Guitare électrique

On classe souvent les guitares électriques par type de corps :

• les guitares à corps plein dites « solid body », très populaires dans le rock et la pop, sont celles qui se différencient le plus des instruments acoustiques, et offrent la plus grande variété de formes et de sonorités. On peut citer parmi les modèles les plus représentatifs Gibson SG et Les Paul, Fender Telecaster et Stratocaster ;
• les guitares demi-caisses ou quart de caisse dites semi hollow ou hollow body, avec ou sans poutre centrale, sont généralement identifiées au jazz et au blues. La Gibson ES-335 ou les Gretsch sont les exemples les plus connus ;
• les guitares à caisse dites « hollow » ont un caractère acoustique marqué, qui tend à réduire la durée du son moins prolongé (sustain), et à accentuer l'attaque. Plus susceptibles à l'effet Larsen, elles se combinent mal aux niveaux sonores élevés et aux déplacements sur scène. Elles sont utilisées surtout en jazz. La Gibson ES-175 et la Gretsch 6120 sont des exemples très connus.

On peut classer ces guitares par le type de leur table, qui peut être bombée (arch top), sculptée (carved), plate (flat top), massive, laminée (plywood) et mise en forme à chaud.

La guitare électrique solid-body est très variée de forme et de technique de construction, car si les essences de bois, leur qualité, la masse de la guitare, le type d'assemblage du manche (collé / vissé / traversant), la lutherie (section et matériau des frettes, forme et matériaux du chevalet) choisis influent sur le son, aucune nécessité acoustique ne contraint la forme du corps[7]. Les formes classiques ont été reprises, d'autres sont apparues, mais on trouve une multitude de guitares originales, notamment dans le heavy métal (Gibson Flying V et Explorer par exemple).

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  Fender Stratocaster.
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  Gibson ES-335.
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  Les Paul.
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  Jackson Rhoads.

Les cordes pincées à vides résonnent entre le sillet et le chevalet. Ils doivent être en matériau solide pour résister aux contraintes en tous sens et dur pour éviter d'amortir les vibrations. Les anciens luthiers utilisaient de l'ivoire ou de l'os, remplacés aujourd'hui par de la matière plastique.

• Le sillet est une barre perpendiculaire aux cordes en tête du manche, près des mécaniques. Il maintient les cordes en place dans des encoches.
• Le chevalet est fixé sur le corps de la guitare, vers le milieu de la table d'harmonie pour les instruments acoustiques.
• Le cordier est le dispositif de fixation des cordes du côté opposé aux mécaniques.

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  Chevalet-cordier avec réglage de position corde par corde.
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  Cordier et chevalet séparés, avec réglage de la hauteur des cordes.
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  Un chevalet à couteaux classique et vibrato ; le « Floyd Rose ».

Beaucoup de guitares combinent le chevalet et le cordier. Certaines guitares utilisant des cordes à fort tirant les séparent, comme sur un violon. Le cordier est alors fixé au flanc de la caisse opposé au manche, et le chevalet en forme de pont peut être simplement placé au milieu du corps, obligeant à veiller à son réglage. Il faut que la corde à vide ait la bonne longueur, et le chevalet n'est pas exactement perpendiculaire aux cordes.

Certains chevalets de guitare électrique permettent de régler les cordes selon deux axes :

1. l'axe parallèle aux cordes : les vis de réglage de l'harmonique qui tiennent les pontets permettent de faire en sorte que la corde sonne juste, quelle que soit la case où les doigts l'arrêtent. C'est le réglage de la compensation.
2. l'axe perpendiculaire au corps de la guitare : les vis de pontet permettent de positionner la corde à la hauteur convenable. C'est le réglage de l'action :
   • trop basses, elles frisent en vibrant contre les frettes, produisant un son parasite,
   • trop hautes, elles sont plus difficiles à fretter, et la tension accrue nécessaire pour les appuyer sur la frette porte préjudice à la justesse.

