Les technologies Bluetooth en audio Hi-Fi : décryptage des secrets du streaming audio nomade

Dans cet article, je vous propose de plonger dans les arcanes des technologies Bluetooth utilisées dans le domaine de l’audio Hi-Fi, et de comprendre comment elles transforment notre expérience d’écoute. Attachez vos ceintures, c’est parti ! Mais avant de plonger dans le vif du sujet, un petit clin d’œil à l’histoire : saviez-vous que le nom « Bluetooth » vient du roi danois Harald « Blåtand » Gormsson, connu pour ses talents de communicateur et unificateur ? Et le logo Bluetooth, lui, est un mélange des runes nordiques représentant les initiales « H » et « B » en hommage à ce roi. Sympa, non ?

Le Bluetooth : une brève histoire

Avant de nous aventurer dans les méandres des codecs et des profils, un petit retour en arrière s’impose. Le Bluetooth a vu le jour en 1994 grâce à Ericsson. Initialement conçu pour remplacer les liaisons série RS-232, le Bluetooth s’est rapidement imposé comme un standard pour les connexions sans fil à courte portée. De la version 1.0 à la 5.4 actuelle, chaque nouvelle itération a apporté son lot d’améliorations, notamment en matière de débit, de portée et de fiabilité.

Les bases du streaming audio en bluetooth

Le streaming audio en Bluetooth repose sur deux éléments clés : les profils et les codecs. Les profils définissent les rôles et les fonctionnalités des appareils connectés, tandis que les codecs déterminent comment le signal audio est compressé et décompressé pour le transfert sans fil.

Les profils Bluetooth

Les profils Bluetooth les plus couramment utilisés en audio sont les suivants :

• A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) : C’est le profil standard pour la transmission audio stéréo de haute qualité. Il prend en charge plusieurs codecs, dont le SBC, l’AAC, et l’aptX.
• AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile) : Utilisé pour contrôler les fonctions de lecture à distance, comme le changement de piste ou le réglage du volume.
• HFP (Hands-Free Profile) et HSP (Headset Profile) : Principalement utilisés pour les communications vocales, notamment dans les kits mains libres et les casques téléphoniques.

Les codecs audio

Le codec (COder-DECoder) est l’élément central qui va déterminer la qualité audio que vous percevez. Voici un tour d’horizon des principaux codecs utilisés en Bluetooth.

SBC (Subband Codec)

Le codec le plus ancien par défaut pour l’A2DP. Il offre une qualité correcte mais reste en deçà des autres codecs en termes de fidélité audio.

AAC (Advanced Audio Codec)

Utilisé par les appareils Apple, il offre une meilleure qualité que le SBC, surtout à des débits élevés.

AptX, aptX HD, aptX Adaptative

Développés par Qualcomm, ces codecs sont réputés pour leur faible latence et leur qualité audio supérieure. L’aptX HD, en particulier, supporte une résolution 24 bits/48 kHz.

LDAC

Proposé par Sony, ce codec peut transmettre trois fois plus de données que le SBC. Il est capable de diffuser de l’audio en haute résolution jusqu’à 24 bits/96 kHz.

LC3 : la nouvelle vague du Bluetooth LE Audio

En parallèle des codecs classiques, le Bluetooth 5.2 a introduit une nouvelle norme révolutionnaire : LE Audio et son codec LC3 (Low Complexity Communication Codec).

Qu’est-ce que le LC3 ?

Le codec LC3 est conçu pour remplacer le codec SBC dans le contexte de Bluetooth Low Energy (LE). Il offre une meilleure qualité audio tout en consommant moins d’énergie. Cela signifie que les appareils peuvent diffuser un son de haute qualité tout en prolongeant la durée de vie de la batterie, un point crucial pour les écouteurs true wireless et autres appareils portables.

Les avantages du LC3

• Qualité Audio Améliorée : Le LC3 offre une meilleure qualité audio que le SBC, même à des débits plus faibles. Cela se traduit par un son plus clair et plus détaillé.
• Efficacité Énergétique : Conçu pour être plus efficace, le LC3 permet une consommation d’énergie réduite, prolongeant ainsi l’autonomie des appareils.
• Flexibilité : Le LC3 s’adapte à différentes conditions de réseau, garantissant une transmission audio stable même en environnements bruyants.

Comment fonctionne le LC3 ?

Le LC3 utilise une technologie de compression avancée qui réduit la quantité de données nécessaires pour transmettre un son de haute qualité. Cela permet non seulement de maintenir une haute fidélité audio, mais aussi de réduire la consommation d’énergie et de minimiser la latence, offrant ainsi une expérience d’écoute fluide et immersive.

AptX Lossless : la révolution de l’audio sans fil

Une des innovations récentes qui mérite une attention particulière est le codec aptX Lossless de Qualcomm. Lancé en 2021, ce codec représente une avancée majeure en promettant une transmission audio véritablement sans perte via Bluetooth.

