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Un trou d'harmonie (aussi appelé trou de tonalité, trou de résonance ou simplement trou) est une ouverture latérale dans le corps d'un instrument à vent qui, lorsqu'il est alternativement fermé et ouvert, change la hauteur du son produit. Les trous d'harmonie peuvent servir à des fins spécifiques, comme un trou de trille (qui offre un doigté alternatif adapté à cette ornementation au dépend d'une justesse ou d'une stabilité de la note jouée) ou un trou de registre (qui est utilisé pour atteindre un registre supérieur, en créant un ventre de vitesse). Un trou d'harmonie est, « dans les instruments à vent[,] un trou qui peut être bouché par le doigt, ou une clé, pour changer la hauteur du son produit[1]. »
Disposition des trous sur la perce modifier
Les fréquences de résonance de la colonne d'air dans un tuyau sont inversement proportionnelles à la longueur effective du tuyau. En d'autres termes, un tuyau plus court produit des notes plus aiguës. Pour un tuyau sans trou mais ouvert aux deux extrémités, la longueur effective est la longueur physique du tuyau, augmentée des deux petits volumes d'air juste au-delà des extrémités du tuyau qui sont également impliqués dans la résonance. Un trou ouvert n'importe où entre les deux extrémités du tuyau raccourcit la longueur effective du tuyau et augmente donc la hauteur des notes qu'il produit. Plus un trou ouvert est proche de l'extrémité d'excitation, plus la longueur effective restante est courte et plus la hauteur des notes est élevée.
À partir du trou utile à la note la plus grave, les trous sont percés sur le tube avec un espacement dépendant de la gamme choisie[2]. Pour une gamme tempérée, l'espacement entre les trous de demi-tons répond à la formule : , soit 6%[3].
![{\displaystyle r={\sqrt[{12}]{2}}=2^{1/12}\approx 1{,}059}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7640e386fb68a466a0f76e4ada3aae1dc4aa93d1)
En première approche, on considère qu'un trou du diamètre de la perce est équivalent à couper le tube à cet endroit[4].
La dimension d'un trou dans une position donnée modifie la longueur effective[4], il doit donc être remonté par rapport à la position attendue avec un tuyau coupé; plus le trou est petit, moins il réduit la longueur effective lorsqu'il est ouvert. Fermer le trou augmente la longueur effective et abaisse à nouveau la hauteur du son.
Trous fermés modifier
Cependant, un tuyau avec un trou fermé n'est pas acoustiquement identique à un tuyau sans trou ; la forme du bout du doigt (doigt fin ou épais), du tampon, l'éventuel résonateur, la forme du trou (cylindrique, conique...) et l'épaisseur de la paroi qui ferme le trou définissent un volume variable qui modifie le volume interne du tuyau et sa longueur effective. Ces trous fermés abaissent les notes produites.
Les différents volumes enfermés par les trous fermés piègent et affectent les harmoniques des composantes du spectre du son projeté, donc le timbre et l'homogénéité de l'instrument dans les différents registres[5].
« Les anciens disaient : les trous fermés « mangent le son ». »
— Ernest Ferron[5]
Un trou fraisé par l'intérieur est similaire à un trou cylindrique de diamètre plus large[6].
Trous ouverts modifier
Le son s'échappe et se projette par les trous ouverts de l'instrument ; ils permettent aux composantes spectrales élevées du son de se diffuser. Ces dernières sortent également par l'extrémité ouverte ou le pavillon[7].
La portion de perce située entre deux trous ouverts est appelée « bout mort »[7] et peut entrer en résonance si sa longueur est un multiple de d'harmonique du son joué et contribue à sa stabilité, à jouer les notes suraigu et les sons multiples.
L'emploi du barillet pour accorder un instrument impacte le rôle stabilisateur des « bouts morts »[7].