Les guitares acoustiques doivent extraire une puissance mécanique suffisante, ce qui oblige à employer des cordes relativement lourdes et tendues. Les guitares électriques peuvent utiliser, pour faciliter le jeu, des cordes à très faible tirant. Dans ce cas, les chevalets permettent de régler la justesse de chaque corde de façon indépendante afin que l'instrument sonne juste sur toute l'étendue du manche. Il faut reprendre ce réglage quand on change de modèle de cordes.

Les guitares électriques utilisent parfois un cordier à tambour ou une combinaison de cordier et de chevalet articulée. Un levier fait pivoter le dispositif, qu'on appelle vibrato, créant un bend simultané pour toutes les cordes. Certains dispositifs font aussi varier la hauteur des cordes au-dessus des capteurs. Le Floyd Rose est un type de chevalet qui résout le problème du désaccordage rapide dû à l'usage du vibrato.

La compensation consiste à ajuster la longueur de la corde vibrante de telle manière que l'instrument sonne juste sur l'intégralité de sa tessiture[8].

Théoriquement, la distance entre le chevalet et la 12^e frette doit être la même qu'entre la douzième frette et le sillet. Ainsi, la longueur de la corde étant divisée par deux, le douzième demi-ton correspond à l'octave. En réalité, lorsqu'on pince une corde métallique sur le manche à la douzième case, avec ces distances strictement égales, la fréquence fondamentale du son résultant n'est pas exactement le double de celle de la corde à vide, pour plusieurs raisons.

D'autre part, l'octave musicale, n'est pas l'octave mathématique. Le son résultant sera perçu comme juste avec un écart un peu supérieur à la multiplication par deux de la fréquence fondamentale (voir inharmonicité du piano). Cette inharmonicité est peu sensible pour la guitare, mais il faut en retenir que la justesse d'une note se règle à l'oreille.

On recule donc le chevalet un peu au-delà de la longueur théorique du diapason de l'instrument, de sorte que la longueur vibrante de la corde frettée à la douzième case soit un peu plus longue que la moitié de la corde à vide, et que la note frettée à la case 12 soit juste. On obtient ainsi un instrument à la justesse acceptable pour l'oreille sur l'ensemble du manche. L'importance de cette compensation varie selon la hauteur du chevalet, la longueur de la corde et son élasticité. L'élasticité de la corde, c'est-à-dire la proportion dans laquelle elle s'allonge avec une traction donnée, dépend du diamètre (du diamètre de l'âme pour les cordes filées) et du matériau. Aussi, lorsqu'on change les cordes pour un jeu nettement plus raide ou plus souple, il faut effectuer le réglage de compensation.

Certaines guitares électriques disposent d'un chevalet acceptant un vibrato (whammy bar en anglais) pour réaliser des bends et des vibrato. Dans ce cas, le chevalet est mobile et la position du sillet dépend de la tension des cordes ; le réglage de la compensation (et de l'action) pour ces guitares en est rendu plus sensible, par rapport aux cordes utilisées et à l'accordage.

Trois capteurs de type simple bobinage.

Contrairement aux microphones qui transforment un son en signal électrique, les capteurs (appelés micros[9] - [10] - [11] en France, micros[12] - [13] ou pickups[14] au Québec) de guitare électrique réagissent directement à la vibration des cordes. Ils se composent d'un aimant, produisant un champ magnétique dans lequel baignent les cordes en acier de l'instrument, et d'un bobinage. La vibration des cordes fabriquées dans un matériau magnétique provoque une variation du champ qui détermine, dans le bobinage, une force électromotrice qui constitue le signal, transmis ensuite à un dispositif d'amplification.

