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sons naturels et instruments de musique

 

LES SONS NATURELS

 

Parler des sons naturels, c'est bien sûr évoquer les sons générés par la nature, que bien des compositeurs, toutes époques confondues, se sont attachés à reproduire avec plus ou moins de réussite. La nature recéle des trésors d'imagination en ce qui concerne les variations d'intensité sonore, mais aussi la richesse timbrale (harmonique), ce sur quoi au fil du temps s'est calquée notre perception auditive, appelée à intégrer cet environnement.

Dans la nature, le chant des oiseaux laisse place à de nombreux sons et cris d’ animaux lorsque la nuit arrive. Dans l’obscurité notre aptitude à capter des sons est étonnante (celui qui a passé une nuit en forêt connait le phénomène). Si l’observation d’animaux sauvages est un privilège rare, notre oreille arrive, elle, à capter leur présence.

Mieux encore, la nature nous joue des tours, certains oiseaux-lyre étant, par exemple, capables d'imiter des sons d'origine humaine tels sirène, tronçonneuse, le clic-clac d'un appareil photo...(chasseurs de sons)

 

 

LES INSTRUMENTS DE MUSIQUE

 

Chaque instrument de musique peut fournir une plage d'énergie, allant des sons les plus doux aux plus forts. Le rapport des uns aux autres va en définir la dynamique.

Ici encore l'imagination de l'homme n'a jamis fini d'être éprouvée et les recherches continuent. Toutefois, en l'état des connaissances actuelles, nous allons passer en revue les différentes catégories d'instruments de musique: à vent, à percussion, à corde et à clavier, pour commencer.

Les instruments de musique peuvent se classer en intruments monophoniques (un seul son à la fois), à polyphonie restreinte (violon, guitare) et polyphoniques, permettant les accords les plus compliqués.

 

 

Tous les instruments de musique acoustiques possèdent un système mécanique vibrant appelé excitateur. Ce peut être :

une corde (guitare, violon, banjo, harpe…) ;
une anche (libre ou battante) ou un biseau (orgue acoustique à tuyaux, flûte à bec, clarinette, hautbois…) ;
une membrane tendue (peau, boyau, tissu, matière plastique) ou un matériau dur (bois, métal, argile, verre…) dans les instruments à percussion (djembé, tambour, xylophone, triangle, timbale, woodblock, crécelle…).
La vibration étant généralement trop faible pour être audible, il est nécessaire de l’amplifier : c’est le rôle de la caisse de résonance ou résonateur. Dans chaque cas, le système vibrant est associé à un système assurant le couplage avec l’air: caisse de résonance (instruments à cordes et à percussion, tuyaux pour les instruments à vent).

L’air contenu dans le résonateur, mis en résonance, produit l’onde sonore.

 

 

Instruments de musique à vent

 

Les instruments à vent sont des instruments de musique qui produisent un son grâce à la mise en vibration de l'air dans un corps sonore (résonateur). On dit que la colonne d’air de l’instrument est excitée.

On peut classer les instruments à vent selon le système excitateur :

Instruments à anche lippale (trompette, cor, trombone…) : le son est produit par la tension élastique des lèvres de l’exécutant, qui met en vibration la colonne d’air de l’instrument.

Instruments à biseau (flûte à bec, tuyau d’orgue à embouchure de flûte…) : un jet d’air est envoyé sur une arête (le biseau), qui le divise en créant des tourbillons. Une partie du jet d’air est envoyé à l’extérieur, l’autre entre dans l’instrument et se trouve renforcée par la colonne d’air vibrante du tuyau, ce dernier servant de résonateur.
Instruments à anche battante simple (clarinette, saxophone…) : le son est produit par une anche qui ferme périodiquement l’arrivée de l’air dans l’embouchure en forme de bec, mettant ainsi en vibration la colonne d’air de l’instrument.

Instruments à anche battante double (hautbois, cornemuse…) : l’anche double se compose de deux fines lamelles de roseau fixées sur un petit tube de métal et dont les extrémités s’entrechoquent, entraînant une vibration de l’air dans le corps de l’instrument.
Instruments à anche libre (harmonica, accordéon…) : les sons sont produits grâce à des anches métalliques qui vibrent librement dans une colonne d’air.
Pour obtenir des sons intenses, les systèmes excitateurs doivent être couplés à une colonne d’air contenue dans le résonateur de l’instrument à vent.

 

Dans le cas des instruments à vent à embouchure de flûte, l’ouverture au niveau du biseau est assez importante. Cette extrémité du tube de l’instrument se comporte comme une extrémité ouverte. On parle alors de colonne d’air ouverte/ouverte.

Dans le cas des instruments à vent à anche, l’extrémité au niveau de l’anche est fermée alors que l’autre extrémité est en général ouverte. On parle alors de colonne d’air ouverte/fermée.

 

Lorsqu’une colonne d’air d’un tuyau sonore entre en vibration, elle est le siège d’un phénomène d’ondes stationnaires produites par l'interférence de deux ondes progressives identiques qui se déplacent en sens contraire.

 

 

Les percussions

 

Un instrument à percussion est un instrument de musique dont l’émission sonore résulte de la frappe ou du grattage d’une membrane ou d’un matériau résonant. Il s'agit probablement des tout premiers instruments de musique.

