Fonctionnement et rayonnement des instruments à vent :

Les Bois
(flûte, hautbois, clarinette, basson, saxophones)

 

 

ans la famille des cuivres, on désigne par "anche" les lèvres de l'instrumentiste, qui jouent un rôle similaire aux anches des bois. Si, pour les premiers, on qualifie l'anche de "forte" ("forte" car elle peut dominer la vibration de la colonne d'air), la famille des bois se caractérise par le rôle prépondérant du tuyau. Pour la clarinette par exemple, la masse et la rigidité de l' anche sont telles que cette dernière est constamment synchronisée, asservie sur une fréquence de résonance du tuyau.

 

 

 

' anche double donne naissance à un spectre généralement plus riche que l'anche simple.

Les formes (perces) des bois sont plus simples que celles des cuivres, cependant celles-ci ne sont pas aussi régulières que l'aspect extérieur le laisse supposer. La clarinette et la flûte ont une forme interne approximativement cylindrique, contrairement au hautbois, au basson ou au saxophone dont la perce est conique. Cette forme et les conditions d'ouverture et de fermeture aux extrémités déterminent si l'instrument va "octavier" ou "quintoyer". Ainsi pour le même doigté de la flûte, instrument cylindrique et ouvert à ses deux extrémités, il est possible d'émettre successivement deux notes, à l'octave l'une de l'autre, simplement en forçant le souffle. Il existe, selon les instruments, un ou plusieurs trous de registre qui facilitent ce passage à l' octave ou à la quinte.

 

 

 

omme pour les cuivres, la source acoustique principale est la vibration de la colonne d'air mais dans leur cas, la transmission se fait par plusieurs orifices : l'extrémité du tuyau (parfois appelé pavillon s'il est évasé), les trous latéraux dont la distribution dépend du doigté joué, mais aussi la bouche pour la famille des flûtes (flûte traversière ou à bec).

 

a présence de plusieurs sources engendre un phénomène d'interférences et donc des directivités très complexes et différentes chaque fois que l'instrumentiste change de doigté. Cependant on peut définir pour ce réseau de trous, même s'il n'est pas tout à fait régulier, une fréquence de coupure à peu près constante sur tout le registre. Les propriétés du réseau sont telles que au-dessous de cette frontière tous les trous rayonnent en phase, le premier trou ouvert à partir de l' anche étant le plus intense. Le rayonnement est alors isotropique. Pour la clarinette cette fréquence est voisine de 1300Hz.

 

 

 

u-dessus de cette fréquence, aux moyennes fréquences, tous les trous rayonnent avec des amplitudes et des phases différentes. Des "lobes" de directivité apparaissent sur le côté de l'instrument dont l'inclinaison par rapport à l'axe dépend de la fréquence (ous sommes dans la plage de fréquences situées entre 1300 et 5000 Hz pour la clarinette). Enfin aux hautes fréquences, seule l'extrémité rayonne. Placer le microphone devant cette extrémité favorise les fréquences aiguës.

 

 

our la flûte traversière, la bouche est parfois un émetteur aussi intense que les autres sources. Pour un doigté pour lequel les deux seules sources sont la bouche et l'extrémité, nous avons alors une bonne illustration d'interférences. Pour les harmoniques pairs, les deux sources sont de même amplitude mais en opposition de phase. En se plaçant à égale distance de ces deux sources il y a annulation totale du son. Par contre pour le fondamental et les harmoniques impairs, les deux sources sont en phase et le rayonnement omnidirectionnel.

 

 

 

a fréquence de coupure, caractéristique du réseau de trous, varie avec l'espacement et la dimension des trous. C'est une des différences entre les instruments de type "Boehm" (grande taille des trous relativement au diamètre de l'instrument comme pour la clarinette actuelle) et les instruments de type "baroque" (trous étroits et espacés comme pour le basson de type Heckel ou Buffet). Un instrument de type "Boehm" a une fréquence de coupure plus élevée qu'un instrument "baroque", il sonne donc plus clair.

 

 

 

ous avons déjà signalé pour ces instruments, et dans le cas de fréquences inférieures à la fréquence de coupure, que le rayonnement était omnidirectionnel. Le premier trou ouvert est alors la source la plus intense et chaque fois que le doigté change on a l'impression que la source bouge. Cet effet est encore plus exagéré pour les instruments longs comme la clarinette basse et bien entendu dans le cas d'une écoute ou d'une prise de son rapprochées.

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