Les bandes magnétiques

La bande magnétique aura été le support d’enregistrement du son le plus important et très certainement le plus performant. La bande magnétique fut le support des techniques analogiques, mais également, le support  des techniques numériques.

La bande magnétique a été utilisée dans le domaine professionnel (vidéo,cinéma, radiodiffusion, télévision, musique, archivages) et dans le domaine grand-public.

Elle a été conditionnée de différentes manières (noyaux, bobines, cassettes, cartouches) et a donné lieu à une multitude de formats d’enregistrement et de lecture.

                         

Au dessus, Bandes magnétiques PEM 468 en noyau N.A.B au format 1/2 pouce et en bobine métallique au format 1/4 de pouce.

En dessous, le magnétophone Studer A80 au format 1/4 de pouce et noyau IEC.

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Normes de l’enregistrement magnétique.

Les paramètres qui permettent de caractériser un enregistrement sur bande magnétique sont les suivants :

•  - Le format de la bande et le nombre de pistes.
• - La vitesse de défilement.
• - Le niveau de magnétisation.
• - Les circuits de correction utilisés.

Les vitesses de défilement de la bande magnétique.

Les vitesses de défilement sont les suivantes :

• - 76 cm/s (disque)
• - 38 cm/s (enregistrement stéréo, disque, broadcast, multipistes, disque)
• - 19 cm/S (vitesse standard mono broadcast, reportage, cinéma, diffusion)
• - 9,5 cm/s (archivage)
• - 4,75 cm/s (enregistrement de la parole)
• - 2,38 cm/s (enregistrement de la parole).

Le niveau de magnétisation.

Le niveau s’exprime en nWb/m, c’est un niveau de référence de magnétisation de la bande que l'on fixe avec une marge de sécurité par rapport à la saturation (2% de H3)

Les différents niveaux de travail normalisés sont : 250,320,510,640 nWb/m.

Le niveau nominal d’un magnétophone est fixé à la construction. Les niveaux les plus courants sont : -10 dBm,

0 dBm, + 4 dB m (N.A.B), + 6dBm (C.C.I.R), + 12dBm.

Les circuits de correction. 

 Le transfert magnétique n’est pas linéaire, la chute des fréquences élevées est particulièrement importante.

La compensation des pertes d’enregistrement est répartie entre l’amplificateur d’enregistrement et l’amplificateur de lecture.

Les circuits de compensation des magnétophones sont normalisés.

La correction correspond à la constante de temps d’un circuit RC exprimée en microsecondes.

CCIR : Comité Consultatif International des Radio Communications

N.A.B : National Association of Broadcasters.

 

Le Nagra T-Audio aux normes CCIR à 19,05 cm/s et 38,01 cm/s

Courbes de corrections appliquées à la bande magnétique

  

Courbes de corrections appliquées aux différents types de bande magnétique (3,81 mm) conditionnées en cassette compacte

Les formats de la bande magnétique 6,25 mm.

Le magnétophone Studer A721 à bande magnétique en cassette

    

Bande magnétique conditionnée en cassette pour une vitesse de défilement de 4,75 cm/s et parfois sur certaines machines multipistes  à 9,5 cm/s (ex:Tascam 8 pistes K7)

Bande à cassette Sony HF-ES 90 Type I.

Bande à cassette Sony UX-PRO 60 Type II

On distingue des guides bandes en céramique qui atténuent les distorsions présentes dans l’entraînement de la bande. 

Le réducteur de bruit de fond Dolby NR et les bandes magnétiques.

Le système Dolby NR (Noise Reduction) a été conçu dans le but d’atténuer le bruit de fond de l’enregistrement magnétique.

Le procédé d’atténuation du bruit est réalisé par un circuit de compression et par un circuit d’expansion.

Cette atténuation s’effectue en deux temps.

Lors de l’enregistrement du signal sur une bande ou sur une cassette, le circuit de compression compresse le son en augmentant le niveau des sons faibles par rapport aux sons forts, comme le montre le schéma ci-dessus.

Lors de la lecture du support encodé par un procédé Dolby, le circuit d’expansion est utilisé. Il réduit le niveau de bruit de fond de la bande magnétique. En réduisant de manière proportionnelle le niveau des sons faibles, le circuit d’expansion réduit également le niveau sonore du bruit de fond du support, comme l’illustre le schéma ci dessus.

Par ordre croissant de performance, les systèmes Dolby utilisés avec les cassettes sont les suivants :

• le Dolby B
• le Dolby C
• le Dolby S

Le fait d’oublier de sélectionner le procédé de réduction de bruit en lecture entraîne des distorsions linéaires au niveau de la réponse du signal enregistré et une augmentation sensible du bruit dans la partie haute de la bande passante.

L’entreprise anglo-américaine créée par Ray Dolby en 1965 est à l’origine de plusieurs standards de réduction de bruit de fond pour les enregistrements, tels que Dolby B, C et S mais aussi Dolby A, Dolby Stéréo, Dolby Surround, Dolby Surround Prologic, Dolby SR (Spectral Recording) Dolby Digital (SRD), Dolby E ...

