Le studio de musique électronique basé à Cologne est un studio d’enregistrement de la radio ouest-allemande, qui est généralement considéré comme le premier de sa catégorie à l’échelle mondiale. Fondé en par Werner Meyer-Eppler, Robert Beyer et Herbert Eimert, son histoire reflète l’évolution de la musique électronique dans la seconde moitié du .

Création Werner Meyer-Eppler, professeur à l’institut de phonétique et de recherche en communication à l’université de Bonn, est le premier en 1949 à utiliser le concept de « musique électronique » en sous-titre de l’un de ses livres (Production de son électrique. Musique électronique et voix synthétiques). Il expérimente dans son institut de Bonn un procédé fondamental de musique électronique, à savoir la composition de musique directement sur une bande magnétique. Lors d'une conférence sur ses travaux, il rencontre Robert Beyer, ingénieur de la radio nord-ouest-allemande de l'époque (NWDR). Tous deux, intéressés par le potentiel musical des nouvelles technologies, organisent une conférence commune, Le monde sonore de la musique électronique, lors de l’International Summer School for New Music de Darmstadt de 1950. Le compositeur et musicologue Herbert Eimert assiste à cette conférence et les rejoint dans leurs réflexions.

Ces rencontres aboutissent, le , à la diffusion sur les ondes de la NWDR d’une émission radiophonique consacrée à la musique électronique. Le même jour, une réunion de travail associant Werner Meyer-Eppler, Robert Meyer et Herbert Eimert est organisée avec les équipes techniques de la NWDR dirigées par Fritz Enkel. Hanns Hartmann, informé de cette discussion par un rapport, donne son feu vert à l’intendant de la station pour la création d'un studio destiné à des recherches en musique électronique. C’est ainsi que cette journée peut être considérée comme la date de fondation du studio de musique électronique. Fritz Enkel est chargé de la conception et de l’agencement du studio. Herbert Eimert est nommé à sa direction.

Le rapport susmentionné fait référence aux travaux de Friedrich Trautwein et de son trautonium, l’un des tout premiers instruments de musique électronique développé au début des années 1930. Une variante du trautonium, le monocorde, est créé pour le studio. M. Meyer-Eppler effectuait ses expérimentations à Bonn avec un mélocorde, version modifiée d'un instrument conçu par Harald Bode. Ces deux instruments, le monocorde et surtout le mélocorde, seront au coeur de l’histoire ultérieure du studio.

Les débuts Le monocorde et le mélocorde ont été utilisés en association avec d’autres appareils dans le studio de Cologne. Un générateur de bruit émettait un signal de bruit, ainsi que cela est audible sur les fréquences entre les canaux de radio par exemple sur la radio FM. Les filtres étaient importants pour les variations sonores. Un filtre d’octave atténuait le signal d’entrée (comme le bruit) à plusieurs bandes de fréquences larges d’une octave. Deux filtres passe-bande laissaient passer seulement une seule bande de fréquence à partir d’un signal d’entrée. Contrairement à un filtre d’octave, cette bande était ajustable à un filtre passe-bande dans sa largeur comme dans sa fréquence moyenne. À côté, se trouvait un modulateur en anneau, qui synthétisait les signaux d’entrée de manière multiplicative, contrairement à la synthèse additive d’une table de mixage. Le modulateur en anneau était utilisé pour de fortes modifications de son. Un oscilloscope servait pour la visualisation des sons. Un magnétophone quatre pistes permettait la synchronisation de plusieurs suites de sons produits séparément. Deux magnétophones à une piste étaient utilisés par le copiage d’une bande sonore à une autre. Avec l’utilisation de la table de mixage, d’autres sons étaient enregistrés – pendant la copie – d’une bande sonore à une autre bande sonore (une idée centrale de M. Meyer-Eppler). La table de mixage se composait de deux groupes avec à chaque fois 8 canaux. Il y avait une télécommande pour le magnétophone quatre pistes et le filtre d’octave. En outre, les sorties et les entrées des sources sonores, filtres et modulateurs convergeaient dans un dispositif instrumental de mixage, si bien que les connexions entre les différents appareils individuels étaient plus confortables à installer et à modifier selon le besoin.

Puisqu’au départ, le monocorde et le mélocorde n’étaient pas encore disponibles – ce qui n’était pas le cas des magnétophones – Robert Beyer et Herbert Eimert se sont limités aux matériaux sonores que M. Meyer-Eppler avait produits à Bonn. Les bandes de M. Meyer-Eppler ont été travaillées et mixées. C’est ainsi que M. Beyer et M. Eimert, ne produisirent certes pas de musique à part entière, mais firent des expériences essentielles en relation avec les procédures développées par M. Meyer-Eppler. Lorsque le studio eut enfin pris la forme décrite ci-dessus, Robert Beyer et Herbert Eimert effectuèrent plusieurs études musicales, séparément ou en collaboration. Ces dernières incarnent un style très libre et suggèrent une certaine insouciance de la part des réalisateurs en ce qui concerne la production. Quiconque est familiarisé avec les timbres issus des synthétiseurs analogiques reconnaîtra les sons similaires dans ces études. Alors que Robert Beyer semblait assez satisfait des résultats, le jeu et la composition improvisés ne plaisaient pas à M. Eimert (le plus exigeant du duo), qui souhaitait un style de composition plus classique dans la musique électronique. En raison de ce désaccord, M. Beyer quitta le studio un an plus tard.

