Brevet FR2626707A1 — publié le 19890804

INSTRUMENT A CORDES PINCEES OU FRAPPEES MUNI DE RESONNATEURS A MEMBRANES La presente invention concerne un instrument de musique a cordes pincees ou frappées å l'aide d'un clavier et son mode de réalisation. Le son emis par une corde se décompose en une série de partiels, pour une corde sans raideur ces partiels sont appeles des sons harmoniques, multiples entlers du son fondamental C'est la raison pour laquelle les facteurs d'instruments ont toujours recflercne oes conditions oe fonctionnement telles que les sons produits soient quasiment harmonloues Pour le clavecin comme pour le piano il y a intérêt, particulièrement Pour les sons graves à avoir des cordes longues et peu raides, correctement tendues Des que l'on raccourcit trop les cordes pour les sons graves on est obligé d'en augmenter le diamètre ce qui accroit corrélativement la raideur et rend un son faux, cest a dire in@armonique Le e calcul de cette in@armonicité est un resultat classique (Rayleih), il montre que plus la corde est raids, plus les partiels divergent de la série d'un son harmonique (intervalle constant entre e le; composantes) oans e sens d'un accroissement des intervalles entre les partiels Considéront ma@@tenant une corde théorique sans raideur dont l'une des extrémités est solidaire oun Doint d'attache mobile; ce point d'attache est caractérisé par une masse M et un coefficient d'élasticité K, le calcul de l'inharmonicité du son résultant est un résultat tout aussi classique (boutasse) donnant la fréquence du partiel en fonction de son rano et des parametres M et K du point d'attache, il montre que les partiels du son divergent de ceux d'un son harmonique dans le sens d'un resserrement des intervalles entre les partiels. Le calcul de l'inharmonicité de raideur (corde courte, grave et peu tendue) et de l'inharmonicité de couplage au chevalet permet de connaitre la valeur des divers paramétres pour aue les aeur effets se compensent, afin d'obtenir dans des conditions ad hoc un son harmonique. L'invention a pour objet les moyens particuliers mis en oeuvre pour atteindre ce resultat; l'objectif etant de reahser un instrument de petite taille (donc avec des cordes très courtes), susceptible d'être portatif et léger, possédant néanmoins la tessiture du clavecin ou du p@ano, avec un timbre sonore musical. A cet effet, I'invention concerne un instrument de musique à cordes pincées ou frappées comprenant un clavier, des mécanismes de transmissions du mouvement de chacune aes toucnes du clavier à des moyens (marteaux ou sautereaux) cooperant avec chacune des cordes, celles-çi étant tendues parallélement entre elles dans un plan. Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention chacune des cordes est assoclée a une cavité résonnante formée par un caisson dont la parol supérieure est constituée par une membrane, au moyen d'un chevalet supporté par la dite membrane. En d'autres termes la présente invention concerne par l'une de ses caractéritioues le système de couplage de cordes très courtes, graves et faiblement tendues à un corps de résonnance tout en permettant l'obtention d'un son harmonique. Plusleurs instruments à plectre extra-européens utilisent des peaux pour membranes comme le târ iranien, le qânùn turc ou bien le sarod indien, mais aucun d'eux n'a une tessiture dépassant deux octaves alors que les instruments européens ont au moins quatre octaves et demi. Dans l'invention la masse du chevalet représente la masse M du point mobile et l'élasticite de la membrane represente le coéfficient K. On voit qu'ainsl on peut compenser l'inharmonicité due à la faible longueur de la corde, et ce de manière simple en louant sur la masse du chevalet et l'élasticité de la membrane. Pour réaliser les conditions correctes de couplage sur une grande etendue fréquentlelle du graves a. I'aigü, le chevalet possède plusieurs pieds qui reposent sur des membranes de tailles différentes, elles-mêmes constitutives de cavités rèsopnantes de volumes différents. Le rayonnement acoustique se lait principalement par les membranes. Ces membranes peuvent être de matériaux divers tel que: organiques, parchemins, peaux de poissons, etc...; synthetiques, polyester, etc...; ou bien encore metalliques La pression acoustique à l'intérieur des cavités est trés importante et le rayonnement des seules membranes n'évacue pas toute l'énergie