression: lorsque le signal d'entrée augmente, le fléchissement de l'alimentation limite le signal de sortie. Cela peut bien sûr aller jusqu'à provoquer la saturation du composant (transistor ou lampe), mais ce n'est pas obligatoire.

Il s'agit bien d'un défaut de l'alimentation, qui peut dans certains cas être utilisé à des fins musicales. En général, le résultat n'est pas heureux, surtout avec des transistors, mais là encore, la technologie des tubes à vide est plus souple et donne des résultats intéressants. Si, au lieu d'utiliser des diodes "solid-state" pour redresser le courant dans l'alim, on utilise des tubes à vide (rectifier tubes), le fléchissement intervient de façon progressive et intéressante, notamment en basse fréquence. C'est le principe des amplis dits "rectifier"...

La non linéarité

Un composant actif est supposé reproduire sans le déformer le signal d'entrée. Pour cela, il faut:

La combinaison de ces deux sources de problème, que l'on vient de décrire dans leur aspect temporel, se traduit de façon tout aussi simple si l'on raisonne en spectral: la réponse en fréquence n'est pas constante, et les fréquences élevées notamment ont du mal à être restituées. D'une façon générale, au lieu de ressortir toutes avec la même amplitude, les fréquences du spectre ressortent selon une courbe qui est loin d'être horizontale. Cette déformation de la réponse en fréquence est obligatoirement assortie d'une distortion de phase, qui elle même n'est pas constante selon la fréquence.

Développer cet approche spectrale deviendrait trop complexe pour cette page. Mais il faut en retenir une chose: toute déformation de la réponse en fréquence est obligatoirement accompagnée d'une déformation des phases du signal avec ses harmoniques. C'est ce qui se passe notamment dans une correction de tonalité ou un equaliser, ces filtres ne pouvant pas mathématiquement déformer la réponse en fréquence sans altérer les phases du signal (ce phénomène est mathématique et est indépendant de la technologie: il est vrai en numérique et en analogique, avec des lampes et des transistors, ainsi bien sûr qu'avec des algorithmes logiciels).

Guide d'achat simplifié

Avant de parler de l'utilisation des amplis à lampes, il faut dire deux mots de l'achat, et donc du choix de l'ampli.

Il faut toujours garder en tête que les amplis à lampes sont aujourd'hui plutôt des hauts de gamme, et que le débat est donc faussé au départ. Si Mesa ou Rivera se mettait dans la tête de fabriquer des amplis à transistors, il y a de fortes chances pour que ces amplis sonnent aussi bien que leurs productions à lampes: pour faire un parallèle, en compétition automobile, personne n'aurait parié un centime sur un moteur diesel il y a dix ans. Aujourd'hui, un diesel peut gagner le Mans...

Comme pour tout dans la vie, on n'effectue pas ce genre d'achat avant d'avoir cerné son besoin. Dans les questions à se poser:

Dans les questions à ne pas se poser:

Si les premières questions (les bonnes) semblent tomber sous le sens, l'expérience montre que la plupart des achats sont malheureusement réalisés en fonction des deuxièmes (les mauvaises). Pourquoi sont-ce de mauvaises questions ?

Les pros disposent de moyens colossaux et sont assistés d'une armée d'ingés sons et de guitar-techs, quand ils n'ont pas les custom-shops des constructeurs qui oeuvrent directement pour eux. Acheter telle marque d'ampli parce bidule joue dessus en espérant avoir le même son, c'est aussi stupide qu'acheter une voiture de série parce que le proto qui porte le même nom a gagné le Paris-Dakar...

Les forums peuvent éviter de faire de mauvais achats, lorsque l'on a une idée en tête et que l'on souhaite connaitre les inconvénients d'un modèle. Mais les points de vue personnels des uns et des autres ne peuvent rien faire là où un seul critère doit prévaloir: l'essai en conditions réelles de plusieurs amplis avec sa propre guitare.

Un ampli correct vaut plusieurs centaines d'euros, il est donc idiot de se cantonner à ce que l'on a près de chez soi pour effectuer des essais. Même si on habite au milieu de nulle part, il est toujours préférable de faire un saut "à la préfecture" où on pourra essayer plusieurs modèles et marques dans plusieurs magasins. Pour les mêmes raisons, on n'achète pas, à moins de l'avoir essayé auparavant, de matériel musical par correspondance: c'est un non-sens...

L'essai d'un ampli permet en final de se faire une idée raisonnable du son de l'ampli, ainsi que de la pertinence de ses réglages. Pour l'anecdote, lorsque j'ai acheté mon premier Boogie, j'ai essayé un MarkIII et un Caliber. J'avais des moyens conséquents (c'était dans les années 80...), et le prix n'était pas un problème. Conclusion des essais: d'une part, à puissance égale, le Caliber sonnait beaucoup plus fort que mon Marshall JCM800, et le MarkIII était donc surdimensionné côté puissance.

