Brevet FR2618588A1 — publié le 19890127

INSTRUMENT DE MUSIQUE A CORDES TEL QUE GUITARE DESCRIPTION La présente invention concerne les instruments de musique à cordes, et plus spécialement les guitares, c'est-à-dire les instruments du type comprenant un corps de résonance, qui est constitue essentiellement d'une caisse et d'une table d'harmonie, et sur lequel sont tendues les cordes, les vibrations des cordes étant transmises au corps par l'intermédiaire d'un chevalet fixé sur la table d'harmonie. La figure 1 montre,en coupe longitudinale,un instrument de ce type, de conception classique, en l'occurence une guitare. Cette guitare comprend un corps de résonance (1) et un manche (2). Le corps de résonance (1) comprend une table d'harmonie (4) et une caisse constituée par un fond (3) et des éclisses(5) réunissant le fond (3) à la table d'harmonie (4). La table d'harmonie (4) est munie, du côté du manche (2), d'un trou circulaire (6) appelé rosace et comporte, à peu près dans sa partie médiane, une barre transversale (7) appelée chevalet et fixée par collage. Les cordes (8) de la guitare sont fixées et tendues entre l'extrémité libre ou tête du manche (2) et le chevalet (7). La table d'harmonie (4) est munie, sur sa face interne,de raidisseurs en forme de barres (11, 12) s'etendant respectivement transversalement de part et d'autre de la rosace (6) et longitudinalement en éventail. La barre (11) située du côté dû chevalet (7) constitue la barre d'harmonie et limite la partie la plus utile, vibrante, de la table d'harmonie (4). Des raidisseurs (10), appelés barres de fond sont également prévus sur la face interne du fond (3), transversalement à celui-ci. Enfin les éclisses (5) sont munies de renforts appelés contre-éclisses (13). Dans un tel instrument de musique, les cordes (8) constituent un système excitateur, tandis que le corps de l'instrument constitue un système de résonance qui entre en vibration sous l'effet du signal transmis. par les cordes afin d'amplifier celui-ci. Lorsqu'une corde (8) est relâchée après avoir été pincée, elle se met à vibrer et ses vibrations sont transmises à la table d'harmonie (4) par l'intermédiaire du chevalet (7) sur lequel elles sont fixées. Ces vibrations sont à leur tour transmises au reste du corps, à savoir les éclisses et le fond, de manière directe par la table d'harmonie, ainsi que de manière indirecte par l'intermédiaire du volume d'air contenu dans le corps et mis en vibration par la table d'harmonie. Toutes ces vibrations se combinent, se superposent pour donner le son de la guitare. Dans le système amplificateur, l'élément principal est la table d'harmonie, qui doit pouvoir entrer en résonance pour une grande gamme de sons. Cette exigence liée à l'acoustique est contrariée par le fait que la table d'harmonie doit résister à des efforts de traction importants exercés par les cordes tendues sur le chevalet, et doit donc être rigidifiée. Afin de ne pas trop augmenter le poids de la table d'harmonie, celle-ci est rigidifiée à l'aide des barres (11, 12). Or la barre d'harmonie (11) limite la taille de la table, tandis que les barres longitudinales (12) induisent des oscillations qui se superposent à celles de la table et conduisent à un amortissement de celles-ci. Le compromis entre ces différentes exigences, résistance mécanique de la table d'harmonie et qualités de résonance de celle-ci, est généralement obtenu en concevant la table d'harmonie de façon que celle-ci supporte l'effort exercé par les cordes avec une résistance mécanique proche du point de rupture. De ce fait, la guitare traditionnelle réalise un équilibre précaire et sa durée de vie. excède rarement quelques années. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de fournir un instrument de musique du type précité, et notamment une guitare, ayant une meilleure tenue mécanique dans le temps, ainsi que des qualités acoustiques améliorées par rapport aux instruments de ce type de conception classique. Un autre but de la présente invention est également de rationaliser la fabrication d'un tel instrument et d'en permettre une reproduction plus facile qu'avec les techniques de fabrication classiques. Ce but est atteint dans l'instrument de musique selon l'invention, qui est du type précité, en ce que les cordes sont fixées directement sur la caisse du corps de résonance et en ce que des moyens sont prévus pour permettre la transmission par le chevalet des vibrations des cordes à la table d'harmonie. De cette façon les parties mécaniques et acoustiques de l'instrument sont totalement dissociées et remplies par des parties différentes de celui-ci, la table d'harmonie n'assurant plus que le rôle de transmission et d'amplification des vibrations et-n'ayant plus à supporter lleffort de traction excerce par les cordes qui est repris intégralement par le reste du corps de l'instrument. La table d'harmonie, libérée de toute contrainte mécanique, peut donc être agrandie, amincie à volonté en fonction des seules préoccupations de rendement vibratoire. De plus, comme elle n'est plus soumise à une tension qui tend à la déformer, cette table peut conserver ses qualités acoustiques beaucoup plus longtemps, voire même en acquérir grâce au vieillissement qui n'est plus "contrarié" par une violente tension qui "distend" le bois. Selon une forme de réalisation avantageuse, un passage en forme de chicane est prévu pour chaque corde sur le chevalet. Cette disposition permet aux cordes de transmettre leurs vibrations au chevalet par appui latéral sur celui-ci. Des moyens de type taquet peuvent également être prévus pour presser chaque corde contre le chevalet afin de lui transmettre l'intégralité de leurs vibrations. Selon un mode de réalisation préféré, les parties du corps de l'instrument devant assurer les fonctions mécaniques sont réalisées en matériau composite, ce qui leur confère à la fois des qualités de légèreté et de résistance mécanique, tandis que la table d'harmonie peut être réalisée de façon classique en bois. Plus précisément, chacune de ces parties est constituée par une âme légère résistante en compression revêtue sur chacun de ses côtés de fibres de carbone liées avec de la résine type époxy. Cette conception permet d'éliminer les contre-éclisses. Dans le. cas d'une guitare, le manche, de même que les barres de raidissement éventuelles, seront constitués à l'aide de fibres de carbone disposées longitudinalement de façon à obtenir une résistance optimale dans le sens longitudinal. Par contre, le fond et les éclisses de la guitare seront réalisés à l'aide de tissu de carbone, de façon à avoir une résistance homogène dans toutes les directions pour chacune de ces pièces. Avantageusement aussi, la fabrication des différentes parties de la caisse sera réalisée par moulage ou par injection, ce qui permet, d'une part d'obtenir exactement le résultat souhaité, et d'autre part de reproduire ce résultat autant de fois que voulu. Ce procédé de fabrication par moulage ou injection est donc particulièrement avantageux, non seulement parce qu'il permet une bonne reproductibilité des résultats, liée à la bonne "reproductibilité" des qualités des matériaux employés par rapport aux matériaux traditionnels non homogènes, mais aussi parce qu'il permet une simplification de la fabrication puisque les différentes opérations de sciage, ajustage, collage ... traditionnelles sont remplacées par de simples moulages. De toute façon, l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques de celle-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé illustrant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée d'une guitare selon l'invention - Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'une guitare selon l'invention - Fig. 3 est, à échelle agrandie, une vue de dessus d'un détail de réalisation du chevalet - Fig. 4 est une vue selon la flèche IV de fig. 2 du chevalet selon une autre forme de réalisation - Fig. 5 est une vue de dessus du manche de guitare selon l'invention - Fig. 6 est une vue de côté du manche de fig. 5 - Fig. 7 est une vue en coupe transversale du moule pour la réalisation des éclisses rempli des différentes couches - Fig. 8 est une vue similaire à fig. 7 du moule pour la réalisation du fond - Fig. 9 est une vue en coupe longitudinale du corps de résonance de la