Qu’est-ce que l’aptX Lossless ?

L’aptX Lossless est une extension de la famille de codecs aptX Adaptive, conçue pour offrir une qualité audio sans compromis. Contrairement aux autres codecs qui compressent l’audio avec perte, l’aptX Lossless permet une transmission bit-perfect jusqu’à une qualité CD (16 bits/44,1 kHz). En d’autres termes, le son que vous entendez est identique à celui de la source, sans aucune perte de qualité.

Comment fonctionne l’aptX Lossless ?

L’aptX Lossless adapte dynamiquement son débit en fonction des conditions du réseau Bluetooth. En environnement optimal, il peut transmettre l’audio à un débit allant jusqu’à 1 Mbps, suffisant pour une qualité CD sans perte. Si les conditions de réseau sont moins favorables, il ajuste le débit pour maintenir la connexion sans interruption, tout en offrant une qualité audio supérieure à celle des codecs traditionnels.

Les avantages de l’aptX Lossless

• Qualité audio inégalée : la capacité de transmettre de l’audio en qualité CD sans perte fait de l’aptX Lossless le choix idéal pour les audiophiles exigeants.
• Compatibilité : compatible avec les appareils aptX Adaptive, il offre une flexibilité accrue pour une large gamme de dispositifs.
• Efficacité énergétique : conçu pour minimiser la consommation d’énergie, ce codec est particulièrement adapté aux appareils portables comme les écouteurs et les casques sans fil.

Pour y voir plus clair, je vous ai réalisé un petit tableau récapitulatif.

Explications :

• Bitrate

Le Bitrate ou débit binaire est un débit d’informations par seconde. Il s’exprime en bits et se calcule assez simplement. Pour le CD : 44 100 échantillons par seconde, chacun sur 16 bits, le tout sur deux canaux (stéréo gauche-droite). On obtient donc un débit égal à 44 100 x 16 x 2 = 1 411 200 bits par seconde. On dit alors que le débit du CD est de 1.411 Mb/s en utilisant un codec sans compression ni perte tels que le WAV, l’AIFF ou FLAC.

• Latence

Délai entre le moment où le contenu audio est envoyé et le moment où vous l’entendez.

• Profondeur de Bit et taux d’échantillonage

Ce sont des quantifications audio du signal numérisé. La résolution s’evalue en bits et concerne chaque échantillon. Pour le CD, chaque échantillon possède une résolution de 16-Bit ; c’est-à-dire que sa dynamique opére sur une plage de 96 dB ou 1 bit correspondant à 6 dB de dynamique.

La fréquence d’échantillonnage correspond au nombre d’échantillons lus par seconde. Pour le CD, la fréquence utilisée est de 44.1kHz ce qui signifie que chaque seconde de son est divisée en 44 100 échantillons. Il s’agit de la précision avec laquelle le son sera reproduit : plus le nombre d’échantillons sera élevé, meilleur sera le son.

Par exemple : voici une courbe analogique d’une onde acoustique numérisée et compressée en MP3 :

La même courbe numérisée en qualité CD ( 16 bits/ 44kHz) WAV, FLAC :

Enfin, cette courbe en Hires audio 24 bits / 192 kHz :

La haute-fidélité en bluetooth : mythe ou réalité ?

Quand on parle de Hi-Fi, on pense souvent à des systèmes audio filaires avec des câbles en cuivre pur et des amplificateurs à lampes. Mais qu’en est-il du Bluetooth ? Peut-on réellement atteindre une qualité Hi-Fi en sans-fil ? La réponse  est … oui, mais avec des nuances.

Les limites inhérentes

Le principal défi du Bluetooth en audio Hi-Fi réside dans la bande passante limitée et la compression des données. Même avec des codecs avancés comme l’aptX HD ou le LDAC, il y a toujours une certaine perte par rapport à une connexion filaire. Cependant, les progrès réalisés ces dernières années ont considérablement réduit cet écart, au point que, pour la plupart des auditeurs, la différence est imperceptible.

Les conditions optimales

Pour profiter au maximum de la qualité audio en Bluetooth, plusieurs conditions doivent être réunies :

Un bon émetteur et un bon récepteur

La qualité des composants joue un rôle crucial. Un smartphone ou un lecteur audio avec un bon chipset Bluetooth et un codec de qualité, combiné à une enceinte ou un casque compatible, fait toute la différence. Ex : smartphone Android Sony (LDAC) + casque Sony XM5 (LDAC)

Une bonne source audio

Il ne faut pas négliger la qualité du fichier audio lui-même. Un fichier en haute résolution sera mieux restitué qu’un MP3 compressé. Voici un petit rappel de la qualité proposée par quelques services de streaming audio : 

• Deezer : Flac de 16 bits/44,1 kHz (qualité CD);
• Qobuz : Flac de 16 bits/44,1 kHz (qualité CD) à 24 bits/192 kHz ;
• AppleMusic : ALAC de 16 bits/44,1 kHz (qualité CD) à 24 bits/192 kHz ;
• Tidal : Flac de 16 bits/44,1 kHz (qualité CD) à 24 bits/192 kHz ;
• Spotify : AAC de 128 kbits à 320 kbits (avec perte).