La conservation des supports magnétiques.

Les principaux facteurs qui influent sur la stabilité des supports magnétiques et la communicabilité de l'information dont ils sont porteurs sont :

• - l’humidité et la température,
• - les déformations mécaniques,
• - les poussières et les salissures de toute nature,
• - les champs magnétiques parasites.

L’humidité et la température.

L'humidité est le facteur le plus dangereux. L'eau est l'agent du principal processus de dégradation chimique des polymères, l'hydrolyse. En outre, un taux d'humidité élevé (humidité relative supérieure à 65 %) favorise le développement des moisissures qui "mangent" littéralement la couche pigmentaire des bandes magnétiques et des disquettes et gênent, quand elles n'interdisent pas complètement, la lecture des informations.

La température agit quant à elle sur les dimensions des supports, phénomène particulièrement gênant pour les bandes à haute densité. Elle détermine aussi la vitesse d'évolution du processus chimique : plus la température est élevée, plus la réaction chimique (l'hydrolyse par exemple) est rapide, l'inverse étant également vrai.

La température et le degré hygrométrique doivent fluctuer le moins possible. Les zones de consultation (studios) doivent présenter les mêmes conditions atmosphériques que les magasins d'archives consultables. Il faut laisser les bandes s'acclimater lentement au changement d'atmosphère quand on les sort des magasins ou qu'on les y replace.

Il est de la plus haute importance de réguler simultanément la température et le degré hygrométrique. Les bandes risquent d'être endommagées si l'on abaisse la température des magasins d'archives sans les déshumidifier car il s'ensuit normalement une élévation excessive du taux d'humidité relative.

Les déformations mécaniques.

L'intégrité mécanique est un facteur auquel on ne pense pas assez alors qu'il joue beaucoup sur la lecture des données : la moindre déformation peut entraîner de graves dysfonctionnements au moment de la lecture.

Les poussières et les salissures.

Poussières et salissures empêchent les têtes de lecture de s'appliquer parfaitement sur la bande, ce qui est indispensable à la lecture, surtout dans le cas des supports à haute densité. Plus la densité des données est élevée, plus la propreté doit être grande.

Les particules de fumée de cigarette sont suffisamment grosses pour masquer les informations sur les formats magnétiques modernes.

La poussière peut aussi engendrer l'effet de "crash" de la tête de lecture/écriture des disques durs et des formats à tête rotative, avec sa conséquence inévitable : la perte irrémédiable des données. Il va sans dire qu'il faut donc prendre les plus grandes précautions lors des manipulations et faire assurer par des techniciens qualifiés une maintenance régulière des équipements de lecture, dont les pannes et les dysfonctionnements peuvent détruire en un clin d'œil des supports fragiles comme le R-DAT. Il est impératif, pour tous les types de bandes magnétiques, de veiller à ce qu'elles soient enroulées absolument à plat de façon à éviter d'endommager leurs bords qui sont les guides mécaniques de la lecture pour beaucoup de formats de bandes à haute densité.

Toutes les bandes magnétiques sous quelque forme qu'elles se présentent - bobines, cassettes ou cartouches - et les disquettes doivent être stockées verticalement. Néanmoins, les bandes en galette, non maintenues par le noyau, seront rangées horizontalement.

Une lutte efficace contre les poussières et toute autre forme de salissure et de pollution constitue donc une mesure indispensable à appliquer si l'on veut assurer la conservation des supports magnétiques.

Outre les problèmes mécaniques engendrés par la poussière, les traces de doigt et la fumée, la pollution chimique due à l'atmosphère industrielle peut accélérer la détérioration chimique.   

Les champs magnétiques parasites.

Les champs magnétiques parasites sont l'ennemi naturel de l'information enregistrée sur support magnétique. Les sources de champs dangereux sont les microphones dynamiques, les enceintes et les casques d'écoute. Les aimants, ceux utilisés sur les tableaux d'affichage magnétiques par exemple, émettant aussi des champs magnétiques dont l'intensité est dangereuse. Les enregistrements audio analogiques, notamment les pistes audio des bandes vidéos, sont par nature les supports les plus sensibles aux champs magnétiques parasites. Les vidéos analogiques et les enregistrements numériques d'autres sortes y sont moins sensibles.

Pour la sauvegarde des enregistrements audio analogiques, il convient de ne pas dépasser en ce qui concerne les champs magnétiques parasites les maximums suivants :

courants continus : 5 Oe (Oersted) = 400 A/m (ampère par mètre).

courants alternatifs : 25 Oe = 2000 A/m.

On remarquera que normalement une distance de 10 à 15 cm suffit pour ramener l'intensité de champs magnétiques même forts à des valeurs acceptables.

Réflexions.

