Les instruments de l'orchestre : À chacun son timbre, une seule physique ! (1/2)

2014-05-30 89

Chacun d'entre nous fait spontanément la différence entre un son de trompette, un son de piano ou de violon. Pourtant, de nombreuses analogies physiques existent à l'origine de ces sources musicales. D'une manière générale, chaque instrument de musique obéit peu ou prou au schéma suivant : l'énergie initiale est fournie par un instrumentiste soit directement (doigt, souffle, lèvres) soit indirectement (par l'intermédiaire d'un archet, d'une baguette ou d'un marteau). Pour une excitation brève (cordes pincées, cordes frappées, percussions), l'instrument oscille alors selon des régimes imposés par sa géométrie et les matériaux qui le constituent (l'air pour les tuyaux). Ces régimes correspondent à ce que l'on appelle des modes propres. Pour une excitation entretenue (violon, clarinette, cuivres, flûte), on obtient des auto-oscillations qui résultent d'un couplage entre l'excitateur et le résonateur. Le type d'excitation de l'instrument et ses modes propres conditionnent largement le timbre de l'instrument. La manière dont le son s'atténue, due aux différents mécanismes d'amortissement des vibrations mécaniques et acoustiques, est également primordiale. Enfin, lorsque les amplitudes de vibration sont grandes, on obtient ce que l'on appelle des régimes non linéaires que l'on rencontre dans de nombreux cas : vibrations des cymbales et des gongs, ondes de chocs dans les trombones. L'exposé présentera un tour d'horizon rapide des principaux régimes vibratoires et acoustiques rencontrés dans les instruments de musique, illustrés par de nombreux exemples visuels, et surtout sonores !

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