Un environnement sans interférences

Les interférences électromagnétiques peuvent affecter la qualité de la transmission. Éloignez vos appareils des sources de perturbations comme les micro-ondes ou d’autres réseaux sans fil.

N’oublions pas que la qualité audio finale sera déterminée également par la technologie acoustique du casque. La « règle d’or » reste que toute la chaine de traitement du signal compte dans le résultat final.

Les meilleurs appareils audio Hi-Fi Bluetooth

Parlons maintenant concret. Quels sont les appareils qui tirent le meilleur parti des technologies Bluetooth en matière d’audio Hi-Fi ?

Les casques sans fil

Focal Bathys

Avec les codecs aptx et aptX adaptive, la réduction de bruit, la qualité des transducteurs, le DAC interne dans son mode filaire, c’est le plus polyvalent des casques hifi nomades.

Sony WH-1000XM5

Équipé du codec LDAC, ce casque est souvent cité comme référence pour la qualité audio en Bluetooth. Son système de réduction de bruit active est également l’un des meilleurs du marché.

Sennheiser Momentum 4 Wireless

Avec le support de l’aptX et de l’AAC, ce casque offre une qualité sonore exceptionnelle, alliée à un design élégant.

Sonos Ace

Une nouveauté de juin 2024 ! Il possède le codec aptx HD et une reduction de bruit au niveau des meilleurs.

Les écouteurs intra-auriculaires

Sennheiser Momentum True Wireless 4

Avec le support de l’aptX Lossless, LC3 et de l’AAC, ces intras offrent une qualité sonore exceptionnelle, alliée à un design élégant.

Sony WF-1000XM5

Équipé des codecs L3 et LDAC. Son système de réduction de bruit active est également l’un des meilleurs du marché.

Bose Quietcomfort

Avec le codec aptX adaptive, une reduction de bruit au top, ils restent une référence.

Denon PerL Pro

Avec le codec aptX adaptive et aptXLossless.

Les enceintes sans fil

KEF LSX2 LT

Du célèbre fabricant anglais KEF, ces enceintes sans fil supportent le codec aptX et sont réputées pour leur clarté sonore et leur design compact.

Klipsch The Fives

Avec un support pour l’aptX HD, cette enceinte allie esthétique finition bois et performance pour une écoute haute fidélité.

Triangle AIO

Avec un support pour l’aptX HD, cette enceinte allie esthétique dans différentes finitions et performance pour une écoute haute fidélité.

Les lecteurs audio portables ou DAP (Digital Audio Player)

Sony WM305

Ce lecteur utilise le codec LDAC et est réputé pour sa clarté sonore et son design compact.

Astell&Kern SR35

Ce talentueux lecteur audiophile nomade utlise les codecs aptX, aptX adaptive et LDAC.

Les platines vinyles Bluetooth

On peut citer également le cas des platines vinyles qui grâce à une compatibilité Bluetooth offrent un confort d’utilisation.

AT-LP60XBT avec un support pour l’aptX

AT-LP3XBT avec un support pour l’aptX

JBL Spinner Gold avec un support pour l’aptX HD

Sonoro Platinum avec l’aptX

Victrola Stream Carbon avec un support pour l’aptX  et Wifi pour Sonos

Conclusion : le futur de l’audio Bluetooth

Le Bluetooth a parcouru un long chemin depuis ses débuts. Aujourd’hui, il est possible de profiter d’une expérience audio Hi-Fi en sans-fil grâce à des codecs avancés et des appareils de qualité. Bien sûr, les puristes pourront toujours argumenter que rien ne vaut un bon vieux câble pour une qualité sonore absolue, mais force est de constater que les technologies Bluetooth n’ont jamais été aussi performantes.

L’aptX, aptX HD, aptX Lossless et LDAC représentent des avancées significatives qui ouvrent de nouvelles perspectives pour l’audio sans fil. Que vous soyez un audiophile à la recherche de la meilleure qualité sonore possible ou simplement un utilisateur souhaitant profiter d’une musique de qualité sans les contraintes des câbles, le Bluetooth est plus que jamais une solution viable et excitante.

Alors, prêts à couper le cordon et à embrasser l’avenir de l’audio Hi-Fi sans fil nomade ? Bonne écoute et à bientôt pour de nouvelles explorations technologiques !