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Ce que mesurent vraiment les LUFS

Les LUFS mesurent à quel point un son paraît fort sur toute sa durée, avec une pondération qui suit les fréquences auxquelles l’oreille humaine est la plus sensible. Ce n’est pas une mesure de la taille de la forme d’onde : voilà pourquoi un master dense peut afficher une valeur plus élevée qu’un master aéré dont les crêtes montent plus haut, et pourquoi les plateformes de streaming ajustent la lecture selon le loudness plutôt que selon le niveau de crête.

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Pourquoi le niveau de crête n’a jamais suffi

Le niveau de crête indique à quel point l’instant le plus fort s’approche du plafond. Il ne dit rien des quatre autres minutes. Deux morceaux peuvent tous deux culminer à exactement 0 dBFS et différer de 12 dB dans le volume ressenti, parce que l’un passe l’essentiel de son temps près de ce plafond et que l’autre ne le touche que dans le refrain.

C’est cet écart qui a alimenté la guerre du volume : puisque la crête était la seule limite publiée, tout le reste était permis, et pour sonner plus fort que le disque suivant, il fallait compresser jusqu’à ce que tout le morceau plafonne. Les LUFS ont refermé la brèche en mesurant ce que les auditeurs remarquent vraiment : et dès que les plateformes se sont mises à baisser les morceaux vers un loudness commun, l’intérêt de gagner cette course a disparu avec elle. C’est le changement que la plupart des conseils de mastering trouvés sur internet n’ont toujours pas rattrapé, et le guide pratique explique ce qu’il signifie au niveau du limiteur.

L’autre chiffre plus ancien, le RMS, visait plus juste : il fait la moyenne de la puissance du signal dans le temps, et réagit donc à la densité plutôt qu’aux crêtes isolées. Ce qui lui manque, c’est toute notion d’audition. Un grondement grave et une voix au même RMS sont loin d’avoir le même loudness pour une oreille humaine, et le RMS ne sait pas les distinguer. Pour faire simple, les LUFS, c’est du RMS avec des oreilles.

Comment fonctionne la mesure

La mesure est définie par la norme ITU-R BS.1770, et elle fait trois choses. D’abord, elle filtre l’audio pour reproduire approximativement la réponse de la tête et de l’oreille : un shelf doux qui relève les fréquences hautes d’environ 4 dB et un passe-haut qui atténue le bas du grave, l’ensemble étant appelé pondération K. C’est pourquoi un grondement à 60 Hz compte moins qu’une voix au même niveau, et pourquoi un master brillant affiche une valeur plus élevée qu’un master sombre au même RMS : si deux masters mesurent la même chose et que l’un paraît plus fort, comparer leurs spectres l’explique généralement en quelques secondes.

Ensuite, elle mesure la puissance moyenne du signal filtré par blocs de 400 millisecondes qui se chevauchent aux trois quarts, pour que rien ne tombe entre deux fenêtres. Dans un programme multicanal, les canaux sont sommés avec des pondérations fixes : les canaux surround comptent un peu plus, et le canal LFE est entièrement exclu.

Enfin, elle écarte les blocs calmes avant de faire la moyenne. Cette étape s’appelle le seuillage (gating) ; c’est elle qui surprend le plus, et elle a droit à sa propre section plus bas.

Momentané, à court terme et intégré

Un indicateur de loudness affiche trois chiffres tirés des mêmes blocs, et ils répondent à des questions différentes :

  • Le loudness momentané (M) est celui des 400 dernières millisecondes. Il bouge sans cesse, et c’est lui qu’il faut regarder pour savoir ce que fait un coup ou une phrase précise.
  • Le loudness à court terme (S) fait la moyenne des trois dernières secondes. Assez lent pour être lu, assez rapide pour suivre une section : c’est la valeur sur laquelle un ingénieur mastering jette un œil pendant un refrain.
  • Le loudness intégré (I) est un chiffre unique pour tout le programme, du début à la fin, seuillage appliqué. C’est le chiffre que mesure une plateforme de streaming, et le seul des trois auquel renvoie une cible comme « −14 LUFS ».

La plupart des confusions autour des LUFS viennent de ce qu’on mélange ces trois valeurs : lire un pic momentané à −8 sur un morceau dont le loudness intégré est de −13, et en conclure qu’il dépasse la cible de cinq décibels. Ce n’est pas le cas. Pour la normalisation, la valeur intégrée dit tout.

LUFS vs dB, et ce que signifie LU

Un décibel est un rapport, pas un niveau : il n’a de sens que par rapport à une référence. Le dBFS prend la pleine échelle numérique comme référence : 0 dBFS est l’échantillon le plus fort qu’un fichier puisse contenir, et tout le reste est négatif. Les LUFS utilisent la même échelle et la même référence : le « FS » désigne la même pleine échelle (full scale). La différence tient à ce que l’on mesure par rapport à elle : un loudness pondéré K et moyenné dans le temps, plutôt que la valeur instantanée d’un échantillon.

