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Les harmoniques chez les bois

 

Partie 5

 

La création du son au saxophone

     Dans cet article, nous partons du principe que l'ensemble de La création du son à la clarinette est acquis. Si vous avez des doutes, n'hésitez pas à le relire ou l'ouvrir en parallèle afin de vérifier les notions sur lesquelles nous nous appuierons.

     La grande différence entre ces deux instruments, connue des musiciens s'intéressant à la lutherie des instruments à vents, est que la clarinette est un tuyau cylindrique alors que le saxophone est un tuyau conique. Mais que signifie cette différence ? Et en quoi est-elle si importante concernant l'acoustique des instruments ?

 

Mise en contexte rapide sur la création du son à la clarinette

 

  • En soufflant dans un système bec-anche, les vibrations périodiques de l'anche permettent des variations du flux d'air.

  • Ces variations, sous forme d'ondes de dépression et de pression, sont transmises par le bec à la clarinette qui servira de résonateur.

  • Pour chaque période du son (440 fois pour un la 440Hz par exemple), un cycle complexe se déroule entre le système bec-anche et le premier trou ouvert de la clarinette (le cycle est détaillé ici).

  • L'accumulation d'un nombre suffisant de périodes permet la création du son de la clarinette.

  • Au cours d'une période, l'onde doit parcourir 4 fois la distance bec - premier trou ouvert. Ainsi, l'équation mettant en relation la fréquence du son F, la vitesse du son dans l'air c et la longueur du tuyau L est :

 

Et au saxophone ?

     Contrairement à la clarinette dont le tube est cylindrique, le tube du saxophone est conique. Il est aussi important de noter que le cône formé par le tube du saxophone n'est pas complet : il manque le sommet (son comportement serait différent dans le cas d'un cône complet). Voici un extrait de l'article Le rythme des anches de Jean-Pierre DALMONT et Jean KERGOMARD, publié dans Pour La Science n°373 disponible à cette adresse.

 

     La fréquence du son dépend alors de la longueur du tuyau et de celle imaginaire permettant d'aller jusqu'au sommet du cône.

 

Les harmoniques du saxophone

     Chez la clarinette, du fait des rebondissements d'ondes entre le bec et le premier trou ouvert (détaillés dans Une période), il doit y avoir un noeud de pression au niveau du bec lorsqu'il y a un ventre au niveau du premier trou ouvert ou inversement. Et nous avons déjà vu que cette configuration imposait une fragmentation impaire de la longueur entre le bec et le premier trou ouvert pour les harmoniques.

     Dans le cas du saxophone la réflexion de l'onde au début imaginaire du cône permet d'avoir le même état (noeud ou ventre) à chaque extrémité, quelle que soit la position du bec dans ce cône complet.


     Ainsi, les divisions paires comme impaires sont permises et il est possible d'obtenir l'ensemble des rangs d'harmoniques :

 

     Les rangs ne seront pas tous égaux : plus nous observerons un harmonique de rang élevé, plus il sera atténué du fait de la dissipation d'énergie plus rapide pour les hautes fréquences. À cela, des détails de lutherie permettront d'atténuer ou augmenter certains rangs d'harmoniques, mais il s'agit là d'un travail fin et complexe.