WAV ou MP3 : la vraie différence en compression audio

Ce que contient un WAV

Un WAV est une fine enveloppe autour de nombres bruts. Un court en-tête RIFF indique à quelle cadence les échantillons ont été prélevés, combien de bits chacun occupe et combien de canaux il y a. Ensuite, le fichier ne contient que des échantillons, dans l’ordre, jusqu’au bout.

La taille se résume donc à une multiplication. L’audio CD, c’est 44 100 échantillons par seconde, de 16 bits chacun, sur deux canaux : un peu plus de 1,4 million de bits par seconde, soit environ 10 Mo par minute. Une chanson de trois minutes pèse à peu près 30 Mo. Le contenu n’y change rien. Un silence occupe exactement autant de place qu’un orchestre au complet, parce que le fichier stocke le nombre zéro au même rythme que tout le reste.

Rien n’est analysé, et c’est tout l’intérêt. Un WAV, c’est ce que produit une interface d’enregistrement et ce sur quoi tout logiciel de montage audio veut travailler.

Ce que fait le MP3 à la place

Le MP3 est un codec perceptif. Il découpe le signal en bandes de fréquence et leur applique un modèle psychoacoustique qui ne se demande pas ce que contient le signal, mais ce qu’une personne va réellement entendre. L’audition humaine a des angles morts connus : un son fort masque un son plus faible proche en fréquence, et continue de le masquer un bref instant après s’être arrêté. L’encodeur repère ces zones masquées et ne consacre que très peu de bits, voire aucun, à ce qui s’y cache.

Ce qu’il jette, il le jette pour de bon. Décoder un MP3 ne restitue pas les échantillons d’origine : le décodeur reconstruit une approximation à partir de ce qui a été conservé. C’est ce que veut dire « avec perte », et c’est pourquoi un WAV tiré d’un MP3 ne récupère rien. C’est une copie volumineuse et non compressée de la version abîmée.

C’est aussi pour cela que le MP3 fonctionne si bien. Il ne compresse pas les données de manière astucieuse, comme le fait un fichier zip. Il renonce à en stocker la plus grande partie.

Ce qui change quand le débit baisse

Baissez le débit et l’encodeur a moins de bits à dépenser : son modèle doit donc trancher plus agressivement sur ce qui compte comme inaudible. Le résultat n’est pas tant un fichier au volume plus bas ou au son plus terne qu’un fichier aux défauts précis et reconnaissables.

Les cymbales et les charlestons sont les premiers à en pâtir, car les aigus qui ressemblent à du bruit coûtent cher à encoder et sont faciles à mal approximer. Le son a tendance à devenir aqueux ou sifflant. Les transitoires brusques se retrouvent avec du pré-écho, une légère traînée sonore qui arrive juste avant le coup qui l’a provoquée, audible sur les castagnettes, les percussions captées de près et le piano solo. La plupart des encodeurs appliquent aussi un filtre passe-bas aux débits faibles, qui coupe entièrement le haut du spectre plutôt que d’y consacrer quoi que ce soit.

La limite, pour vous, dépend de la musique, de l’encodeur et de ce sur quoi vous écoutez. Ne vous fiez au chiffre de personne, pas même au mien. Encodez le même morceau de plusieurs façons et écoutez le résultat avec le casque que vous possédez vraiment.

Le vrai ennemi, c’est le réencodage à répétition

Un seul bon encodage MP3 passe généralement très bien. Les enchaîner, non. Chaque fois qu’un fichier avec perte est décodé, modifié puis réencodé, le second encodeur prend les artefacts du premier pour du signal et dépense des bits à les préserver, tout en faisant de nouveaux compromis de son côté. Les dégâts s’accumulent d’une manière qu’aucun passage isolé ne laisse voir.

C’est l’argument pratique pour conserver un master sans perte. Travaillez en WAV ou en FLAC, et encodez en MP3 une seule fois, à la fin, à partir de la source non compressée. Quand il faut modifier quelque chose, revenez au master plutôt qu’au MP3 déjà publié.

Lequel garder

Gardez le FLAC. Il est sans perte : il compresse le fichier sans modifier un seul échantillon, et il y a rarement une raison d’archiver du WAV brut quand le FLAC fait le même travail en prenant moins de place. Ne gardez le WAV que le temps de travailler dessus.

Diffusez l’AAC, ou le MP3 si c’est la compatibilité que vous recherchez. Les codecs plus récents tirent davantage des mêmes bits que le MP3, et tout ce qui a été fabriqué au XXIe siècle sait les lire. Le MP3 survit parce qu’il se lit absolument partout, y compris sur du matériel en âge de voter, et ça vaut encore quelque chose.

L’erreur à éviter, c’est de ne garder que la copie avec perte de quelque chose que vous avez enregistré vous-même. Ce que l’encodeur a jeté ne se récupère pas.

Ce que le navigateur peut faire ici, et ce qu’il ne peut pas faire

Le convertisseur de ce site fonctionne dans les deux sens. Il décode le MP3 en WAV PCM 16 bits et encode le WAV en MP3 avec LAME à 192 kbit/s fixes, dans un worker en arrière-plan. C’est un réglage unique raisonnable pour la musique comme pour la voix, mais il n’y en a qu’un : pas de mode à débit variable, et aucun moyen de choisir un débit plus bas ou plus élevé.

Deux détails liés. L’audio est décodé à 44,1 kHz, donc un fichier à 48 kHz est rééchantillonné au passage. Et les tags disparaissent, car le décodeur ne transmet que des échantillons, rien d’autre.

Si vous voulez ce contrôle, utilisez LAME directement. Il est intégré à ffmpeg et à la plupart des logiciels audio de bureau, et une commande d’une ligne ou deux clics suffisent pour obtenir un encodage à débit variable et les tags que le navigateur ne sait pas écrire.

Rien ne quitte votre machine

Le décodage comme l’encodage s’exécutent dans la page que vous avez ouverte, si bien que vos morceaux inédits et vos enregistrements privés restent sur votre disque au lieu de transiter par le serveur de quelqu’un d’autre. Ouvrez les outils de développement de votre navigateur, observez l’onglet réseau et convertissez quelque chose. Le premier encodage MP3 télécharge la bibliothèque de l’encodeur. Aucune requête ne contient l’audio, puisqu’aucune n’est faite pour ça.