S.I. - Violoncelle - Accoustique



Fonctionnement et rayonnement
des instruments à cordes

Instruments à cordes frottées par un archet
(violon, alto, violoncelle, contrebasse) :

écanique

e mouvement quasi rectiligne d'un archet sur une corde donne naissance à une oscillation transversale de cette corde qu'il est impossible de voir à l'oeil nu. Seul un fuseau, forme caractéristique, est visible.

orsque l'on ralentit et décompose le phénomène, on se rend compte que la corde adhère à l'archet, se déplaçant avec lui puis, lorsque la force entre l'archet et la corde dépasse une certaine limite de friction, l'archet laisse "partir" la corde qui alors glisse dans la direction opposée. Finalement la corde est ressaisie par l'archet.

ette succession de deux régimes, adhérence (stick) et glissement (slip) compose la période du son émis. A l'intérieur de la période, la répartition des deux régimes est fixée par la position de l'archet sur la corde.

a vibration des cordes seule rayonne, en interaction avec l'air qui les entoure, une quantité très faible de son.

e son de l'instrument, celui que nous écoutons, provient des vibrations du corps et du mouvement de l'air contenu à l'intérieur. Ce corps est composé de la table supérieure, du fond et des éclisses. La table et le fond sont reliés par l'âme, petite pièce de bois. L'air communique avec l'extérieur par les ouïes en forme de f. C'est le chevalet, par l'intermédiaire de ses deux "pieds" qui transmet la vibration des cordes à l'ensemble corps et cavité d'air.

ayonnement

e rayonnement de l'instrument dépend à la fois de la fréquence et de l'espace. Prenons l'exemple du violon. Pour cet instrument, le registre des basses fréquences correspond grosso modo aux fréquences des composantes fondamentales des notes jouées avec les deux cordes graves du violon (Ré3 et Sol2). Pour ces fréquences, le couplage entre les cordes et le champ rayonné se fait par l'intermédiaire de mouvements simples de la caisse et de l'air contenu.

es mouvements donnent naissance à différentes formes plus ou moins simples du rayonnement mais qui conservent quand même un caractère assez isotrope, c'est-à-dire assez identique dans toutes les directions.

ar contre pour des fréquences plus aiguës, les différentes zones de la table supérieure, du fond et des éclisses vibrent avec différentes amplitudes et phases, de manière généralement très complexe.

es modes de vibration, mélangés aux modes de la cavité d'air, donnent naissance à un rayonnement assez anisotrope, directif, qui de plus change radicalement d'une note à une autre.

our les différents instruments de cette famille la relation entre l'accord et les dimensions (et en cela les fréquences des principales résonances) ne se retrouve pas. Ainsi si l'alto est accordé à la quinte inférieure du violon, ses dimensions sont seulement 15% plus grands. On ne peut pas parler pour ces instruments de loi de similarité.

Instruments à cordes frottées par un archet
(violon, alto, violoncelle, contrebasse) :


écanique

e mouvement quasi rectiligne d'un archet sur une corde donne naissance à une oscillation transversale de cette corde qu'il est impossible de voir à l'oeil nu. Seul un fuseau, forme caractéristique, est visible.

orsque l'on ralentit et décompose le phénomène, on se rend compte que la corde adhère à l'archet, se déplaçant avec lui puis, lorsque la force entre l'archet et la corde dépasse une certaine limite de friction, l'archet laisse "partir" la corde qui alors glisse dans la direction opposée. Finalement la corde est ressaisie par l'archet.

ette succession de deux régimes, adhérence (stick) et glissement (slip) compose la période du son émis. A l'intérieur de la période, la répartition des deux régimes est fixée par la position de l'archet sur la corde.

a vibration des cordes seule rayonne, en interaction avec l'air qui les entoure, une quantité très faible de son.

e son de l'instrument, celui que nous écoutons, provient des vibrations du corps et du mouvement de l'air contenu à l'intérieur. Ce corps est composé de la table supérieure, du fond et des éclisses. La table et le fond sont reliés par l'âme, petite pièce de bois. L'air communique avec l'extérieur par les ouïes en forme de f. C'est le chevalet, par l'intermédiaire de ses deux "pieds" qui transmet la vibration des cordes à l'ensemble corps et cavité d'air.



ayonnement

e rayonnement de l'instrument dépend à la fois de la fréquence et de l'espace. Prenons l'exemple du violon. Pour cet instrument, le registre des basses fréquences correspond grosso modo aux fréquences des composantes fondamentales des notes jouées avec les deux cordes graves du violon (Ré3 et Sol2). Pour ces fréquences, le couplage entre les cordes et le champ rayonné se fait par l'intermédiaire de mouvements simples de la caisse et de l'air contenu.

es mouvements donnent naissance à différentes formes plus ou moins simples du rayonnement mais qui conservent quand même un caractère assez isotrope, c'est-à-dire assez identique dans toutes les directions.

ar contre pour des fréquences plus aiguës, les différentes zones de la table supérieure, du fond et des éclisses vibrent avec différentes amplitudes et phases, de manière généralement très complexe.

es modes de vibration, mélangés aux modes de la cavité d'air, donnent naissance à un rayonnement assez anisotrope, directif, qui de plus change radicalement d'une note à une autre.


our les différents instruments de cette famille la relation entre l'accord et les dimensions (et en cela les fréquences des principales résonances) ne se retrouve pas. Ainsi si l'alto est accordé à la quinte inférieure du violon, ses dimensions sont seulement 15% plus grands. On ne peut pas parler pour ces instruments de loi de similarité.