Au départ, le support des bandes audio était à base d'acétate de cellulose, aussi utilisée pour les films de sécurité. L'acétate de cellulose a tendance à s'effriter en réaction à l'hydrolyse causée par l'humidité présente dans l'atmosphère. Cela entraîne généralement de gros problèmes lors de la lecture de vieilles bandes audio. Les bandes affectées par de sévères problèmes d'hydrolyse peuvent aussi souffrir du syndrome du vinaigre, procédé auto-catalytique qui libère de l'acide acétique de façon croissante, accélérant le processus de détérioration. Cela s'est révélé particulièrement vrai pour les archives du film en région chaude et humide. Les films deviennent mous et flasques et finissent par devenir poudre ou matière visqueuse. Si, en théorie, ce phénomène peut aussi frapper les cassettes audio en acétate, les dégâts ne sont pas comparables avec ceux enregistrés dans le monde du film. Les bandes d'acétate, fabriquées jusqu'au milieu des années soixante, sont toutefois en danger. Il convient d'envisager leur transfert sur d'autres supports.

Il existe une autre classe historique de cassettes audio ayant pour matériau de base le chlorure de polyvinyle (PVC). Comme pour les disques vinyles, ces bandes n'ont pas montré de signe systématique d'instabilité. Nous ne connaissons toutefois pas leur stabilité sur de très longues périodes.

Le polyester est le support de base utilisé pour toutes les bandes modernes audio, vidéo et informatiques. Parmi tous les matériaux de base, c'est celui qui offre le plus de résistance aux contraintes mécaniques et à l'influence de l'humidité. Jusqu'à présent, aucun problème systématique de stabilité ne s'est manifesté, mais là encore, nous ne connaissons pas sa stabilité sur de très longues périodes (à l'horizon pluriséculaire).

On a utilisé plusieurs variétés de matériaux magnétiques pour la couche pigmentée, comme par exemple divers oxydes de fer, utilisés depuis la fabrication des toutes premières bandes jusqu'à nos jours, et le dioxyde de chrome. Seule la poudre métallique, utilisée pour les bandes de haute densité, a posé de sérieux problèmes. Les premières bandes de poudre métallique ont souffert de corrosion mais ce problème semble à présent maîtrisé. On ne peut toutefois savoir avec précision combien de temps les bandes à particules métalliques permettront de lire, sans distorsion, les informations qu'elles contiennent. Il faut souligner que, contrairement à ce que croient les non-spécialistes, l'information magnétique sur une bande convenablement conservée et manipulée ne disparaît pas.

Le plus gros problème que pose la bande magnétique est celui de la stabilité du liant de la couche pigmentaire, c'est-à-dire de la colle qui tient les particules magnétiques ensemble et les maintient sur le support. Un nombre considérable de bandes audio et vidéo, en particulier celles fabriquées durant les années 70 et 80, sont atteintes d'hydrolyse du liant. L'humidité atmosphérique est absorbée par le liant, d'où une hydrolyse du polymère qui perd ses propriétés liantes. Ce type de bande laisse un dépôt de particules magnétiques sur les têtes de lecture, ce qui les encrasse et rend bientôt la bande inécoutable. Dans les cas extrêmes, la couche d'oxyde se détache complètement de son support par plaques lors de la lecture. Il existe des techniques pour les remettre en état mais la restauration est complexe, longue et impuissante à réparer les bandes les plus gravement atteintes. C'est là un problème qui se pose surtout dans les régions chaudes et humides où les bandes souvent ne se conservent qu'un petit nombre d'années.

Bien que les supports magnétiques présentent dans l'ensemble une bonne stabilité et qu'il existe des bandes analogiques depuis plus de 60 ans, assurer leur longévité n'a jamais été le souci de leurs concepteurs. Quand bien même l'on suivrait ponctuellement toutes les recommandations prescrites pour assurer la conservation des originaux des supports magnétiques, il n'apparaît pas possible qu'ils se conservent durablement. Un jour ou l'autre, il faut en établir des copies.

Etant donné que les informations audiovisuelles se détériorent un peu plus chaque fois que l'on en établit une copie analogique, la seule démarche sans risque est de réaliser des copies numériques. S'agissant des documents numériques - audiovisuels comme informatiques, le problème de la conservation des supports voit son importance reculer par rapport à celui de l'obsolescence du matériel et des logiciels associés. La manière dont il faudra gérer le futur transfert de ces documents sur d'autres supports devient par conséquent une question centrale aussi bien pour les archives audiovisuelles que pour les autres. Vraisemblablement, les systèmes de stockage numérique de masse à contrôle et régénération automatiques deviendront dans l'avenir un puissant outil de conservation.

La numérisation des supports analogiques et la reproduction de l'information se présentant déjà sous forme numérique sont des tâches gigantesques. Comme il faudra du temps pour les mener à bien, les programmes de numérisation/reproduction devront être hiérarchisés. La priorité sera donnée aux documents fréquemment demandés et à ceux qui courent des dangers immédiats, les documents en bon état pouvant attendre. Il faudra cependant stocker ces derniers dans les meilleures conditions possibles afin qu'ils se conservent au mieux en attendant que vienne leur tour d'être numérisés ou reproduits.