Mémoire de Master Recherche présenté par Mélodie Monteil

Vibrations non linéaires de Steeldrums
Caractérisation expérimentale et modèle phénoménologique

Soutenu le 3 septembre 2010

Résumé :

Le steelpan est un des derniers instruments acoustiques inventés au XX siècle. C'est un idiophone chromatique provenant de l’île de Trinidad et Tobago dans les Antilles. Il existe différents steelpans de différents registres qui sont habituellement joués en orchestres.

Ces instruments sont fabriqués à partir de bidons métalliques qui ont subi de multiples transformations (emboutissage, martelage, chauffage, poinçonnage) et sont capables de produire toute une gamme de notes finement accordées. La technique de facture instrumentale consiste à déformer le bidon jusqu’à l’obtention d’une cuvette concave à l’intérieur de laquelle sont formés des dômes convexes qui correspondent aux différentes notes de l’instrument.

En régime normal du jeu, des non-linéarités géométriques sont responsables de transferts d’énergie entre les modes propres de la structure. Ces couplages, parfaitement audibles, sont responsables du timbre particulier des steelpans. Une étude expérimentale a permis, via des analyses modales, de caractériser les vibrations de la structure, et d’observer des relations de résonances qui existe entre les différents modes. Un modèle théorique non linéaire présentant une résonance interne de type 1:2, a pu être validé par des mesures de vibrations en régime forcé, et rendre ainsi compte d’un comportement typique des steelpans.