Analyse de la production du son des instruments de la famille des cuivres
Le contrôle d'un instrument de musique par l'action du musicien est un processus complexe. Une problématique scientifique actuelle est de décrire de manière réaliste les mécanismes couplés faisant interagir un résonateur acoustique (l'instrument) avec un oscillateur (le musicien) assurant la production du son.
Développement d'une nouvelle bouche artificielle caractérisable
Stage de Nadège Botovolasoa (de mars à juillet 2018)
Des dispositifs appelés "bouche artificielle" sont utilisés depuis de nombreuses années pour reproduire expérimentalement l'action du musicien. Contrairement à des mesures directes sur musicien, leurs utilisations assurent une indépendance des contrôles de l'oscillation (pression d'alimentation et interaction avec l'embouchure). Cela permet d'étudier précisément les conditions de production du son en s'affranchissant de l'interaction qu'a le musicien avec l'instrument.
Jusqu'à présent les bouches artificielles sont développées par mimétisme morphologique de l'action de la bouche du musicien sur l'embouchure. D'un point de vue scientifique cela ne s'avère pas complètement satisfaisant puisqu'il reste très difficile, voire même hasardeux, d'identifier les paramètres physiques imposés par les bouches artificielles actuelles.
L'objectif de ce travail est de développer un nouveau type de bouche artificielle dont les paramètres physiques sont caractérisables. Pour cela on s'affranchit de tout mimétisme morphologique en utilisant une membrane souple qui assure par effet valve la conversion d'un jet d'air en différence de pression. Expérimentalement, les propriétés mécaniques de la membrane sont mesurées par vibrométrie laser. Ces données viennent alimenter un modèle d'oscillateur à un degré de liberté représentant l'action du musicien. Pour un instrument donné et par analyse de stabilité linéaire, il est alors possible d'anticiper le réglage optimal de la bouche artificielle pour une production du son sur un registre donné.
Estimation des paramètres équivalents au jeux du musicien de la famille des cuivres
Stage de Justin Hannebicq (de mars à septembre 2018)
L'action du musicien sur son instrument est couramment modélisée sous forme d'un oscillateur acoustique. Une zone d'ombre qui persiste dans la littérature est le choix des paramètres physiques de cet oscillateur équivalent. Cette problématique est particulièrement cruciale pour les modèles d'instruments de la famille des cuivres où le couplage entre l'oscillateur et le résonateur est fort. En effet, la fréquence de vibration des lèvres du musicien est très proche des fréquences de résonance de l'instrument ce qui conditionne en grande partie la justesse du son produit.
Dans ce contexte, ce travail de recherche vise à estimer des paramètres physiques équivalents au jeux du musicien de la famille des cuivres. En particulier, l'ordre de grandeur de quantités telles que la fréquence de résonance, le facteur de qualité et la masse en vibration sont recherchées sur les premiers registres de la trompette. Ce travail se base sur des mesures de la pression et de la fréquence au seuil de l'auto-oscillation produit par des musiciens (thèse de Lionel Velut, LMA 2016). L'utilisation de l'analyse de stabilité linéaire permet alors de systématiser une étude paramétrique visant à mieux cerner l'ordre de grandeur des paramètres physiques reproduisant avec le modèle les mêmes émergences mesurées.