Capteur de type Humbucker (bobinage double)

Les deux formes les plus courantes pour les guitares électriques sont les capteurs à bobinage simple et à bobinage double :

1. Les capteurs à bobinage simple (typiques des débuts et de la marque Fender) donnent un son riche en harmoniques élevées, mais sont sensibles aux perturbations électromagnétiques ambiantes (le « hum » produit par les transformateurs, écrans vidéo, tubes néon, téléphones…).
2. Les capteurs à bobinage double dits humbuckers ont été inventés pour éliminer les ronflements (« hum » en anglais) qui affectent les capteurs à bobinage simple. Ils comportent côte à côte deux capteurs à bobinage simple inversés tant pour l'orientation de leur aimant permanent que pour celle de leur bobine, de sorte que le niveau de sortie du signal musical des deux bobines s'additionnent, puisque, à part les harmoniques élevées qui peuvent avoir une influence différente sur les deux parties, celles-ci travaillent ensemble, tout en atténuant considérablement l'effet des perturbations électromagnétiques extérieures, qui ont un effet opposé sur chacune des deux bobines.

Les guitaristes peuvent régler les capteurs en hauteur, plus ou moins près des cordes, grâce à deux vis situées à leurs extrémités :

• près des cordes, le niveau de sortie est plus élevé mais l'aimantation du capteur peut perturber la vibration de la corde ;
• plus éloigné, le niveau sera moins élevé, les parasites et le bourdonnement (hum) prennent plus d'importance ;
• l'inclinaison par rapport aux cordes ou le réglage indépendant de la hauteur des aimants permettent d'ajuster l'équilibre entre cordes de basses et cordes d'aigues.

La position des capteurs sur l'instrument a une grande importance dans le son. La détermination des emplacements fait partie de l'art du luthier de guitare électrique.

Les fabricants proposent des valeurs optimales de hauteur de capteurs.

Des boutons de contrôle, potentiomètres et inverseurs, placés sur le corps de la guitare permettent d'en modifier la sonorité. Ces contrôles permettent généralement de modifier le volume, de sélectionner les capteurs (dont le timbre varie en fonction de leur distance au cordier) ou d'ajuster la tonalité de l'instrument par un filtre passe-bas.

Le propre d'une guitare électrique est de produire directement un signal électrique susceptible d'altérations. La diversité des effets possibles avec une guitare électrique en fait un instrument très polyvalent.

L'amplificateur permet d'amplifier le faible signal électrique que fournit la guitare, pour pouvoir délivrer en sortie assez de puissance pour qu'un haut-parleur ou un casque donnent du son. On distingue deux « étages » ayant chacun un rôle distinct : le préamplificateur ou préampli augmente l'amplitude du signal, l'amplificateur de puissance augmente l'intensité, donc la puissance disponible.

Le préampli reçoit de l'instrument un signal de très faible puissance et très variable, dont il va multiplier l'amplitude plusieurs dizaines de fois. Cet étage est d'une importance capitale pour les guitaristes et les bassistes. À la différence des préamplis Hi-Fi, on ne recherche pas une multiplication exacte de l'amplitude du signal. Les constructeurs déterminent la configuration des étages à tubes ou à transistors, ou les systèmes numériques qui les imitent, pour obtenir une distorsion et un sustain qui constituent un son musical caractéristique. Le préampli comporte le plus souvent un réglage de volume, qui permet d'ajuster celui-ci sans toucher aux potentiomètres de volume présents sur la plupart des guitares, qui diminuent le faible signal de l'instrument et le rendent plus sensible aux perturbations. Les corrections de tonalité sont réalisées facilement dans le préampli, le plus souvent par un simple circuit de Baxandall (en). Un potentiomètre généralement désigné par overdrive permet d'augmenter le gain du préamplificateur, donc la distorsion, avant de réduire le niveau par un atténuateur, de façon à ne pas trop affecter le volume.

Le signal sortant du préamplificateur est injecté dans l'étage de puissance, qui se charge d'augmenter le signal en courant, permettant d'alimenter un ou plusieurs haut-parleurs, qui sont la deuxième partie de l'ampli de guitare qui participe de façon déterminante au son.