D'autre part, alors que le Caliber permet tous les sons ou presque et sonne bien quelque soit les réglages, le MarkIII est une usine à gaz très délicate à régler. J'ai donc opté pour le .50 Caliber, qui est déjà trop puissant pour jouer à la maison.

Pour la puissance et l'encombrement, il est rigoureusement nécessaire d'avoir en tête les points de repère suivants:

Le plus important : un ampli lampes ne commence à respirer qu'au tiers de sa puissance environ. Pour s'en convaincre, relire le passage sur la participation de l'ampli de puissance dans le son d'un ampli lampes. En dessous, on se trouve à peu près dans la situation du conducteur de Ferrari limité à 50 en ville: il roule au mieux en seconde...

Pour fixer les choses, avec un ampli lampes de 20 ou 30W en appartement, le volume ne passera pas 1,5 ou 2 sur 10: le son est sans intérêt, autant rester aux transistors, beaucoup plus faciles à vivre.

Revenons au son. Se faire plaisir (car c'est un vrai plaisir) en jouant avec des lampes suppose beaucoup de contraintes, et le guitariste lui-même est dans la pratique le seul qui saura véritablement sur quoi il joue et qui sentira une différence (à cause des interférences indescriptibles entre l'instrumentiste et son matériel). Côté son, le pourcentage des auditeurs qui saura sentir une différence depuis la salle est totalement epsilonesque. Dans les gens qui feront une différence, il faut de plus décompter ceux qui ne l'auraient pas faite s'ils n'avaient pas aperçu l'ampli sur la scène.

Pour finir, un truc personnel pour l'achat du matériel: le matos professionnel se trouve d'occasion, après quelques années, à peu près au même prix que le matériel grand public neuf. Il est souvent plus efficace, mieux pensé, et d'autres sont passés par là pour essuyer les plâtres alors que les nouveautés plus sexy peuvent révéler bien des défauts à l'usage...

Allumage et extinction

Et oui, dès l'allumage, il y a une différence avec les transistors: en plus du switch "on/off" que l'on trouve sur tout appareil, les amplis à lampes disposent d'un switch supplémentaire: le stand-by.

Pour faire court: le premier switch "on/off" ne fait qu'une seule chose, enclencher le chauffage des lampes (circuit des filaments). Le deuxième switch (stand-by) contrôle la THT (Très Haute Tension) ainsi que les tensions de polarisation des grilles (les fameux bias). La tradition veut que l'on fasse d'abord chauffer les lampes avant de les mettre sous tension: on laisse donc l'ampli chauffer 30s environ avant de basculer le stand-by.

Mais c'est surtout dans l'autre sens que le stand-by prend son sens: on peut "éteindre" l'ampli sans faire subir un refroidissement inutile aux lampes, et remettre le tout sous tension après la pause sans repasser par la phase de chauffe. Pour l'arrêt complet de l'ampli, on a tendance à suivre la même procédure: mise en stand-by puis coupure complète. En Classe A, cela se comprend facilement: les lampes sont conductrices même au repos, et sont particulièrement chaudes. L'arrêt en deux étapes permet donc un refroidissement plus progressif. En Classe B, où les lampes sont non conductrices au repos, cela a beaucoup moins d'impact.

Le point réellement important est en fait de ne pas déplacer l'ampli tant qu'il n'est pas raisonnablement refroidi. Ca, ça a une incidence réelle sur le vieillissement des lampes: on ne déplace pas un ampli chaud.

Gérer la puissance...

Le problème le plus courant avec les amplis à lampes, c'est le trop-plein de puissance ! Et oui, lorsqu'on passe de son premier ampli 15W transistors, équipé d'une gamelle 10' made-in-pasher, sensibilité 95 dB, à un 30W lampes avec un HP sérieux à 98dB, on se retrouve avec 4 fois plus de son dans la pièce... Très bien sur scène ou en répèt', mais à la maison, c'est ingérable.

Baisser le master? On se retrouve à chercher le point magique vers 1/10 où on entend quelque chose, mais l'ampli ne peut pas sonner. Il y a deux parades (en dehors du fait de laisser l'ampli en salle de répèt'): la volume-box et la load-box.

La volume-box est une astuce, mais n'est qu'une astuce. Il s'agit bêtement d'ajouter un potentiomètre de volume dans la boucle d'effets, qui va atténuer suffisamment le signal pour que le master puisse être monté vers les zones où on peut tourner le bouton. Cela ne résoud rien en pratique, puisque l'ampli de puissance n'est toujours pas sollicité, mais au moins, on peut jouer. Ce bricolage n'existe pas dans le commerce, mais il est facile à monter soi-même et ne coûte presque rien.

La load-box est de loin préférable. C'est la solution professionnelle, qui consiste à placer entre l'ampli et le HP une charge passive qui va absorber une partie de la puissance. On peut alors doser ce qui va réellement dans le HP. L'ampli peut être poussé autant qu'on veut, et on retrouve bien le vrai son des lampes. Plusieurs marques ont proposé ou proposent des load-boxes: la Scholz Power-Soak, modèle historique qui a lancé le concept, la Marshall Power-Brake, et surtout la THD Hot-Plate (les autres ne se trouvent plus que d'occasion). C'est cher, tout ça, mais c'est bien.

