Super Audio CD

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Super Audio CD
Image illustrative de l'article Super Audio CD
Type de média Disque optique
Capacité jusqu'à 7,5 Go
Mécanisme de lecture Diode laser de longueur d’onde λ 650 nm
Développé par Sony, Philips
Dimensions physiques 12 cm de diamètre
Utilisé pour Stockage audio
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Le Super Audio CD est un support sonore numérique de type disque optique en lecture seule, considéré comme faisant partie de l'audio haut de gamme. Sa résolution sonore est 64 fois supérieure à celle de son prédécesseur encore commercialisé, le Compact Disc. Il est disponible en format stéréo et/ou multicanal (jusqu'à 6 canaux 5.1).

Bien que ce format reprenne la galette CD, il a une capacité de stockage égale à celle du DVD, ainsi qu'une possibilité de combiner à sa technologie haute définition celle du CD classique.

Le Super Audio CD est notamment reconnu dans le monde audiophile pour son échec commercial, bien que beaucoup l'estiment être une réussite technique. Nombre de forums le présentent comme un exemple de l'abandon de la haute définition par le consommateur commun, et voient se déchaîner les passions vis-à-vis de sa concurrence avec le format PCM auquel il aspire à succéder.

Sommaire

Histoire [modifier]

Le Super Audio CD fut pensé par Sony Corporation en association avec Philips, de la même façon que le fut le Compact Disc : experts en optique, les ingénieurs de Philips conçurent le support et la diode laser nécessaire à sa lecture en reprenant le standard DVD, tandis que le codage des données ainsi que l'électronique nécessaire à leur décodage furent à la charge des ingénieurs de Sony.

Sony fut accordé détenteur de l'ensemble de la marque, et Philips propriétaire des brevets concernant le format et la marque[1]. Sony cessa par ailleurs d'utiliser le sigle « SACD » au profit de « SA-CD » et « Super Audio CD » pour éviter la confusion avec la Société des auteurs et compositeurs dramatiques[2].

C'est en 1994 que le projet vit le jour, avec pour objectif principal de surpasser le format Red Book (LPCM, Linear Pulse Code Modulation, également appelé PCM, Pulse Code Modulation) du Compact Disc en termes de définition sonore, aussi bien qu'actualiser le Compact Disc en termes de possibilités d'écoute (ajout de la spatialisation multicanale du son et possibilité sur certains disques de choisir entre celle-ci et l'écoute stéréophonique standard).

Cette spatialisation multicanale était en soi un second enjeu, l'époque y étant propice comme les systèmes hi-fi 5.1 étaient en plein essor commercial. En effet, le « son surround » séduisait grandement le public depuis sa globalisation dans les salles de cinéma deux ans auparavant, et devenait accessible au grand public tant budgétairement que par la disponibilité. Entre autres, le son Dolby Digital, bien qu'étant un format de compression à pertes, connut un succès probant dès ses premières mises à l'essai sur les films Batman Returns (été 1992) et Jurassic Park (été-automne 1993). Avec ceci survint l'apparition du DVD, qui fut un écrasant succès commercial en matière de solution sonore multicanale domestique (« le son surround chez vous » en fut un des premiers slogans). Ces bouleversements incitèrent davantage à penser à un équivalent musical pour succéder au Compact Disc.

Toutefois, transcender le PCM exigeait de penser un moyen différent de numériser le son, et donc un nouveau code. En circonvenant de multiples étapes du traitement numérique que l'on trouvait dans les lecteurs de Compact Disc telles la conversion D/A ou numérique/analogique, l'interpolation et la modulation Sigma-Delta, le DSD fut inventé. Ce dernier consiste en un flux quantifié sur un bit unique, faisant l'objet d'un simple transit par filtre passe-bas, ce qui simplifie dans son entier le processus de conversion pour une altération du signal quasiment inexistante.

Afin d'aiser l'intégration commerciale du format, il fut décidé qu'en surcroît de cette technologie, le Super Audio CD serait hybridé avec le CD en adaptant adaptant de la caractéristique multicouches du DVD sous la forme de "deux formats en un" : Super Audio CD et CD sur la même galette. Ainsi, un Super Audio CD hybride est lisible à la fois dans sa pleine qualité sur une platine dédiée, mais aussi en tant que Compact Disc standard sur n'importe quelle platine CD du marché.

Ces spécifications conduisirent la création du cahier des charges Scarlet Book, ajouté à la norme des Rainbow Books.

Le 6 avril 1999, le lancement du format fut annoncé à la presse[3]. C'est après les premières remasterisations qu'en septembre 1999 le Super Audio CD fut lancé à hauteur de plusieurs centaines de titres fabriqués par les deux premières usines dédiées, implantées en Autriche et au Japon. Bien qu'il fût prévu que le Super Audio CD comporterait un aspect multicanal, ses premiers disques sortis entre 1999 et 2001 ne furent que stéréophoniques, l'option multicanale s'y étant intégrée courant 2001.

Royal Philips Electronics et Crest Digital se mirent en partenariat en mai 2002 afin de monter la première ligne de production de disques hybrides SA-CD aux États-Unis, dotée d'une capacité de production annuelle de 3 millions de disques, rapidement suivie par la construction d'une autre usine par Sony/RCA. Mais ces deux sites ne parvinrent à concurrencer leurs rivaux autrichien et japonais, et durent fermer sous le coup de l'échec commercial du format[4].

Description [modifier]

Le disque [modifier]

Particularités physiques [modifier]

Tout comme le CD et le DVD, le Super Audio CD comporte des données matérialisées sous forme d'encoches numériques gravées dans une galette plastique de polycarbonate. La face gravée est ensuite couverte d'une fine pellicule d'aluminium pulvérisée par spray, puis laquée. Les encoches, lues par un dispositif optique laser, forment une spirale partant du centre du disque et allant s'élargissant vers son bord, occasionnant un ralentissement de la rotation du disque au fil de la lecture.