Certain « couples » guitare/amplificateur ont été popularisés par différents artistes :

• Fender Stratocaster / Vox AC 30 : Hank Marvin ;
• Fender Stratocaster / Marshall à lampes double corps : Jimi Hendrix ;
• Gibson Les Paul / Marshall : Jimmy Page ;
• Gibson SG / Marshall : Angus Young ;
• Fender Telecaster / Roland Jazz-chorus JC-120 : Andy Summers ;
• ESP (micros EMG) /Mesa Boogie : Kirk Hammett et James Hetfield ;
• Fender Stratocaster / Fender Twin Reverb : Stevie Ray Vaughan ;
• Fender Stratocaster / Hiwatt : David Gilmour ;
• Fender Stratocaster / Fender Vibrolux : Mark Knopfler.

Pédale d'effet (compresseur)

Pédale multi-effets

Le niveau de sortie de crête d'un capteur de guitare électrique varie entre 0,1 mV pour une attaque légère d'une corde et plus d'1 V pour un brossage vigoureux des six cordes. Cette dynamique de plus de 80 décibels dépasse les capacités de traitement linéaire des premiers amplificateurs. Les musiciens ont rapidement appris à jouer avec les contraintes qu'imposait ces distorsions électroniques et à en tirer parti. Les ingénieurs se sont efforcés de réduire ces défauts de traitement du signal, et sont parvenus, à la généralisation des transistors dans les années 1960, à fabriquer des amplificateurs d'une grande fidélité. Mais ce n'est pas ce que les musiciens souhaitaient, si l'on en juge par le succès continu des amplificateurs à tube[15]. Le son d'une guitare électrique ne peut pas être celui d'une guitare acoustique, du fait du principe des capteurs électromagnétiques et du peu d'importance de la résonance acoustique ; pour se rapprocher du son acoustique, on a fabriqué des capteurs piezoélectriques de chevalet pour des guitares électro-acoustiques. Entretemps, les musiciens avaient créé une culture de la guitare électrique ouverte sur d'autres expérimentations.

Les premiers amplificateurs souffraient d'une non-linéarité assez importante, résultant en distorsion d'intermodulation. Cette distorsion fait apparaître, lorsqu'on joue deux notes ensemble, des tons supplémentaires, de fréquences égales à la différence entre les notes jouées. Ces tons peuvent être déplaisants. Cette caractéristique des amplificateurs peut avoir contribué à la création du solo de guitare une note à la fois, à l'image des clarinettes, saxophones et trompettes dans les orchestres de jazz, et à l'abandon du jeu à plusieurs notes — à l'exemple du piano — qui existait auparavant en milieu rural (fingerpicking)[16].

Considérant la guitare électrique comme un instrument différent, tant par son timbre que par son rôle dans l'orchestre, les musiciens ont, dès les débuts, tiré parti du son obtenu en chargeant l'entrée de l'amplificateur pour le faire travailler largement hors de la zone où il est approximativement linéaire.

L'effet Larsen est une conséquence en général indésirable de la ré-injection en boucle d'un son déjà amplifié, via le(s) capteur(s) de l'instrument relié à cet amplificateur. Il naît alors un son strident, dont l'amplitude croît jusqu'à la saturation. Certains musiciens contrôlent ce couplage acoustique pour prolonger la note, comme Jimi Hendrix, Carlos Santana, ou encore Joe Satriani.

Une Telecaster thinline à côté d'un pedalboard rempli de pédales d'effet.

Dans les années 1960, aux effets obtenus grâce aux techniques de jeu pour guitare et au contrôle de l'amplification ainsi que de sa surcharge (overdrive), se sont ajoutés une très large palette d'altérations du son en continu basé sur le traitement du signal électrique fourni par les capteurs. Des pédales d'effets ou des boîtiers en rack ajoutent les effets extérieurs. Les pédales peuvent être regroupées sur un pedalboard afin de pouvoir les transporter et les activer facilement.