Au XIXe siècle, on commença une classification systématique des instruments de musique. Le mode de classification le plus utilisé est celui de Sachs-Horbostel (1914). Parmi les instruments à percussion, on distingue :

Les idiophones : instruments qui produisent des sons par leurs propres vibrations (sans le concours d’une colonne d’air, d’une membrane ou d’une corde). Ils sont faits de matériaux durs (bois, argile, pierre, métal ou verre) pour assurer leur propre rayonnement acoustique.

Les membranophones : ce sont des instruments qui produisent un son à l’aide d’une membrane tendue en parchemin, en peau ou en matière synthétique, que l’on fait vibrer par percussion (tambours à percussion), par friction (tambours à friction) ou par soufflement (mirlitons). Ce sont les tambours à percussion qui forment le groupe le plus important.

 

 

Les cordes

 

Lorsqu’un guitariste ou un harpiste pince une corde, celle-ci entre en vibration. Elle est le siège d’oscillations dites libres. Les vibrations sont transmises à la caisse de résonance puis à l’air environnant. Le son émis par une corde a la même fréquence que les vibrations de cette corde. Une vibration libre d’une corde est une combinaison de différents modes propres. Chaque mode propre correspond à un harmonique.

Si on impose une vibration sinusoïdale de fréquence f à une corde tendue, celle-ci ne vibre que pour certaines valeurs bien déterminées de la fréquence correspondant aux modes propres de vibration de la corde tendue. On observe que la vibration s’effectue à l’intérieur de fuseaux dont le nombre augmente avec la fréquence. Dans chaque mode de vibration de la corde, les points immobiles sont appelés noeuds (N) et les points de déformation maximale sont appelés les ventres (V):

 

noeuds&ventres

 

Instruments de musique à clavier

 

Le clavier, en tant que mécanisme, mérite à lui seul le détour, suivant le type d'instrument qu'il pilote. Voici pour commencer la définition qu'en donne le Larousse Français: "Ensemble des touches qui, sous la pression des doigts, actionnent un mécanisme servant à la production du son."

Sur un clavier de piano ou assimilable, on retrouve la succession des notes telle que la dicte la gamme tempérée en douze demi-tons, où les écarts d'altérations sont réduits à un comma (81/80 de la fréquence) et confondus (exemple DO dièse et RE bémol). Un dièse (demi-ton plus haut) multiplie la fréquence de base par 25/24ème, alors qu'un bémol la multiplie par 24/25ème. Dans la gamme tempérée, les notes sont séparées les unes des autres par sept intervalles inégaux. Abaisser ou relever une note d'un demi-ton revient donc à multiplier ou diviser sa fréquence par racine douzième de 2.

 

La famille des instruments de musique à clavier est vaste, on trouve un ou plusieurs claviers sur les instruments suivants: accordéon, célesta, clavecin, épinette, virginal, clavicytherium, clavicorde, piano-forte, harmonium, orgue, piano, synthétiseur, Ondes Martenot, vielle à roue, carillon, dulce melos (la doulcemelle), cette liste n'étant pas exhaustive. Ne pas oublier d'y ajouter le pédalier, (clavier pour les pieds!) et le clavier pour les poings, que le sonneur de carillons utilise.

 

La disposition de certains claviers peut être différente, citons pour exemple celui de l'accordéon. Mais les lamellaphones sont aussi des instruments à clavier (xylophone, marimba, vibraphone...): on en joue en frappant avec des baguettes, ou mailloches. Leurs lames accordées, en bois ou en métal, sont disposées comme sur un clavier de piano.

Il se dégage deux grandes familles :

*-- celle dans laquelle le clavier a une action mécanique directe à l'origine de la production d'un son (cordes frappées du piano, pincées du clavecin, lames du vibraphone);

*-- celle dans laquelle une action sur le clavier enclenche par un autre moyen (mécanique, électrique, pneumatique...) la génération du son.

 

Le piano possède son propre régime de battements, dû à ce que chaque note est produite par trois cordes qui vibrent simultanément, émettant une petite masse sonore caractéristique. Ce régime complexe est à l'origine des difficultés de sa reproduction.

 

 

UN INSTRUMENT DE MUSIQUE NATUREL: LA VOIX HUMAINE

 

La voix humaine est produite par un phénomène comparable à celui des instruments de musique. L'air expiré passe par le larynx et fait vibrer de petits muscles tendus appelés « cordes vocales ». Ces cordes vocales peuvent varier selon leur longueur, leur épaisseur et leur tension, ce qui explique la gamme des sons produits par une même personne et aussi les divers sons produits par différentes personnes.

La glotte est l'espacement plus ou moins grand entre les deux membranes souples appelées cordes vocales selon qu'on est en phase de simple respiration, d'apnée ou de phonation.

Les cordes vocales ont trois positions fondamentales :

*/* écartées, la glotte est ouverte et l'air circule librement, c'est la respiration.

*/* accolées, la glotte est alors fermée et l'air ne passe pas, c'est l'apnée.

*/* rapprochées, la glotte est variable, c'est la phonation.

Les deux plis vocaux ou cordes vocales battent l'un contre l'autre, comme une anche double : le larynx, organe vibrateur du système phonatoire, crée une discontinuité dans la colonne d'air expiratoire, engendrant ainsi une onde sonore. Il faut un juste équilibre entre la pression de l'air venant des poumons via la trachée et la tension des cordes vocales.

 

 

 

 

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