La densité de gravure des données du Super Audio CD est identique à celle du DVD - si le format de données est différent, le disque est de conception identique : la galette présente une épaisseur de 1,5 mm (1,2 mm pour le CD, qui n'a qu'une seule couche de données) et 120 mm de diamètre (toutefois il n'existe pas de Super Audio CD de 80 mm de diamètre, contrairement au mini-CD). Sa capacité de stockage est également identique à celle du DVD (4,7 gigaoctets), et il nécessite le même rayon laser pour sa lecture (longueur d'onde 650 nm, voire 635 nm pour certains modèles de lentilles laser, et ouverture numérique 0,6, diamètre du spot laser 650 nm), soit un rayon à la fois plus fin et légèrement plus orangé que le rayon laser classique utilisé pour la lecture des Compact Discs, situé à la limite entre le rouge et l'infrarouge (longueur d'onde 780 nm, ouverture numérique 0,45, diamètre du spot laser 1,02 µm).

D'autres caractéristiques diffèrent totalement de celles du CD, comme la largeur des encoches numériques gravées, qui est de 400 nm (500 nm pour le CD), leur longueur minimale de 400 nm (833 nm pour le CD), aussi bien que l'écart de piste de 0,74 µm (1,6 µm pour le CD). Entre autres, le débit de lecture de données en lecture normale (1x) est de 16.9344 megabits par seconde pour un Super Audio CD, contre 1.4112 megabits par seconde pour un CD.

Schéma comparatif du LASER d'un Compact Disc et d'un Super Audio CD.

Le débit du SA-CD est un donc un dénominateur entier du débit CD, ce qui facilite les conversions d'échantillonnage vers le bas pour les DSD-CDs ou pour la couche CD d'un disque hybride : en effet, le nombre de bits par seconde sur un canal du Super Audio CD (2 822 400) est le double du nombre total de bits par seconde des deux canaux réunis d'un CD (44 100 [échantillons] x 16 [bits par échantillon] x 2 [canaux] = 1 411 200 bits).

Comme visible ci-contre, la première couche d'un Super Audio CD rencontrée par un rayon laser est la couche haute densité, transparente pour les faisceaux laser de lecteurs CD (de longueur d’onde 780 nm). En effet, celle-ci se situe à seulement 600 µm de la lentille, et le rayon laser de longueur d’onde 780 nm, réglé pour être focalisé sur une distance de 1,2 millimètre (soit le double), la traverse et ne peut la lire.

Contrairement au DVD et au Blu-ray Disc, le Super Audio CD n'est pas soumis aux restrictions juridiques par codage de zone (régions géographiques). Un Super Audio CD est donc lisible par tout lecteur Super Audio CD, quelle que soit l'origine du premier comme du second.

Fabrication [modifier]

Seules deux usines sont actuellement agréées à la fabrication des galettes Super Audio CDs : la première se trouve à Shizuoka (Japon), et la seconde à Salzburg (Autriche). Deux usines supplémentaires existaient aux États-Unis, principalement dédiées à la création de disques Super Audio CD dont les masters provenaient du même pays et destinés au marché américain. Il s'agissait de la Sony/RCA à Terre Haute (État de l'Indiana) et de Crest National (Californie). Toutes deux ont fermé pour centraliser la fabrication des disques sur les deux sites précédemment mentionnés, dont l'espacement géographique permet de desservir les deux hémisphères du globe. Malgré la fermeture du site californien, Crest National assure toujours la fabrication de SA-CDs, à petite échelle et sur commande.

La fabrication industrielle d’un SA-CD se fait suivant différentes étapes semblables à celles de la création d'un CD ou d'un DVD. Un SA-CD assure une longévité de l’ordre du siècle, voire plus longtemps, dans le cadre d'un soin et d'une utilisation respectueux. En comparaison, un CD-R a une durée de vie de l’ordre de la décennie, du fait de sa sensibilité aux rayons lumineux.

La première étage, le prématriçage, correspond à la transcription des informations sur une bande multipistes, en passant par une phase de correction d’erreurs, et d'exploitation des fichiers depuis les formats DFF ou DSF dont ils proviennent suite à leur formatage par les studios d'enregistrement. On y ajoute ensuite des métadonnées et, facultativement si le programme est stéréophonique mais obligatoirement s'il est multicanal, les fichiers DFF ou DSF sont transformés en fichiers DST pour appliquer une compression sans pertes. Le but essentiel du prématriçage est le calcul du Code Détecteur et du Code Correcteur. Ces codes sont contenus sur 288 octets accolés à 2 Ko d’informations plus des informations de synchronisation et d’en-tête. Ce procédé permet de prévenir les erreurs de transmission. Une fois cette étape passée, il n’y a plus aucune modification des données à inscrire.

La création du disque matrice, appelé aussi matrice de verre, est ensuite effectuée. Elle consiste à l'impression des données sur un disque de verre. Le point de départ du disque matrice est une vitre fortement polie, dont les caractéristiques de surface ressemblent de près à un miroir astronomique. Cette plaque de verre est couverte d’un substrat DVD de 0,6 mm d'épaisseur sensible à la lumière, appelé résine photosensible. La couverture de la plaque par un procédé de rotation (dépôt par centrifugation) assure une couche absolument plane et uniforme de 120 nm d’épaisseur. C’est l’épaisseur de cette couche qui détermine la profondeur moyenne des creux, celle-ci étant sujette à variation (voir PSP ci-après). L’inscription des données est effectuée selon le même principe qu'un graveur d'ordinateur : grâce à un appareil émettant un rayon laser qui est activé et désactivé suivant le flux des bits, la couche photosensible de la plaque de verre est marquée. L'horloge du contrôleur de ce laser est généralement cadencée par un oscillateur piézoélectrique à quartz comme pour la création du CD ou du DVD, mais elle peut également fonctionner au rubidium pour une précision bien plus grande. Le disque de verre est ensuite placé dans un bain de développement où il est traité avec la solution SnCl2. Les emplacements altérés par le rayon sont lavés faisant ainsi apparaître les premiers creux. Après séchage du disque matrice suit l'argenture : c'est la vaporisation sous vide d’une fine couche d'argent de 100 nm. À cet effet utilise une solution de nitrate d'argent, de soude, d'ammoniaque et de sucre (ou de formaldéhyde) soumise à la réaction de Tollens. Passé ce stade, le disque matrice est lisible par un lecteur spécial qui permet de contrôler la qualité de l’enregistrement.