Comme les deux utilisent le décibel, une variation de 1 LU est exactement une variation de 1 dB. Le LU est simplement l’unité d’une différence de loudness, comme lorsqu’on dit qu’un morceau est « 3 LU au-dessus de la cible » plutôt que « 3 LUFS au-dessus ». Le LKFS, que vous croiserez dans les documents de radiodiffusion des États-Unis, est la même unité sous un nom plus ancien.

Il n’y a donc pas de conversion entre LUFS et dB, parce qu’il n’y a rien à convertir. Un morceau à −14 LUFS intégrés peut culminer à −1 dBFS ou à −6 dBFS selon sa densité ; les deux chiffres décrivent des choses différentes à propos du même fichier.

Le seuillage : pourquoi le silence ne compte pas

Deux seuils s’appliquent avant que les blocs soient moyennés. Le seuil absolu écarte tout ce qui est sous −70 LUFS : le vrai silence, le décompte, la queue après le dernier accord. Le seuil relatif prend ensuite la moyenne de ce qui reste, et écarte chaque bloc situé plus de 10 LU en dessous.

C’est le seuil relatif qui rend le chiffre utile. Sans lui, un morceau avec une longue intro calme mesurerait moins fort que le même morceau raccourci, ce serait une mesure du montage plutôt que de la musique, et une introduction parlée avant une chanson tirerait vers le bas le loudness de la chanson elle-même. Avec lui, le chiffre intégré décrit les parties fortes que l’auditeur entend réellement comme « le morceau ».

Cela explique aussi une surprise fréquente : baisser l’intro en fondu ou ajouter un pont calme ne change presque rien à la valeur intégrée. Si les sections fortes sont les mêmes, le chiffre est presque le même, quelle que soit la quantité de matière calme qui les entoure.

La plage de loudness

La plage de loudness, ou LRA, vient d’un document complémentaire (EBU Tech 3342) et décrit, en LU, à quel point le loudness à court terme varie au fil d’un programme. Elle prend la distribution des valeurs sur trois secondes, lui applique un seuillage, et indique l’écart entre le dixième et le quatre-vingt-quinzième centile : si bien qu’un coup explosif isolé ou une mesure silencieuse ne l’étire pas.

Un master pop fortement limité peut afficher 3 ou 4 LU ; un enregistrement orchestral, 15 ou plus. Aucun de ces chiffres n’est faux. La LRA décrit la musique, et son seul vrai usage en mastering est celui d’un garde-fou : si un disque dynamique au mixage affiche 2 LU après le mastering, on lui a probablement pris quelque chose qu’il fallait lui laisser.

Le true peak, et pourquoi votre DAW n’est pas d’accord

Un fichier numérique stocke des échantillons, pas une forme d’onde. La forme d’onde est ce qui ressort du convertisseur, et elle passe par les échantillons au lieu de s’y arrêter : si bien qu’entre deux échantillons juste sous le plafond, le signal reconstruit peut le dépasser. L’indicateur de crête de votre DAW indique généralement les échantillons ; l’encodeur, lui, doit reproduire la courbe.

C’est pourquoi un master qui affichait −0,1 dBFS peut distordre de façon audible après sa mise en ligne. Mesurer le true peak (la crête réelle), c’est reconstruire le signal entre les échantillons, la norme suréchantillonne par quatre, et indiquer le point le plus haut de la courbe, en dBTP. C’est le seul chiffre d’un indicateur de loudness qui soit un véritable avertissement plutôt qu’une observation, et c’est pourquoi les plateformes qui publient un plafond le placent à −1 dBTP ou plus bas : l’encodage avec perte a besoin de cette marge. Une distorsion déjà inscrite dans le fichier est encore une autre question, et c’est le détecteur d’écrêtage et de bruit qui y répond.

Les LUFS pour Spotify, Apple Music et YouTube

Les plateformes de streaming mesurent le loudness intégré de votre morceau et ajustent la lecture vers un niveau qui leur est propre. Tous les chiffres ci-dessous ne sont pas publiés par la plateforme qu’ils décrivent, Apple et YouTube n’en publient aucun pour la musique, c’est pourquoi chaque ligne indique d’où vient son chiffre :

  • Spotify, -14 LUFS intégrés, plafond à -1 dBTP (-2 dBTP pour les masters plus forts que -14 LUFS). Publié par Spotify dans son guide pour les artistes, « Loudness normalization ».
  • Apple Music, -16 LUFS intégrés, plafond à -1 dBTP. Mesuré par des tiers ; Apple ne publie −16 dB pour Sound Check que dans ses exigences pour les podcasts, et demande au moins 1 dB de marge dans son guide Digital Masters.
  • YouTube, -14 LUFS intégrés, aucun plafond de true peak publié. Mesuré par des tiers ; YouTube ne publie ni chiffre de loudness ni plafond de true peak.
  • Radiodiffusion (EBU R 128), -23,0 LUFS intégrés, ±0,2 LU, plafond à -1 dBTP. Publié par l’EBU dans la R 128 (2023). C’est le niveau de livraison des programmes de radio et de télévision, pas un réglage de lecteur.