Brancher des effets

Ca parait anodin, mais là où les effets se chainent sans trop de dégâts avec un ampli à transistors (qui participe finalement peu au son), les effets peuvent devenir un problème avec les lampes. Concrètement, on travaille le son avec l'ampli seul, et on est très content du résultat. On ajoute des effets, et là, ça peut devenir carrément pourri! Les effets numériques en particulier peuvent faire mauvais ménage avec les lampes, sauf à y mettre un budget suffisant.

Le souci ne vient pas des effets en eux mêmes, qui fonctionnent de la même façon dans les deux cas. Mais:

En résumé, beaucoup plus qu'avec un ampli transistors, il faut éviter les pédales, pas conçues pour un son sérieux, et privilégier les effets en rack, soigner encore plus le câblage (éviter les longueurs inutiles), et veiller à disposer de true-bypass sur les effets chaque fois que c'est possible.

Changer les lampes et régler le bias

Sujet à la fois très simple et très compliqué...

C'est très simple, dans la mesure où si l'on remplace les lampes de son ampli par des lampes de même type (par exemple des 12AX7 par des 12AX7), sans changer de marque (Sovtek, Boogie, Groove, etc...) et sans changer de "grade" (là, on entre dans les caractéristiques individuelles de la lampe et ça devient plus compliqué), changer une lampe d'ampli est aussi simple que changer une ampoule d'éclairage électrique.

On doit cependant distinguer le cas des lampes de préampli et le cas des lampes de puissance.

Pour les lampes de préamplis, aucun état d'âme: il suffit de remplacer les lampes par des lampes de même type (12AX7 en général, 12AT7 parfois). Les différentes marques ont des caractéristiques légèrement différentes (plus ou moins de gain), mais cela importe peu. Pourquoi ? Parce que les lampes de préampli opèrent en Classe A et ne sont jamais couplées par paires. Choisir la marque est purement une question de goût et de budget.

Pour les lampes de puissance, le sujet est un peu plus complexe, mais pas forcément. Il y a deux paramètres à prendre en compte: l'ampli est-il ou non à bias réglable, d'une part, est-il en Classe A ou en Classe B d'autre part.

Si l'ampli est en classe A (les lampes sont alors souvent des EL84), 1) l'appariement des lampes n'est pas rigoureusement nécessaire, 2) le réglage de bias n'est pas critique. Pourquoi ? Parce qu'en Classe A, le signal traité par chaque lampe est en un seul morceau, et la somme de ces signaux sera correcte dans tous les cas de figure. Ce qui peut se passer, c'est que deux lampes trop différentes dans un push-pull Classe A ne s'équilibreront pas en termes de débit (intensité), mais cela n'a pas d'incidence majeure sur le son. L'appariement des lampes est donc souhaitable (ne serait-ce que pour diminuer le bruit), mais pas obligatoire, de même que le réglage de bias n'est plus un sujet critique.

Si l'ampli est en classe AB ou même B, le push-pull doit en revanche être équilibré, et le réglage du bias conditionne l'allure des demi-signaux traités par chaque moitié du push-pull. Il y a alors deux cas de figure:

Deux mots du fameux "grade" des lampes. Certains fournisseurs de lampes (Groove pour ne pas les citer) classent leurs lampes en fonction de leurs caractéristiques (gain, puissance, etc...). Avantage: on peut remplacer les lampes par des lampes de même grade sans avoir à re-régler le bias (cela revient à la situation des amplis à bias fixes avec des lampes triées en usine). Inconvénient: c'est plus cher, et il faut de toute façon régler le bias lors du premier montage.

Ce sont là des règles générales: il va de soit que les grands pros, qui, encore une fois, disposent de moyens et ont une oreille plus exigeante que le commun des mortels, font le plus souvent modifier leurs amplis et y montent les lampes de leur choix. Mais pour un amateur qui, accessoirement, peut être amené à revendre son ampli un jour et devra donc souvent le présenter en état standard, ces manips ont peu d'intérêt.

J'allais oublier le sujet idiot "au bout de combien de temps...". La réponse est "un certain temps". Cela dépend des lampes, de l'ampli, de l'usage qui en est fait, et ainsi de suite. J'ai changé les lampes d'origine de mon Boogie au bout de 18 ans, dont 14 en usage intensif, et le changement n'a pas révolutionné son comportement... À côté de ça, certains pros changent leurs lampes tous les trois ou quatre concerts. Disons simplement que des lampes trop vieilles mettent l'ampli en danger, et que le son se dégrade au cours du temps. Avec ça, chacun trouvera son compte !

Les erreurs à ne pas commettre

Pour conclure, on peut assez facilement lister les choses à ne pas faire dès que l'on veut jouer avec des lampes. C'est une autre manière de dire que si leur son est généralement apprécié, ils ont aussi leur lot d'inconvénients...