La galvanisation intervient ensuite : c'est une opération qui crée la matrice de production à partir de la matrice de verre. La matrice de verre est plongée dans un bain de galvanisation comportant une anode de nickel. La couche argentée de la matrice de verre est transformée en cathode. Le courant ainsi créé entraîne un déplacement des ions de nickel sur l’anode, couvrant peu à peu la plaque de verre d’une couche de nickel. La séparation de la couche de nickel de son support de verre amène la destruction de ce dernier. Si à ce stade de l’opération les normes de qualité ne sont pas respectées, tout le processus précédent est à refaire. La couche de nickel, copie tirée directement de la matrice de verre, est nommée original ou "copie père" : c’est une reproduction en négatif de l’original. Pour éviter une perte de cet original, on en fait une copie appelée "copie mère", qui sert ensuite à tirer les sous-matrices. Les sous-matrices sont, comme l’original, des négatifs et servent à imprimer les données sur les disques en plastique pendant leur fabrication. Elles sont perforées au centre et polies à l’endos. La qualité du dos de la matrice a une grande influence sur le bruit qui sera perçu par les photorécepteurs des lecteurs de SA-CD. La rugosité moyenne maximale est de 600 nm. Comme l’air, la propreté de l’eau est importante pour la qualité finale du produit.

La fabrication en série des SA-CDs peut se faire par moulage, ou par injection pressurisée. Le premier principe consiste en l’injection du plastique liquide dans la matrice ; le second a pour principe l’impression des cuvettes dans le disque encore chaud par pressage. Le polycarbonate a été retenu dans la conception des SA-CDs pour avoir déjà fait ses preuves avec le CD et le DVD : pureté optique, transparence et indice de réfraction constant. Il existe même un polycarbonate SHM (voir plus bas) à la pureté accrue. Les disques ainsi obtenus voient leur face marquée par les données, puis métallisée par une couche d’aluminium de 40 à 50 nm. Pour ce faire, l’aluminium est atomisé dans un espace sous vide, et se dépose lentement sur le disque. L’atomisation est obtenue par réchauffement, ou à froid, par un procédé de pulvérisation cathodique. La couche d’aluminium ainsi déposée est enfin protégée par l’application d’un vernis protecteur, à l’aide du procédé de dépôt par centrifugation. Le vernis devient ainsi une couche uniforme de 10 µm d’épaisseur.

Pour ce qui est des disques hybrides, la structure des deux couches obéit à la même spécification que pour les deux couches d'un DVD type DVD 9, tandis que leur procédé de jonction obéit à la spécification du DVD 5 (l'espacement de 50 µm entre les couches du DVD 9 étant trop étroit). La couche haute densité qui contient les données DSD, décrite plus haut comme la première rencontrée par un rayon laser, est ainsi trop proche pour que le rayon laser 780 nm de lecture CD puisse la lire, et sa composition à base de silicone en fait un filtre chromatique qui empêche cette longueur d'onde d'être réfléchie de toute façon. Ainsi, tout en étant transparente au laser CD, la couche HD peut être lue par longueur d'onde 650 nm du laser SA-CD.

Avant conditionnement, une étiquette est imprimée sur le vernis par le principe de la sérigraphie.

Sécurité anti-copie : le PSP [modifier]

Parmi les mesures de sécurité du Super Audio CD, on trouve notamment le PSP ou Pit Signal Processing (pit signifiant "fosse" ou "fossé" en français, dans le contexte d'un disque numérique il se traduit par "encoche"), une empreinte physique qui consiste en une modulation de profondeur des encoches du disque (les données, elles, sont stockées dans la longueur des encoches comme sur un Compact Disc). Le capteur optique doit être doté un circuit spécial afin de la détecter et l'interpréter, puis est comparée avec les informations sur le disque afin de s'assurer de sa validité (il s'agit donc d'un chiffrement à double clé). Bien que la majorité des lecteurs DVD, DVD Audio et DVD-Rom puissent théoriquement lire les données d'un Super Audio CD (même galette, même densité de gravure et laser de lecture), ils ne peuvent les interpréter puisqu'ils ne sont pas équipés du circuit de reconnaissance du PSP, et ne les reconnaissent donc pas.

Le lecteur [modifier]

Il existe une grande variété de lecteurs de Super Audio CD (voir section Aspects commerciaux pour les statistiques). Un grand nombre d'entre eux sont capables de décodage multicanal, mais seul un petit nombre de ceux-ci sont conçus comme "lecteurs universels", c'est-à-dire capables de lire également des DVD, DVD-Audio, voire disques Bluray et autres fromats numériques (DivX, MP3, WAV…). Les enjeux commerciaux fixent généralement la décision des constructeurs de rendre un lecteur de Super Audio CD universel ou non, tandis que des enjeux audiophiles sont le moteur de constructeurs tels que Denon ou Marantz par exemple, réputés pour leurs platines stéréo uniquement, mais d'un standing tant qualitatif que luxueux, équipées de transformateurs toroïdaux, de moteurs de lecture ultra-précis, de circuits haut-de-gamme aux composants supérieurs et de connecteurs RCA (parfois même XLR) plaqués or.

Le cahier des charges du Super Audio CD spécifie qu'en tous les cas, un lecteur de SA-CD doit être équipé une lentille faite de verre optique et doit être rétrocompatible avec le format Redbook PCM du Compact Disc.

Hormis la nécessité d'un circuit de décodage dédié au SA-CD, dénué de décimateur, ainsi qu'une vitesse de lecture démarrant à 600 RPM (au lieu de 500 RPM pour le CD), le principe du lecteur est relativement identique à celui d'un lecteur de CD classique. Le décodage du code DSD est détaillé dans la section ci-après.

Le format DSD [modifier]

Article détaillé : Direct Stream Digital.
Logo du format DSD.

Le Super Audio CD utilise une technologie de numérisation DSD (Direct Stream Digital)[5] à très haute fréquence d’échantillonnage de 64 fs ("fs" signifiant Frequency Sampling, soit la fréquence de base utilisée à but comparatif. Ici, 1 fs = échantillonnage CD = 44100 Hz). Cet échantillonnage est fixé à 2 822 400 bits par seconde, et quantifié sur 1 bit unique, ce qui autorise une bande passante allant jusqu’à 80 kHz voire 100 kHz et une dynamique de 120 dB ; elle est donc bien supérieure à celle recommandée par le théorème d’échantillonnage de Nyquist-Shannon. Actuellement, les studios d'enregistrement s'équipent de plus en plus de convertisseurs et stations de MAO capables du "double DSD", cadencé à 5 644 800 bits par seconde (communément simplifié en 5.6 MHz ou 128 fs), et l'exploit a été réussi en mai 2013 d'accomplir un enregistrement symphonique à 11 289 600 bits par seconde (communément simplifié en 11.2 MHz ou 256 fs)[6]. Comme pour les enregistrements PCM en haute définition devant tenir sur un CD en 44.1KHz/16bits, un ré-échantillonnage vers le bas est nécessaire à partir de telles cadences pour retrouver le format 2.8224 MHz qui sera gravé sur le SA-CD final.