Musique sérielle et sons sinusoïdaux Herbert Eimert a dès lors suivi activement la recommandation du rapport susmentionné aux directeurs : « Les équipements devraient être mis à la disposition de compositeurs qualifiés et engagés par la radio. » Alors, il invita de jeunes compositeurs qui étaient (à ses yeux) en mesure de créer un idéal de musique électronique composée dans le studio. Depuis le début des années 1950, les compositeurs européens les plus radicaux s’étaient fixés pour objectif une organisation totale de tous les aspects de la musique. Ils avaient pris comme point de départ le dodécaphonisme, qui regroupe uniquement les douze hauteurs de la gamme chromatique (en une série de hauteurs). À la fin des années 1940, le compositeur français Olivier Messiaen avait également imaginé appliquer une telle organisation à la durée, à la nuance et plus conceptuellement au timbre. Deux étudiants d’Olivier Messiaen à Paris ont repris les idées de leur professeur et sont dorénavant devenus les représentants les plus connus de ce que l’on appelle la musique sérielle : Pierre Boulez et Karlheinz Stockhausen. Dans les années 1970, le premier a fondé et ensuite dirigé pendant vingt ans l’un des plus importants instituts dans ce domaine, l’IRCAM.

En 1952 à Paris, dans les studios du Groupe de recherches de musique concrète (GRMC) de Pierre Schaeffer, Karlheinz Stockhausen avait déjà pu acquérir une certaine expérience des différents systèmes d’enregistrement et de montage. Il a ainsi découvert que la durée, la nuance et les hauteurs pouvaient être définies de façon très précise, mais que le timbre échappait à toute organisation sérielle. À Cologne, il en est venu à considérer le monocorde et le mélocorde (qui avaient été achetés sur recommandation de Werner Meyer-Eppler) comme des instruments incapables de produire une musique organisée dans tous ses aspects. Il est ensuite allé voir Fritz Enkel (chef du service des essais) pour demander un générateur de sons sinusoïdaux. Il souhaitait composer les timbres à partir de sons sinusoïdaux individuels selon ses propres idées compositionnelles.

Pendant longtemps Karlheinz Stockhausen, Herbert Eimert et plusieurs autres compositeurs (tels que Karel Goeyvaerts, , Gottfried Michael Koenig, Henri Pousseur, Bengt Hambraeus et Franco Evangelisti) ont travaillé de façon acharnée dans le studio afin de « composer » chaque son issu de sons partiels. Herbert Eimert a donné une définition de la musique sérielle : « La musique sérielle fait en sorte que tous les aspects musicaux soient contrôlés de manière rationnelle. » Il est ainsi devenu possible dans le studio de musique électronique de composer le timbre (appelé également le « paramètre »), qui avait échappé à ce contrôle pendant longtemps. La fréquence, l’amplitude et la durée de chaque son sinusoïdal ont pu être définies de façon précise. De la superposition des sons sinusoïdaux ont émergé des sons ou des mélanges de ton, dont la couleur a été la conséquence directe de la composition, plutôt que de la tradition (comme dans le cas des instruments mécaniques) ou des facteurs d’instruments (comme dans le cas du mélocorde).

Ce phénomène reposait sur la supposition que chaque son peut être composé de sons sinusoïdaux. Avec chaque superposition supplémentaire, le bruit et les distorsions augmentaient, car la technologie disponible ne permettait la production que d’un nombre très réduit de sons sinusoïdaux sans que cela ne porte atteinte à la qualité. Les sons et les mélanges de ton étaient émis comme prévu, mais ils conservaient cependant un caractère simple et grossier. Chez les morceaux de musique produits de cette manière, les timbres sont moins observés que les accords, qui dominent. Theodor W. Adorno a remarqué à cet effet que la musique électronique sonnait comme si un synthétiseur interprétait la musique d’Anton Webern.

Les compositeurs furent déçus. Produire des sons satisfaisants composés uniquement de sons sinusoïdaux nécessitait des technologies, qui n’étaient pas encore disponibles dans les années 1950. Les compositeurs avaient cherché à rendre les sons rigides plus vivants et à réduire la charge de travail en profitant des possibilités que présentaient la radio, comme les chambres réverbérantes pour ajouter de la réverbération, et les équipements disponibles dans le studio, tels que les modulateurs en anneau et les différents filtres. Le monocorde et le mélocorde furent laissés à l’abandon et seul le générateur d’impulsions du monocorde continua d’être utilisé.

Un des objectifs du travail du studio consistait en la mise en œuvre des transitions entre les timbres. Des transitions, du moins à degrés intermédiaires par exemple, entre les hauteurs de note ou les intensités sonores, étaient tout comme le glissando ou bien le crescendo/diminuendo déjà possibles grâce à des instruments mécaniques traditionnels et à la musique électronique. Des modifications continues de la durée d’un son ainsi que des accélérations et décélérations de rythme ont été réalisées. Cependant, les transitions de timbres vocaux, équivalent à un croisement entre le son d’une trompette et celui d’un violon, n’étaient et ne sont pas mécaniquement représentables. Il s’agit là de la fonction que doit remplir la musique électronique et dont Robert Beyer fait mention depuis longtemps.

À partir du milieu des années 1950, trois types de générateurs audio sont utilisés dans le studio pour produire un son : un générateur audio sinusoïdal, un générateur de bruit et un générateur d'impulsions. Ce dernier ne produisait pas de signaux en continu mais plutôt des petits cliquetis. L'intervalle de temps entre chaque craquement pouvait être ajusté. Pour des intervalles allant jusqu'à environ 1/16 de seconde, les bruits secs n’étaient pas perceptibles individuellement. En ce qui concerne les intervalles plus courts, il a été constaté que plus ces derniers étaient courts, plus les notes que nous percevions étaient hautes. Il se produisait un son qui comprenait un grand nombre de hautes notes partielles et très stridentes. Il était donc idéal pour les filtres, grâce auxquels les composantes de fréquence désirées sont de nouveau filtrées à partir du son d’origine.