Lorsqu'il existent plusieurs trous ouverts, le premier trou ouvert (le plus proche de l'extrémité d'excitation) possède la plus grande influence sur la longueur effective du tuyau. Cependant, le fait de fermer les trous situés en dessous du premier trou ouvert sans fermer le premier trou peut également abaisser la hauteur du son de manière significative ; de tels « doigtés particuliers » peuvent souvent être utiles pour corriger la justesse d'une note ou exciter des sons polyphoniques. En général, la hauteur et le timbre des notes produites dépendent de la position, de la taille, de la hauteur et de la forme de tous les trous, qu'ils soient ouverts ou fermés. Des modèles théoriques permettent de calculer ces effets avec une certaine précision, mais la conception des trous d'harmonie et de la perce reste dans une certaine mesure une question d'essais et d'erreurs.
Application aux instruments à vent modifier
La plupart des instruments à vent de la famille des bois utilisent des trous d'harmonie pour produire différentes hauteurs de son. Deux exceptions sont la flûte à coulisse et la flûte harmonique.
La plupart des cuivres utilisent des soupapes, des pistons ou une coulisse à la place des trous d'harmonie, à l'exception des trompettes baroques à trous ou à clés (clarino...) et de l'ophicléide.
Cas des clarinettes modifier
Pour les clarinettes système Boehm, les trous ont tendance à être plus petits lorsque la longueur effective de la colonne d'air est courte et plus grands lorsque celle-ci est plus longue, c'est-à-dire que le rapport entre le volume des trous et le volume de la colonne d'air est à peu près constant. Il en résulte un haut degré d'homogénéité du son des différents registres. Dans le cas de la clarinette allemande système Oehler, ce rapport varie d'un registre à l'autre en raison d'une différence moindre entre les diamètres des trous, ce qui conduit à des caractéristiques propres dans le son des différentes positions et donc à une plus grande diversité de couleurs et à des différences sonores notables entre les différents modèles de clarinettes. Si, par exemple, une petite clarinette en mi bémol, une clarinette soprano en si bémol et une clarinette basse jouaient des gammes successives allant de la note la plus aiguë de la clarinette en mi bémol à la note la plus grave de la clarinette basse, on pourrait avoir l'impression qu'un seul instrument joue avec le système Boehm, alors qu'en utilisant des clarinettes allemandes, on entendrait exactement quand la clarinette suivante prend le relais.
« Souvent les clarinettes ne sont pas très homogènes parce que le fraisage (ou le non-fraisage) des trous n'assurent pas une bonne continuité dans la répartition du volume des trous en fonction du rapport diamètre / longueur de la perce.
En d'autres termes, le volume du trou doit être proportionnel au volume de la portion de perce qui lui est consacrée à partir du bec. Les trous sont donc logiquement plus grands en s'éloignant du bec et en suivant l'évasement de la perce. (...)
Les clarinettes allemandes de système Oehler n'ont pas le même nombre, ni les mêmes dimensions de trous que les clarinettes Boehm et ils ne sont pas placés aux mêmes endroits. Pour cette raison, même avec une perce identique, les deux instruments restent fondamentalement différents, surtout que le bec et l'anche diffèrent également.» »
— Ernest Ferron[8]
Bibliographie modifier
: document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.
- Ernest Ferron, Clarinette, mon amie, International Musique Diffusion, , 112 p. (OCLC 464203681), p. 29-35.
. - (en) Arthur H. Benade, « Writings of Arthur H. Benade », sur ccrma.stanford.edu, 1958 à 1969 (consulté le ).
Notes et références modifier
- (en) William Lines Hubbard, ed. (1908). The American history and encyclopedia of music, Volume 10, p.532. Squire.
- (en) Peter Hoekje, « Peter Hoekje's Musical Acoustics Page », sur homepages.bw.edu/~phoekje, (consulté le ).
- Ferron 1994, p. 29.
- Victor-Charles Mahillon, Les Éléments d'acoustique musicale et instrumentale: comprenant l'examen de la construction théorique de tous les instruments de musique en usage dans l'orchestration moderne, (lire en ligne).
- Ferron 1994, p. 30.
- Ferron 1994, p. 35.
- Ferron 1994, p. 31.
- Ferron 1994, p. 30-31.
Articles connexes modifier
Liens externes modifier
- « Placement des trous sur les instruments à vent », sur vents-sauvages.fr (consulté le ).
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