Le flux DSD, associé à un filtre décimateur, assure une meilleure cohérence de la phase du signal que le procédé PCM (Pulse Coded Modulation) utilisé pour les formats audionumériques plus courants (Compact Disc, DAT, fichiers de type Wav ou Aiff, etc.). Les conversions analogique-numérique et numérique-analogique sont également simplifiées, assurant une meilleure qualité de conversion du signal pour un coût de production moindre. Il permet par ailleurs une spatialisation multicanale en plus de la stéréophonie utilisée jusqu’ici. Pour accroître la capacité d’enregistrement du Super Audio CD, le flux audio-numérique subit une compression sans perte appelé DST (Direct Stream Transfer) autorisant jusqu’à 4 heures d'enregistrement stéréophonique (contre seulement un peu plus de 2 heures sans la compression), ou 80 minutes par programme haute définition si stéréo et multicanal sont combinés sur le même disque[7].

Comparaison entre l'encodage LPCM et DSD.

Le Super Audio CD, malgré son codage sur 1 bit, a une résolution supérieure (après filtrage) à celle du DVD-Audio (24 bits). Les techniques mises en jeu à cet effet emploient le Noise Shaping, ou mise en forme du bruit de quantification, par lesquelles ce bruit est repoussé dans les gammes de fréquences situées en dehors de la zone utile. Ces fréquences sont inaudibles à l'oreille humaine, mais souvent atténuées par les lecteurs au moyen d'un filtre coupe-haut du fait qu'elles risquent en contre-partie d'endommager (parfois fatalement) les tweeters qui ne sont pas super-tweeters, c'est-à-dire non conçus pour reproduire les ultrasons.

La modulation 1 bit (tout ou rien) n’est pas nouvelle en soi : elle s’apparente à la modulation de largeur d'impulsion (Pulse Width Modulation utilisée dans les onduleurs, les amplificateurs de classe D, les dispositifs à valve de lumière : micro-miroirs DMD, etc.) pour laquelle le rapport cyclique varie en fonction de l’amplitude du signal à transcrire (voir schéma comparatif à droite). Le flux numérique 1 bit (DSD) doit cependant suivre un rythme d’horloge imposé (qui correspond à la fréquence sur-échantillonnée) on parle alors de PDM (Pulse Density Modulation) ou modulation de densité d’impulsions. Toutes les platines CD-A et DVD-A bénéficient d’un modulateur « un bit » permettant de retrouver, à partir d’un flux PCM (16, 20 ou 24 bits), un flux de type DSD (1 bit) qui est très simple à convertir en analogique (filtrage passe-bas d’ordre peu élevé). Il n'est donc pas nécessaire de recourir à un convertisseur Sigma Delta lors de la lecture du flux DSD du Super Audio CD.

Le CD avec sa fréquence d’échantillonnage de 44,1 kilohertz, très proche de la limite haute de la plage de fréquences Hi-Fi (20 kilohertz), oblige à disposer d'un filtre à fréquence de coupure brutale dans les hautes fréquences (20 db/octave). Un tel filtrage, nommé "filtre anti-repliement", détruit une grande partie de la richesse et la finesse de certains enregistrements (pas seulement dans les aigus). Ce problème fut très tôt identifié et les premières générations de lecteurs CD furent équipés de circuits d'interpolation afin de suréchantilloner le signal numérique, et ainsi limiter autant que possible la destruction des harmoniques et hautes fréquences.

Pour pallier cette lacune, le DSD fut fixé à un haut taux d'échantillonnage et son principe de modulation permet avec un simple filtre du premier ordre (6 db/octave) de ne pas « écraser » les harmoniques[7]. Compte tenu de sa fréquence d'échantillonnage et son mode de fonctionnement, le CD est par exemple incapable de reproduire correctement un signal rectangulaire (riche en harmoniques) de 10 kilohertz, le résultat étant plus proche d'une sinusoïde (les harmoniques de rang supérieur à 2 sont éliminés)[7], malgré le suréchantillonnage. Le traitement du signal opéré avec le SA-CD permet de conserver les harmoniques et d'obtenir un signal respectant la source et donc une grande finesse de détails[7].

L'échantillonnage retenu à l'origine pour le CD reposait sur des critères technologiques, la qualité de reproduction des harmoniques n'ayant pas été jugée primordiale devant les impératifs de l'époque. La fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz était héritée d'une méthode de conversion numérique d'un signal audio en signal vidéo pour un enregistrement sur cassette vidéo.

Article détaillé : Disque compact – Format audio – L'échantillonnage.
CD SACD
Format 16 bit PCM 1 bit DSD
Fréquence d'échantillonnage 44 100 Hz 2 822 400 Hz[8]
Plage dynamique 96 dB 120 dB sur toute la plage de fréquences[8]
Gamme de fréquence[9] 20 Hz–20 kHz 20 Hz–50 kHz en général[8], jusqu'à 100 kHz avec certains lecteurs[10]
Capacité du disque 700 MB 7,95 GB
Stéreo Oui Oui
Son multicanal Non Oui

Types et formats [modifier]

Types de Super Audio CD [modifier]

Détails des couches

Il existe trois formats de Super Audio CD possibles[11] :

  • le disque hybride : le plus largement distribué des types de SA-CDs, il est doté de deux couches : la première (la plus profonde) peut-être lue sur une platine CD standard ; elle contient un signal audionumérique stéréo codé en LPCM ((en)Linear Pulse Coded Modulation ou modulation d’impulsions codées linéairement). La seconde couche de haute densité (type DVD) peut accueillir un flux audio-numérique multicanal de type DSD et des données auxiliaires (textes, images, etc.) ; Le programme multicanal sur la couche haute densité n’étant pas systématique, un SA-CD hybride peut ne comporter qu'un programme stéréophonique sur les deux couches.
  • le disque simple couche HD (haute densité) : il comprend un mixage stéréo et/ou un mixage multicanal (4, 5 ou 6 canaux) uniquement lisible sur un lecteur compatible Super Audio CD ;
  • enfin, le disque double couche HD (haute densité), lisible uniquement sur platine compatible Super Audio CD : les possibilités sont multiples ; il peut permettre un mixage sans compression DST d'une œuvre très longue sur un seul disque en multicanal ou en stéréo, occupant les deux couches ; soit un mixage sans compression DST en stéréo sur la première couche, et en multicanal sans compression DST sur la seconde. Ce type de Super Audio CD est relativement rare.