guitare sans la table d'harmonie - Fig. 10 est une vue en coupe selon X.X. de fig. 2. - Fig. 11 est un diagramme comparé des courbes de son obtenues avec la guitare selon l'invention et une guitare classique. Dans les différentes figures 2 à 10, les différentes parties de la guitare similaires aux parties d'une guitare de conception classique seront désignées par les mêmes références que dans la fig. 1. La guitare selon l'invention est donc constituée d'un manche (2), d'un corps de résonance (1) comprenant une table d'harmonie (4), un fond (3) et des éclisses (5). Les cordes (8) sont fixées, d'une part sur la tête du manche (2), et d'autre part sur un cordier (15) qui est fixé sur les éclisses (5), du côté opposé au manche (2). Ces cordes (8) passent sur un sillet de tête (16) et sur le chevalet (7). Ainsi que le montre la fig. 2, les points d'appui des cordes (8) sur le sillet (16), le chevalet (7) et le cordier(15) sont alignés, de même que dans une guitare de conception classique pour le sillet et le chevalet. De ce fait les cordes (8) n'appuient pas sur le chevalet (7) et n'exercent donc aucune contrainte sur celui-ci. Ainsi que le montre la fig. 3, le chevalet (7) présente pour chaque corde (8) un passage (17) en forme de chicane, de sorte que chaque corde (8) prend appui latéralement sur celui-ci à l'entrée (17a) et à la sortie (17b) de la chicane. Cette disposition permet aux cordes (8) de transmettre leurs vibrations au chevalet (7) sans pour autant exercer de contrainte sur celui-ci. Le passage en forme de chicane peut être remplacé, comme montré à la fig. 4, par un taquet (20) fixé sur le chevalet (7) par des vis (20a) ou similaires. Ce taquet (20) présente à sa face inférieure des évidements (21) en forme de I/2 cercle correspondant à des évidements également en forme de 1/2 cercle (22) du chevalet (7). Chaque paire d'évidements (21,22) est destinée à recevoir une corde (8). Le taquet (20) presse chacune des cordes (8) contre le chevalet (7), et permet donc la transmission des vibrations de celles-ci au chevalet. Cette guitare fonctionne exactement de la même façon que les guitares de conception classique, à savoir que les vibrations des cordes (8) sont transmises par le chevalet (7) à la table d'harmonie (4), et par celle-ci au reste du corps de l'instrument. La seule différence réside dans le fait que la table d'harmonie (4) nta plus à assurer de fonction mécanique mais simplement une fonction vibratoire et qu'elle peut de ce fait être allégée et modifiée dans sa forme et sa structure. La table d'harmonie (4) est donc ici simplement en bois massif, tel que de l'épicéa ou du cèdre mais peut être également réalisée en matériau composite, ces matériaux étant choisis uniquement en fonction de leurs qualités acoustiques. Elle peut être également légèrement nervurée, à l'aide de barres en bois ou en matériau composite de façon à lui assurer une certaine tenue. Cependant ces barres seront choisies de façon à obtenir un bon rendement vibratoire et sans aucune exigence de résistance mecanique. La fig. 10 montre un exemple de réalisation de barres de raidissement de la table d'harmonie (4). Celles-ci comprennent des barres (24) s'étendant longitudinalement et pratiquement parallèlement les unes aux autres depuis la rosace (6) jusqu'a proximité du cordier (15). Les barres transversales (11) des guitares de conception classiques sont ici remplacées par une seule barre (25) de forme cintrée s'étendant autour de la rosace (6), d'une éclisse (5) à l'autre. La partie de la table d'harmonie, qui est constituée par la partie située en-dessous de la barre (25) dans la fig. 6, est donc beaucoup plus grande que dans les guitares de conception classique (cf. fig. 1), ce qui permet d'améliorer notablement le rendement vibratoire de la table d'harmonie. Les autres parties de la guitare, caisse et manche, sont par contre conçues en matériau composite de façon à reprendre la tension des cordes et à constituer une structure autoporteuse. Les différentes barres de fond, et contre-éclisses des guitares classiques peuvent être alors supprimées. La rigidité du corps de la guitare est cependant augmentée