Chaque fabricant donne à sa création un nom particulier, qui est à la fois un nom commercial et la désignation utile d'un effet.

Les grandes familles d'effets sont :

• ceux basés sur la surcharge d'un amplificateur, nommés Overdrive (au sens propre), distorsion (par métonymie), et, à l'extrême, la saturation ou fuzz. La surcharge a pour conséquence inévitable une compression et une prolongation du son. Selon les caractéristiques de l'amplificateur utilisé, le résultat peut être très différent. La surcharge d'un amplificateur à tubes, celle d'un amplificateur à transistors, la distorsion obtenue en insérant des diodes, ont des compositions harmoniques très différentes. À l'origine produit par l'amplificateur, l'effet est aussi disponible en pédale, permettant une grande variété de sons distinctifs. La surcharge modérée s'entend dans le blues et le jazz, elle se fait plus vigoureuse dans le rock, le hard rock, le heavy metal et le rock psychédélique ;
• le treble booster, qui amplifie les fréquences aigües, s'utilise généralement pour pousser la saturation d'un amplificateur à lampes ;
• le trémolo permet de faire varier périodiquement plusieurs fois par seconde le volume du signal, il a été souvent intégré dans les amplificateurs ;
• le vibrato fait varier périodiquement plusieurs fois par seconde la hauteur du son ; il est proche du chorus ;
• la wah-wah, filtre passe-bande à fréquence centrale variable par une pédale à action progressive comme les pédales d'expression des orgues : si la pédale est baissée, les aigus sont favorisés, si elle est levée, ce sont les graves. Actionnée en même temps que le musicien joue les notes, elle donne le son « oua-oua » qui la désigne ;
• la réverbération, et les chambres d'écho simulent, dans leur concept d'origine, l'effet que peut produire l'émission d'un son dans un grand espace. Les musiciens en ont aussi fait un usage créatif en manipulant, sans référence à des locaux réellement existants, les paramètres de reproduction du son avec décalage dans le temps ;
• le chorus et le flanger ajoutent au son de la guitare de légères perturbations en temps et en fréquence du son original, ce qui donne l'impression que plusieurs guitaristes jouent la même chose ;
• le phaser réinjecte du signal avec variation de phase dans le circuit. Le signal original se retrouve mixé avec un signal retardé et filtré selon plusieurs fréquences et un modulateur basse fréquence crée la modulation par une onde sinusoïdale ;
• le compresseur permet de limiter la plage dynamique de la guitare. Il favorise ainsi le sustain et le larsen ;
• l'octaver permet d'ajouter un doublage du signal à une ou plusieurs octaves au-dessus ou en dessous de celui joué ;
• l'UniVibe est essentiellement un phaser modifié pour émuler dans une pédale l'effet des encombrantes enceintes Leslie ;
• la cabine Leslie ou rotary, son tournant, au départ fait mécaniquement par deux baffles orientés vers le haut sur lesquels tournait un capot avec une sortie d'une grande ouverture de diffusion pour les graves et une plus petite pour les aiguës, disposant de trois vitesses de rotation. Il est devenu électronique sur des effets de sol ou son cabines ;
• l'harmoniseur permet d'ajouter une ou plusieurs voix en harmonie (tierce, quinte, …).

• (en) André Duchossoir, Gibson Electrics -- from the origins up to 1961, Milwaukee, WI, USA, Hal Leonard, 1983, 200 p..
• (en) Daniel Queen, « AES Paper 450. From Boom Box to Beatles, Baez, and Boccherini — The Electric Guitar at the Crossroads. », AES Convention, n^o 31,‎ octobre 1966.

• (fr) Les guitares électriques du Musée de la musique (Paris).
• (fr) Organologie de la guitare électrique.