Le SHM SA-CD [modifier]

En juin 2010, Universal Japan adapte le format SHM CD (Super High Material Compact Disc, concurrent du DSD CD, du HDCD et du Blu-spec CD), créé conjointement avec JVC, en SHM SA-CD, entièrement compatible avec toute platine de lecture Super Audio CD. Le SHM SA-CD bénéficie de matrices mères (« patron » ou « négatif » en verre sur lequel sont moulés les disques) gravées selon une fréquence d'horloge cadencée au rubidium, d'une précision supérieure à celle des oscillateurs piézoélectriques classiques à quartz et égalant presque celle du cesium pour un moindre coût.

Selon ses concepteurs, le principal atout du Super High Material SA-CD est son gain en volume proche de 30 % sur l'ensemble du spectre sonore, en raison de la transparence accrue d'une nouvelle formule de polycarbonate, plastique constituant les familles des Compact Discs, DVDs et Super Audio CDs. Cette nouvelle formule, translucide à l'œil humain, est réputée beaucoup plus limpide pour le rayon laser de longueur d'onde 650 nm dont sont équipés les lecteurs de Super Audio CDs. Selon les concepteurs du polycarbonate SHM, sa transparence accure diminue la distorsion, et il offre une meilleure résistance aux dégradations telles que les rayures, incrustations de poussière, corrosions dues à la lumière et à la température.

Selon les ingénieurs du son[1] , les possibilités de restitution du SA-CD, ainsi que sa définition sonore, s'en retrouvent augmentées, et de nombreux mélomanes et audiophiles[12] apprécient grandement la philosophie de remasterisation par transfert plat qui accompagne la collection (l'enregistrement studio source est transféré sans égalisation, compression ou autre procédé d'altération du son).

Pourtant, cette nouvelle technologie de polycarbonate apporte également un problème irrémédiable, qui est l'insuffisance de connaissances techniques permettant son moulage sur deux couches. C'est la raison pour laquelle, dans l'état actuel des choses, un SHM SA-CD ne peut être hybride, le format n'existe qu'en simple couche haute définition.

En outre, si les prouesses sonores du SHM SA-CD sont généralement louées au même titre que la qualité de son catalogue, nombre de critiques en brocardent également le prix, situé aux alentours de cinquante euros l'unité, voire davantage sur les sites marchands hors Japon qui y amortissent le défraiement d'import et de dédouanement.

La totalité des SHM SA-CDs étant édités par Universal Japan à l'heure actuelle, ceux-ci sont fabriqués exclusivement dans l'usine de Shizuoka. Étant donné qu'ils sont tous en stéréo uniquement, ils n'ont aucunement fait l'objet d'une compression sans pertes DST, autorisant au disque une durée maximale légèrement supérieure à 2 heures, mais une telle durée est rarement exploitée (l'album Songs in the Key of Life de Stevie Wonder est un des quelques exemples effectifs avec une durée de 105 minutes ou 1h45, à l'origine séparé en deux parties sous la forme de deux disques vinyle puis deux Compact Discs, réunis en un seul SHM SA-CD).

Un compromis avec le Compact Disc : le DSD-CD [modifier]

Un DSD-CD est un Compact Disc conventionnel (donc lisible par n'importe quel lecteur de CD du marché) issu par conversion d'un master réalisé en DSD (DSD → PCM), lui permettant d'avoir une meilleure définition qu'avec un master habituel d'origine PCM (PCM → PCM). Il est fréquent que l'on traite ce résultat au moyen du processeur Sony SBM (Super Bit Mapping) pour un rendu rafraîchi. Il convient de noter que dans le cas d'un Super Audio CD hybride, la couche Compact Disc est en soi un DSD-CD, puisqu'elle est systématiquement réalisée à partir du master DSD utilisé pour la couche haute définition du même disque.

Il existe deux cas particulier de DSD-CD : après avoir sorti l'album Paranoid de Black Sabbath en format SHM SA-CD le 25 août 2010, Universal Japan décide d'en utiliser le master DSD pour sortir ce même album le 24 novembre au format SHM CD, destiné à conforter les auditeurs dépourvus de lecteur Super Audio CD, ne pouvant écouter le SHM SA-CD. Ce disque, étant un SHM CD réalisé à partir d'un master DSD, est donc un SHM-DSD-CD, combinant les deux technologies à la fois. La figure inverse s'est produite pour l'album Rising de Rainbow, dont le SHM SA-CD est sorti le 20 juillet 2011, tandis que le SHM-CD existait déjà. Après épuisement des stocks du SHM-CD, celui-ci a été réédité à partir des masters DSD pour une seconde sortie en SHM-DSD-CD au 18 janvier 2012.

Le DSD-CD peut en outre être perçu comme un intermédiaire tamisant la rivalité concurrentielle entre le DSD et le PCM.

Rivalité / concurrence avec le PCM [modifier]

L'objectif principal du Super Audio CD est de transcender le format PCM grâce à l'invention du DSD, modernisant le Compact Disc tout en faisant concurrence au PCM renforcé du format DVD-Audio qui est apparu peu de temps après.

Le DSD n'a pourtant pas été unanimement salué dans la communauté audiophile. L'argument principal de ses détracteurs en faveur du PCM est qu'un codage sur un bit unique échantillonné à hauteur de 2.8224 MHz aboutit à une plage dynamique de 120 dB, tandis que la quantification en 24 bits du PCM (théoriquement de 144 dB) du DVD-A aboutit à une plage dynamique de 126 dB, offrant 6 dB supplémentaires sur l'échelle des valeurs, et donc moins de distorsion ; et ce, en dépit du fait que le débit de données du DVD-A (13.824 megabits par seconde sur 6 canaux échantillonnés à 96 KHz et quantifiés sur 24 bits) soit inférieur à celui du Super Audio CD (16.9344 megabits par seconde sur 6 canaux).