dans ladirection longitudinale à l'aide d'une ou plusieurs ~ poutres (30) en fibres de carbone unidirectionnelles fixées longitudinalement à l'intérieur du corps (1) de la guitare (cf. fig. 2 et 9). Ces différentes parties sont fabriquées de la façon suivante. Ainsi que le montrent les fig. 5 et 6, le manche (2) est réalisé à partir d'un manche de fabrication classique en bois massif. Une saignée (26) longitudinale est ménagée sur tout le pourtour du manche dans l'axe longitudinal (29) de celui-ci. Cette saignée a une largeur e égale à 8 mm et une profondeur p égale à 5 mm. Elle est garnie de fibres de carbone unidirectionnelles (27) liées avec de la résine époxy telle que celle vendue sous la dénomination "CIBA 3052 A et B". Le tout est mis en étuve à 300C pendant 36 heures de façon à obtenir une structure homogène par polymérisation. Les poutres (30) (cf. fig. 2 et 9) sont constituées par des tubes industriels, en fibres de carbone unidirectionnelles, de section ronde de 14 mm de diamètre et d'épaisseur de paroi égale à 3 mm. On notera que l'emploi de fibres de carbone unidirectionnelles pour le manche (2) et les poutres (30) permet d'obtenir une résistance optimale dans le sens longitudinal c'est-à-dire dans la direction où s' exercent les efforts créés par la tension des cordes. Les éclisses (5) sont réalisées avec un noyau de balsa (31) en bois debout de 5 mm d'épaisseur, recouvert de part et d'autre d'une couche (32) de tissu de carbone bidirectionnel à 450 de 2809 au m2. Sur la face externe de chaque éclisse (5) est également placée une couche (33) de placage de palissandre de 1,3 mm d'épaisseur. Le noyau en balsa (31) et le placage (33) sont formés à la forme de l'éclisse (5), à chaud, à l'aide d'un fer à ployer traditionnel. Le noyau en balsa (31), le placage (33) et les deux couches (32) de tissu de carbone sont séchés en étuve, préalablement au collage, pendant deux heures à 300C. Ensuite, le placage (33), une première couche de tissu de carbone (32), le noyau (31), et la seconde couche de tissu de carbone (32) sont placés successivement dans un moule (35) à la forme de l'éclisse, enduit d'agent de démoulage. Ces différentes couches (31, 32, 33) sont imprégnées de résine époxy au fur et à mesure de leur introduction dans le moule (35). Le tout est recouvert d'un tissu anti-adhésif débordant d'environ 2 cm sur toute la largeur du moule. L'ensemble est ensuite entouré d'une enveloppe en matière plastique (telle que du polyéthylène) étanche, dans laquelle le vide est fait au moyen d'une pompe, et est placé dans une étuve à 400C pendant 24 h. Le fond (3) de l'instrument est, de même que les éclisses, constitué d'un noyau de balsa (31) en bois debout recouvert de part et d'autre d'une couche (32) de tissu de carbone bidirectionnel à 450 de 280 g au m2, et revêtu sur sa face externe (33) d'un placage en palissandre, ces différents éléments étant intimement liés les uns aux autres à l'aide de résine époxy, par moulage sous vide à 400C pendant 24 h dans un moule (36). La seule différence, par rapport à la réalisation des éclisses, réside dans le fait que le-noyau de balsa et le placage ne sont pas formés à chaud, étant donnée la faible courbure du fond (3) de la guitare. Le montage de la guitare s'effectue de façon classique en ce qui concerne les éclisses (5), le fond (3) et la table d'harmonie (4). En effet, les éclisses (5) sont montées, après démoulage, sur le manche (2) de la guitare au moyen de mortaises (non représentées sur le dessin) ménagées dans celui-ci, et dans lesquelles les extrémités des éclisses sont introduites et collées. Ces éclisses sont par ailleurs réunies à leur autres extrémités et collées sur un tasseau (40), (cf. fig.9) l'alignement et l'ajustage étant vérifiés sur un marbre sur lequel est dessiné le contour complet de la guitare. Les poutres (30) destinées à assurer la rigidité du corps (1) sont enfoncées dans des trous (30a) correspondants, ménagés dans le talon (2a) du manche (2) et dans le tasseau (40). Le fond (3) et la table d'harmonie (4) sont ensuite collés de chaque côté des éclisses de façon traditionnelle. On notera que la guitare selon l'invention