Deux choses que ces chiffres ne sont pas. Ce ne sont pas des limites d’envoi : un morceau à −8 LUFS est accepté, et simplement lu 6 dB moins fort qu’il n’a été livré sur une plateforme qui vise −14. Ils ne constituent pas non plus une promesse sur ce qu’entend l’auditeur : la normalisation est un réglage sur la plupart des plateformes, certains auditeurs la désactivent, Spotify indique que son lecteur web et les appareils comme les téléviseurs et les enceintes ne l’appliquent pas, et un morceau lu tel quel est entendu au loudness auquel il a été masterisé.

Les plateformes traitent aussi différemment un morceau faible. Spotify ne le remonte que jusqu’à ce que son true peak atteigne −1 dBTP. Apple dit que Sound Check peut remonter les morceaux faibles, mais pas jusqu’où. YouTube ne publie rien à ce sujet ; ceux qui le mesurent rapportent qu’il ne remonte pas les morceaux faibles. Le guide Les cibles de loudness du streaming détaille ce que fait chaque plateforme de part et d’autre de sa cible, et deux pages sont consacrées à celles qui suscitent le plus de questions : LUFS pour Spotify, y compris ce que font les réglages Faible, Normal et Fort, et LUFS pour Apple Music, où la subtilité est qu’Apple ne publie aucune cible de loudness pour la musique.

À combien de LUFS masteriser ?

La réponse honnête, c’est qu’il n’y a pas de chiffre unique, et ceux qui vous en donnent un répondent généralement à une autre question. Si les plateformes normalisent de toute façon, masteriser à −14 ne vous apporte rien de plus que masteriser à −10 sur un flux normalisé : les deux arrivent à −14. Ce qui change entre les deux, c’est tout le reste : la dynamique gardée ou dépensée, la sensation des transitoires, la respiration du disque.

C’est donc le contenu qui décide. Un disque acoustique dépouillé veut garder sa plage dynamique et se situera bien sous n’importe quelle cible de streaming ; un disque électronique dense peut être masterisé plus fort sans rien perdre de ce qu’il avait, et sera baissé sans dommage. Ce que tout master doit respecter, quel que soit le genre, c’est le plafond de true peak : parce que c’est la seule limite qui cause des dégâts audibles plutôt qu’un ajustement de volume.

Si vous voulez une référence plutôt qu’une règle, mesurez deux ou trois disques sortis dans le même genre qui sonnent juste à vos oreilles, et notez où ils se situent. Leur niveau est un fait sur les goûts de ce genre ; la cible publiée par une plateforme est un fait sur la lecture. Un seul des deux devrait décider de votre mastering. Le mastering en hip-hop étudie un genre en détail, y compris pourquoi le chiffre qui mérite la rigueur y est le true peak plutôt que le loudness.

Comment le mesurer

Tout outil de mesure qui implémente la BS.1770 donne le même chiffre intégré à un dixième de LU près : le choix de l’outil compte moins que la lecture du bon chiffre. La plupart des DAW en intègrent un ; l’analyseur LUFS et true peak de ce site effectue la même mesure dans votre navigateur, sans envoyer le fichier, et affiche le loudness intégré, le true peak et la plage de loudness face aux chiffres des plateformes ci-dessus.

Mesurez le fichier terminé, pas la session : le dither, le réglage final du limiteur et toute conversion de fréquence d’échantillonnage font partie de ce qui est mesuré, c’est à l’étape de la livraison qu’ils se décident. Et mesurez tout le morceau : une valeur relevée sur le refrain est un chiffre à court terme, quelle que soit l’étiquette que lui donne l’indicateur.

Que faire si vous dépassez la cible ?

En général, rien. Être 3 LU au-dessus des −14 de Spotify signifie que Spotify lit votre morceau 3 dB moins fort qu’il ne le ferait sinon : c’est toute la conséquence. Le baisser vous-même aboutit au même niveau de lecture, et la dynamique dépensée pour sonner fort au départ reste perdue.

Le cas qui demande d’agir, c’est un true peak au-dessus du plafond de la plateforme, car il peut distordre quand la plateforme encode le fichier : là où vous ne l’entendrez jamais avant que quelqu’un d’autre l’entende. Si le master dépasse le plafond, la correction se fait au limiteur : un plafond en true peak un décibel environ sous la pleine échelle, et un peu moins de gain à son entrée.

Si vous préférez qu’on fixe la cible pour vous, c’est précisément le rôle du mastering : le mastering IA d’Euphona analyse le mix, choisit une cible de loudness et de true peak pour le contenu plutôt que pour une plateforme, et montre chacune de ses corrections pour que vous puissiez relire son raisonnement plutôt que de le prendre sur parole.

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