De nombreux ingénieurs experts ont risposté à cet argument, correct au regard des chiffres, mais qui ne tient par compte de la nature en "vague" du DSD, son code fonctionnant selon le principe du rapport cyclique, comparable au "rideau" du son : le flux de données se comporte en ondelettes semblables au phénomène analogique de pression acoustique, voir image plus haut. Cela permet au DSD d'étendre sa plage dynamique de 120 dB sur l'ensemble de sa bande passante, soit de 0 Hz à 50 kHz (voire 80 kHz et même 100 kHz selon les platines de lecture), tandis que le PCM, même échantilloné à 96 KHz et au-delà, est d'une nature contraignant sa plage dynamique à rapidement chuter au-delà de 10 kHz, induisant une perte de cohérence dans les aigües, et plus particulièrement lorsqu'elles se chevauchent.

Comparaison en réponse des échantillonnages PCM 48, 92 et 192 KHz, et du DSD (tout à droite), à une impulsion analogique (tout à gauche) d'une milliseconde, mesurées par oscilloscope.

Des tests réalisés en laboratoire ont également prouvé que le haut taux d’échantillonnage du DSD confère au Super Audio CD une réponse extrêmement fidèle aux impulsions analogiques soumises, tandis que la réponse du PCM à ces mêmes impulsions s'avère hautement approximative, parfois même destructrice (voir image ci-contre)[13].

Mais dans un domaine tel que la musique, la subjectivité entre nécessairement en ligne de compte : de nombreux mélomanes et audiophiles arguent en faveur du DSD que les chiffres et autres charactéristiques techniques d'un format ne font pas nécessairement le son le plus apprécié à l'oreille, et témoignent de leurs propres expériences que le DSD, étant conçu beaucoup plus proche du comportement réel du son que le PCM, dégage une chaleur sonore nettement plus agréable, ainsi qu'une musicalité nettement plus prononcée (rondeur des basses fréquences, fluidité de chevauchement des fréquences, hautes fréquences plus fines et naturelles) qu'en PCM[14]. Il serait communément admis chez ces connaisseurs que le DSD a un son bien plus analogique tout en ayant les avantages de la haute définition. Comme énoncé plus haut, cet argument relève toutefois de l'appréciation subjective de l'auditeur.

La rivalité concurrentielle entre les le SA-CD et le DVD-A recèle entre autres une contradiction ironique : le matériel d'enregistrement direct en DSD n'étant encore installé dans tous les studios, et le traitement en post-production d'un signal numérique quantifié sur 1 bit unique étant impossible, il est encore fréquent que les ingénieurs du son passent donc d'abord par un modèle PCM échantillonné et quantifié au plus élevé possible, quelquefois 192 KHz / 24 bits, mais le plus souvent en DxD (352.8 KHz/24-32 bits à virgule flottante, le signal PCM le plus abouti existant aujourd'hui), afin d'approcher le plus possible la définition DSD pendant le traitement sonore avant conversion finale. Selon Claude Cellier, président de Merging Technologies (compagnie partenaire de Philips dans le travail sur les conversions PCM→DSD), l’échantillonnage et quantification du PCM DxD est d'ailleurs la valeur la plus basse qui préserve les avantages du DSD, et les firmes Philips et Sony, inventeurs du DSD, approuvent ce fait[13]. Le PCM est donc quelquefois utilisé comme outil de transition palliatif pour pouvoir indirectement traiter le DSD lorsque les processeurs de traitement DSD font défaut, ce qui réduit la rivalité entre les deux formats au non-sens.

Si théoriquement le codage du son DSD du Super Audio CD est légèrement meilleur encore que le PCM du Compact Disc et du DVD-Audio, il résulte pourtant de certains tests en aveugle de comparaison entre du DSD et du PCM quantifié à 24 bits et échantilloné à 176.4 KHz, que la différence n'a pas pu être notée[15]. Selon d'autres auteurs, les tests en aveugle montrent que les disques audio haute résolution seraient jugés de qualité supérieure car les ingénieurs auraient plus de liberté pour leur réalisation en ce sens ; il n'y aurait, selon eux, pas de relation entre l'augmentation de la résolution et de la bande passante et la qualité perçue[16]. Dans l'hypothèse où la différence de qualité serait due aux fréquences plus élevées reproduites par les formats DVD-A et SA-CD par rapport au CD, DAT et émission radio digitale (limités en dessous de 20 kilohertz), les auteurs pensent qu'il serait nécessaire d'approfondir les essais dans différentes conditions et avec de nombreux sujets pour examiner véritablement et sérieusement ces questions, notamment des sujets audiophiles, dont l'ouïe est exercée à différencier d'un son exempt de distorsions et micro-défauts d'un son "impur"[17].

La rivalité entre le PCM et le DSD, crue éteinte suite au quasi-arrêt de la commercialisation du DVD-A, se retrouve pourtant attisée de nouveau depuis l'émergence du bluray audio (BD-A), format audiophile qui commence également sa carrière de façon très incognito dans le répertoire classique, mais se veut être un marché de niche qui pourra évoluer en marché grand public contrairement au SA-CD[18]. Capable d'atteindre le format 192KHz/24bits même en multicanal et sans compression (le DVD-A devait employer en multicanal un algorithme de compression sans pertes nommé MLP ou Meridian Lossless Packing), le bluray audio est mis en essai commercial fin 2012 par Universal Music Group, promotion à l'appui, afin d'en connaître le potentiel. La France est choisie pour ce marché test, avec l'espoir que des ventes suffisantes rattraperont l'échec commercial du son haute définition dont le SA-CD et le DVD-A furent une première tentative, et favoriseront son avènement à travers ce nouveau format [19][20].