permet d'obtenir des qualités acoustiques bien supérieures aux guitares de conception classique. Des essais ont montré qu'elle permet d'obtenir un niveau sonore plus important aussi bien dans les sons graves que dans les sons aigus et que le son obtenu avec celle-ci est beaucoup plus riche en harmoniques, donc bien meilleur, ainsi que le montre la fig. 11 dans laquelle la courbe A est l'enveloppe des harmoniques obtenues avec une guitare selon l'invention. La courbe B de cette fig. 11 est l'enveloppe des harmoniques obtenues avec une guitare de conception classique. En ordonnées sont portées les amplitudes en décibels et en abscisses les fréquences en hertz. Ces essais ont été effectués avec une même corde (le LA cinquième) sollicitée de façon identique dans les 2 cas. Bien entendu il va de soi que la présente invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisations montrés ci-avant. C'est ainsi que par exemple des moyens autres que ceux à chicane ou à taquet pourraient être prévus pour transmettre les vibrations des cordes à la table d'harmonie. De même la table d'harmonie peut être réalisée en matériau composite. Des matériaux composites autres que ceux cités ci-avant pourraient être utilisés sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Enfin, celle-ci ne se limite pas aux guitares mais à tous les instruments de musique du même type. REVENDICATIONS 1 - Instrument de musique à cordes tel que guitare du type comprenant un corps de résonance (1), constitué d'une caisse (3,5) et d'une table d'harmonie (4) et sur lequel sont tendues les cordes (8), les vibrations des cordes (8) étant transmises au corps de résonance (1) par l'intermédiaire d'un chevalet (7) fixé sur la table d'harmonie (4), caractérisé en ce que les cordes (8) sont fixées directement sur la caisse (3,5) du corps de résonance et en ce que des moyens (17,20) sont prévus pour permettre la transmission par le chevalet des vibrations des cordes (8) à la table d'harmonie (4). 2 - Instrument de musique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un passage (17) en forme de chicane est prévu pour chaque corde (8) sur le chevalet (7). 3 - Instrument de musique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de type taquet (20) pour presser chaque corde (8) contre le chevalet (7). 4 - Instrument de musique selon l'une quelconque des revendications 1 -à 3, caractérisé en ce que les parties (2,3,5) du corps de l'instrument devant assurer les fonctions mécaniques sont réalisées en matériau composite. 5 - Instrument de musique selon revendication 4, caractérisé en ce que la table. d' harmonie (4) est réalisée en matériaux choisis uniquement en fonction de leurs qualités acoustiques. 6 - Instrument de musique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le cas d'une guitare, le manche (2) de celle-ci est réalisé en bois massif et comprend une saignée longitudinale (26) ménagée selon son axe longitudinal, sur tout le pourtour de celui-ci et garnie de fibres de carbone unidirectionnelles (27) liées avec de la résine époxy. 7 - Instrument de musique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éclisses (5) et le fond (3) sont réalisés par moulage sous vide dans un moule (35, 36) dans lequel sont placés successivement, un placage (33), une première couche de tissu de carbone (32), un noyau (31) en bois debout, une seconde couche de tissu de carbone (32), ces différentes couches étant imprégnées au fur et à mesure de résine époxy. 8 - Instrument de musique selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour la fabrication des éclisses (5), le noyau (31) en bois debout et le placage (33) sont formés à la forme de l'éclisse (5) à chaud, préalablement à leur introduction dans le moule. 9 - Instrument de musique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une poutre (30) en fibres de carbone fixée longitudinalement à l'intérieur du corps (1) de la guitare. 10 - Instrument de musique selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la table d'harmonie (4) comporte des barres de raidissement (24, 25) conçues et disposées uniquement de façon à obtenir un rendement vibratoire optimal.