L'orgue de barbarie de Bernard et Philippe

L'orgue de barbarie de Bernard et Philippe

ondes et pulsations

plusation.jpg

 

Une onde sonore sinusoïdale est une onde pure sans harmonique ceci n'existe pas dans la nature mais peut être produit en laboratoire.

forme sin.png

 

Une onde de  forme carrée est une onde résultant de la superposition d'une fondamentale avec toutes les harmoniques impaires.

C'est le cas de nos bourdons.

forme car.png

 

 

L'évolution de la forme du signal en fonction du nombre d'harmoniques:

ondes carrés.gif

 

 

 

Une onde  en dents de scie est une onde résultant de la superposition d'une fondamentale avec toutes les harmoniques paires et impaires.

C'est le cas de nos flûtes ouvertes.

forme scie.png

 

évolution de la forme du signal en fonction du nombre d'harmoniques:

ondes dent de scie.gif

 

 

 Un petit  programme de synthèse de signal périodique pour  manipuler ces notions

 

les mouvements de l'air dans la zone de l'extrémité d'un corps de flûte ne sont pas simplement des oscillations avec une forme d'onde symétrique entre l'entrée et la sortie de l'air, mais des pulsations de formes différentes entre la sortie qui est un jet d'air comme à la sortie d'un canon et la rentrée qui est diffuse et aspire l'air de toute part autour de cette extrémité.

 

forme entre-sortie.png

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Une expérience illustre cette dissymétrie:

En approchant une flamme de bougie à l'extrémité d'une flûte en train de jouer et dans son prolongement la flamme est repoussée vers l'extérieur et peut même être soufflée.

Alors que présentée sur le coté de cette même extrémité une flamme de bougie semble attirée vers la flûte.

 

forme sortie.png  forme entrée.png

il y a plus d'air qui sort que d'air qui rentre, résultat: un courant sortant      

 

Si l'on a aussi en mémoire qu'à l'extrémité d'un corps de flûte l'onde stationnaire (plane à l'intérieur du corps) se raccorde avec l'onde sphérique de propagation dans l'air avec un ventre fictif (qui allonge fictivement la longueur acoustique) en raison  du rayonnement et qu'il faut aussi prendre en compte la forme dissymétrique de cette onde, on comprend mieux pourquoi les physiciens et les acousticiens peinent à observer, comprendre , analyser pour prévoir, en mettant en équation ce phénomène vibratoire qui ne peut se décrire comme une simple oscillation des molécules de l'air autour d'une position moyenne, en faisant comme on le voit parfois, un simple parallèle avec un oscillateur électrique et une onde sinusoïdale théorique trop éloigné des conditions réelles rencontrées dans nos flûtes.

 

C'est aussi cette particularité qui explique l'utilité des pavillons des instruments à vent de la famille des cuivres ou des bois qui modifient la forme de l'onde entre la sortie et la rentrée et donc en modifie les caractéristiques par l'intermédiaire du timbre.

 

C'est cette pulsation qui explique aussi pourquoi on peut observer par strioscopie qu'un vortex stabilisé du coté de la bouche, passe plus de temps en dehors de la bouche qu'en dedans, à chaque période, car il est chassé avec plus d'énergie pour en sortir et de façon plus diffuse à la rentrée donc avec moins d'énergie.

 

 

 

C'est ce qu'explique Bouasse dans son livre "tuyaux et résonateurs" page 59;

https://static.blog4ever.com/2010/06/419759/pulsation-1-2.png

 

Si les explications de Bouasse vous semblent trop compliquées et les miennes trop simplifiées voici celles récentes d'un chercheur français, Bastien Mallaroni, dans une thèse sur le sujet avec des notions particulièrement exactes et actuelles qui montrent que la recherche sur le sujet progresse, mais devient de moins en moins accessible au grand public comme aux luthiers professionnels.

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06/05/2017
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