Aspects commerciaux [modifier]

Du fait du progrès de qualité par rapport au CD audio[21],[5] (moins d’intermodulation de phase, précision dans les aigus, richesse des harmoniques, confort d’écoute, etc.)[7] le Super Audio CD permet, moyennant un renouvellement d’équipement[21] limité dans une bonne chaine Hi-Fi stéréophonique (le seul élément à changer est la platine de lecture spécifique lisant également les CD audio[22] dans de nombreux formats[23]), de retrouver le son des anciens vinyles, avec une meilleure dynamique[24] et sans bruits de fond. Par la possibilité qu’il donne de « son spatial » (multicanal), le Super Audio CD permet aux éditeurs de phonogrammes de rééditer totalement leur catalogue auprès des amateurs. Des artistes comme Genesis, Elton John, Bob Dylan, Dire Straits, Pink Floyd ou les Rolling Stones ont en effet toujours travaillé, en studio, sur des bandes allant de 8 à 64 pistes, parfois 96 pistes pour les plus récents, et il est donc très facile de les rééditer en multicanal, transformant en marché d’équipement un marché qui n’était jusqu’alors que de renouvellement. La musique classique, surtout symphonique, peut également de cette façon toucher toute une nouvelle catégorie d’auditeurs. Enfin, ce qui n’est pas négligeable, le marché du disque n’a plus de risque de souffrir de la diffusion radiophonique des œuvres, tant que la radio reste limitée à la seule stéréophonie. Ce support est par ailleurs non copiable pour un rendu identique[5].


Pourtant, le Super Audio CD a peu percé. Il est souvent considéré par les audiophiles à la fois comme une réussite technique et un échec commercial. Peu de références, bien qu'insignes, ont été éditées sous ce format en raison de la faible demande. Son catalogue ne comportait d'ailleurs que 4651 titres au bilan de 2006 (tandis que plus de vingt-six-mille CD sont sortis la même année au seul Royaume-Uni)[25], et à l'heure actuelle quelque 8 600.

Bien que le consommateur commun soit peu intéressé par le Super Audio CD, quand il est informé de son existence, le format poursuit un développement timide mais stable dans le monde audiophile.

Cet échec a plusieurs raisons :

  • Comme il a été vu plus haut, le Super Audio CD est apparu en concurrence avec le format DVD-Audio de Panasonic (Matsushita), lequel n'a pas eu un grand succès non plus (ce dernier est aujourd'hui si peu édité qu'il est considéré comme format éteint par les audiophiles, bien que les constructeurs n'aient formulé aucune annonce officielle à ce sujet). Tandis que de grandes compagnies comme Warner n'ont soutenu que le DVD-A dans le domaine de la musique en haute définition, Sony et Philipps n'ont soutenu que le SA-CD. Une guerre de formats s'en est suivie, mais les deux ici concernés proposant à peu près les mêmes avantages à l'estime et aux oreilles du commun, les consommateurs aussi bien que les industriels ont hésité ;
  • Comme le DVD-A, il implique un renouvellement du matériel pour bénéficier du son multicanal, le rendant ainsi plus onéreux que pour la simple stéréophonie. De plus, pour bénéficier pleinement du son haute définition, une installation hi-fi pointue est nécessaire, quand il ne faut pas radicalement modifier la salle d'écoute afin de satisfaire aux critères d'une acoustique audiophile (contrôle de la réflexion des sons sur les parois, symétrie de la pièce vis-à-vis de l'équipement pour le respect des phases…) ;
  • Sa couverture promotionnelle et médiatique a été presque inexistante, si bien qu'en 2013 seuls 56 constructeurs de lecteurs de disques optiques proposent des lecteurs de Super Audio CD[10], et il arrive même souvent que l'acheteur d'un Super Audio CD hybride l'acquiert en croyant acheter un simple CD, et encore plus souvent sans savoir même ce qu'est un Super Audio CD ;
  • Il est à contre-courant d'une tendance récente ; loin d'exiger de la musique de plus haute qualité, de nombreux consommateurs (et notamment les jeunes consommateurs) ont, durant la décennie 2000, privilégié les lecteurs portables bien plus petits que les disques eux-mêmes, utilisant de la musique compressée (le plus souvent en MP3[26]) avec une perte notable de qualité, même comparée au CD (qui se vend conséquemment de moins en moins), jugée rédhibitoire par certains[21] mais vraisemblablement plébiscitée par la majorité. En 2006, plus de quatre millions de titres basse qualité encodés en MP3 ont été téléchargés dans le monde[25].

Si le Super Audio CD n'a pas réussi à s’imposer commercialement pour le son multicanal — par exemple sur le marché grand public, son intégration dans la console grand public PlayStation 3 a été abandonnée en 2007 car le coût de celle-ci était trop élevé et la grande majorité des lecteurs Blu-ray ne lisent pas les Super Audio CD — il reste cependant un choix de qualité pour les mélomanes et les audiophiles[14], en témoignent les éditions disponibles sur le marché[27],[28],[29].

Il a été établi en 2007 que seulement deux millions de Super Audio CD avaient été vendus l'année précédente, tandis que le CD qu'il était censé remplacer s'était vendu à 1.7 milliards de copies sur la même période[25]. De même, seuls 13 millions de lecteurs de Super Audio CD avaient été produits par seulement 56 marques depuis le lancement du format[30].

Titres édités sous le format SA-CD [modifier]

Musique classique [modifier]

La musique classique est le premier style représenté par le format Super Audio CD. Sa proportion dépasse les soixante pour-cent des titres existant à ce jour : en mai 2013, on en dénombrait quelque 5600 titres sur un total de presque 8800 existant.

Cette proportion est due à la présence très importante et historique d'audiophiles dans le monde de la musique classique enregistrée. C'est d'ailleurs à ce titre le PCM fut, dans les années 1970 avant l'invention du Compact Disc, une technologie d'avant-garde déjà employée pour certains enregistrements classiques.

Très peu d'œuvres classiques n'existent pas sous le format Super Audio CD. En outre, la plupart d'entre elles existent même sous différentes conductions et jouées par différents orchestres, et celles qui font exception à l'édition sous Super Audio CD sont considérées comme des raretés.

Exemples d'artistes populaires, de jazz et de rock utilisant le Super Audio CD [modifier]

Bien que le Super Audio CD illustre un éventail gigantesque de titres de musique classique, de nombreux titres de pop, jazz et rock sont représentés.

La liste qui suit présente par ordre alphabétique et à titre non exhaustif un certain nombre de références notables. Dans le cas où un artiste présente un répertoire de plusieurs Super Audio CD, ceux-ci sont cités dans l'ordre chronologique de l'année de sortie d'origine des œuvres. Les rééditions SACD d'œuvres d'artistes de cette liste ne bénéficient pas toutes d'un mixage multicanal. Certains mixages multicanaux respectent le format quadriphonique de l'enregistrement d'origine. Les Super Audio CD stéréo simple couche SHM (voir plus haut) sont des éditions limitées de Universal Japan.

Exemples de bandes originales de films éditées ou remasterisées sous le format le Super Audio CD [modifier]

Les liens ici affichés mènent aux pages des films, et non des bandes originales.

La remasterisation de la bande originale complète des films Star Wars (écrite et interprétée par John Williams) sous le format DSD en 2003 a servi pour l'édition limitée en coffret 8 disques du trentième anniversaire de la saga en 2007, mais sous le format Compact Disc uniquement. Il s'agit donc de DSD CDs.

Notes et références [modifier]

  1. ↑ a et b (en) www.sa-cd.net : site référençant les titres Super Audio CD
  2. ↑ Communiqué publié par Sony dans le journal Libération du 27 octobre 2005.
  3. ↑ (en) Archives Sony Sony Launches Super Audio CD
  4. ↑ Crest National and Philips Partner to Bring SACD Hybrid Disc Manufacturing to the USA, Newscenter.philips.com, 2002-05-30. Consulté le 2011-12-31
  5. ↑ a, b et c Classics Today France, « Le SACD en quelques idées simples », sur le site classicstodayfrance.com, consulté le 1er mars 2010.
  6. ↑ « Taking DSD from 2.8 MHz to 11.2 MHz doesn't just step it up to the next level, it catapults it ! », sur le site [1], consulté le vendredi 10/05/2013.
  7. ↑ a, b, c, d et e Connaître le SACD
  8. ↑ a, b et c (en) Surround Sound – The High-End: SACD and DVD-Audio – Super Audio CD (SACD), sur le site extremetech.com.
  9. ↑ Généralement donnée pour un signal simplement sinusoïdal.
  10. ↑ a et b (en) www.SA-CD.net, site référençant les Super Audio CD
  11. ↑ (en) www.sa-cd.net: site référençant les titres Super Audio CD
  12. ↑ (en) www.cdjapan.co.jp : site spécialisé en Super Audio CD et partenaire de Universal Japan
  13. ↑ a et b Magazine KR home-studio (site internet [2]) numéro 248 S (janvier 2010), page 21
  14. ↑ a et b « Une platine SACD haut de gamme chez Marantz », Acoustique Système, sur le site acoustique-systeme.fr, consulté le 22 février 2009.
  15. ↑ (en) [PDF] Dominik Blech, Min-Chi Yang, « DVD-Audio versus SACD: Perceptual Discrimination of Digital Audio Coding Formats », Convention Paper 6086, Audio Engineering Society, mai 2004, selon le résumé page 9 :
    « These listening tests indicate that as a rule, no significant differences could be heard between DSD and high-resolution PCM (24-bit / 176.4 kHz) even with the best equipment, under optimal listening conditions, and with test subjects who had varied listening experience and various ways of focusing on what they hear.
    Consequently it could be proposed that neither of these systems has a scientific basis for claiming audible superiority over the other. This reality should put a halt to the disputation being carried on by the various PR departments concerned.     »
  16. ↑ (en) E. Brad Meyer, David R. Moran, « Audibility of a CD-Standard A/D/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback », Journal of the Audio Engineering Society, vol. 55, no 9, septembre 2007 :
    « A carefully controlled double-blind test with many experienced listeners showed no ability to hear any differences between formats. High-resolution audio discs were still judged to be of superior quality because sound engineers have more freedom to make them that way. There is no evidence that perceived quality has anything to do with additional resolution or bandwidth. »
  17. ↑ (en) Toshiyuki Nishiguchi, Kimio Hamasaki, Masakazu Iwaki, Akio Ando, Perceptual Discrimination between Musical Sounds with and without Very High Frequency Components – Three-Dimensional Audio-Visual System, NHK Laboratories, note no 486, 2004 :
    « From above results, we can still neither confirm nor deny the possibility that some subjects could discriminate between musical sounds with and without very high frequency components. It is therefore necessary to conduct further repetitive evaluation tests with many subjects and various sound stimuli that contain sufficient very high frequency components, in order to examine these issues more strictly. »
  18. ↑ Site Expert Reviews, [3], consulté le 11 décembre 2012
  19. ↑ Site MDS-Multimédia avec interview de Pascal Nègre, PDG d'Universal Music, [4] consulté en janvier 2013
  20. ↑ Site internet japonais de Watch Impress (http://av.watch.impress.co.jp/docs/news/20120925_562098.html), citant les mêmes discours
  21. ↑ a, b et c Bertrand Dermoncourt, Fabiene Gélédan, « La vérité sur le disque classique », Classica-Répertoire, no 71, avril 2005, sur le site musiquefrancaise.net, consulté le 1er mars 2010.
  22. ↑ Lecteur CD-SACD, sur le site denon.fr, consulté le 22 février 2009.
  23. ↑ « Lecteur Super Audio CD », sur le site pioneer.fr, consulté le 22 février 2009.
  24. ↑ « Pourquoi les vinyles sonnent-ils si bien ? », sur le site son-video.com, consulté le 23 mars 2009
  25. ↑ a, b et c (en) No taste for high-quality audio, sur le site guardian.co.uk, consulté le 25 décembre 2012
  26. ↑ « Les jeunes préfèrent le MP3, à tous points de vue ! », sur le site pcworld.fr, consulté le 2 mai 2010.
  27. ↑ Site officiel de Deutsche Grammophon Gesellschaft, consulté le 22 février 2009.
  28. ↑ Classics Today France, « Chroniques SACD », sur le site classicstodayfrance.com, consulté le 22 février 2009.
  29. ↑ (en) SA-CD.net : site référençant les titres Super Audio CD.
  30. ↑ Ces marques sont (dans l'ordre alphabétique) : Accoustic Arts, Accuphase, Agile, Arcam, Audionet, Ayre, Bel Canto, Bladelius, Cambridge Audio, Cayin, Conrad-Johnson, CyberHome, Denon, EAD, Eclipse (Fujitsu Ten), Goldmund, Halcro, Harman/Kardon, Immersive, Integra, JungSon, Krell, Lector, Lexicon, Linn, Luxman, Marantz, MBL, McCormack, McIntosh, Mitsubishi, MSB Technology, Muse, Music Hall, Musical Fidelity, NAD, Onkyo, Parasound, Philips, Pioneer, Primare, Samsung, Scitec, Shanling, Sharp, Sherwood, Sigmatek, Sony, T+A, TAW, Teac, Theta Digital, Toshiba, Townshend, Woxter, Yamaha

Voir aussi [modifier]

Lien externe [modifier]

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