acoustique. aussi afin d'augmenter le renouement acoustique de l'instrument, il y a interet à mettre en. communication le volume intérieur des cavités avec l'extérieur par l'intermédiaire de cornets acoustiques, par exemple, de type exponentiel et de taille adaptée, ou bien par I'intermedlaire d'autre cavites resonnantes, ou bien encore par les deux sytemes à la fois. L'orifice par lequel s'effectue la mise en communication pouvant être variable au gré du musicien, realise alors un moyen pour modifier le timbre et le sonorité de l'instrument Pour rendre l'instrument facile à construire et réparer, il a été conclu modulaire. Alnsl l'ensemble acoustique (cordes + résonnateuri d'une part, le clavier d'autre part constituent des éléments totalement séparés et indépendants qui peuvent être associés dans un meuble simple en forme de coffre, équipé accéssoirement d'un piétement. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée çi-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires 11 sera fa't référence aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 illustre schématiquement les divers éléments de l'instrument -la figure 2 est un plan de la vue de dessus de l'instrument. la figure 3 montre le sytème des résonnateurs. -la figure 4 permet de voir l'orifice à section variable qui met en communication l'intérieur du résonnateur avec l'extérieur, c'est à dire soit un cornet acoustique, soit un autre resonnateur. En se rePortant tout d'abord à la figure 1 on voit, schématiquement représenté, un Instrument d@ type clavecin, conforme à l'invention. Celui-çi comporte un ensemble acoustique A comprenant un support plan 1 pouvant notament étre en forme de caisson, de forme généralement rectangulaire et à la surface duquel sont tendues des cordes 2, comme on le verra sur les figures cl-après, parallèlement à l'une des diagonales du rectangle En 3 sont représenté les chevilles de mise en tension des cordes alors qu'en 4 sont les pointes d'attaches qui sont symbolisées.Les cordes passent sur un cnevaiet 5 (ici une barre continue) prenant appul sur quatre membranes 6a, 6b, 6c, 6d, qui forment les parois supérieures de cavités résonnantes représentées plus en détail en regard des figures suivantes. Sous le support supérieur 1, un clavier B est schématiquement représenté avec des touches 7 qui par l'intermédiaire de leviers et de sautereaux, agissent sur les cordes 2 au travers d'orifices prévus (registre) dans le corps 1. Les leviers de lialson des toucnes aux sautereaux peuvent entre disposés en bials de manière a prendre en compte la disposition diagonale des cordes et l'encombrement des cavités résonnantes. Un coffre C -qul reçolt le clavier B et l'ensemble acoustique A, comporte un couvercle 8 pouvant jouer le rôle de déflecteur acoustique, tout en permettant la fermeture complète de l'instrument pour son transport- peut être équipé d'un pietement D La figure 2, qui est un schéma vu de dessus des ensembles A et B superposés, montre en 9 la zone dans laquelle les sautereaux traversent le support 1 pour atteindre les cordes, le trait mixte 10 symbolisant la forme coudée des leviers de liaison des touches et des sautereaux sous le support 1. La figure 3 est une vue de détail illustrent la constitution des cavités résonnantes il a à Il d qui portent respectivement les membranes 6a à 6d. Le chevalet 5 repose sur les membranes au moyen d'un pied i 2a à 12d placé au centre de chacunes d'elles Des orifices i 3a à 13d font communiquer les cavités résonnantes avec l'extérieur pour favoriser l'évacuation de l'énergie acoustique. On notera la progression de la dimension des résonnateurs ( la-l 1 1d). En effet, plus la corde est grave -donc longue- plus le volume du résonateur doit être important, ainsl que la surface de sa membrane (6a-6d). Ces orifices 13a à 13d peuvent ètre associés soit à d'autre volumes résonnants soit à des cornets acoustiques non représentés. Leur dimension peut étre réglée par l'instrumentiste au moyen d'organes prévus à cet effet et accessibles à l'extrémité droite du clavier comme illuté en 14 sur la figure 1. La figure 4 fait apparaitre le système utilisé pour faire varier la section de la lumière 13 au moyen de la tirette 15 coulissant dans la rainure 16 disposé en façade d'une cavité résonnante 11. On peut ainsl modifier le couplage du résonateur il avec l'extérieur et donc modifier le timbre et la sonorité de l'instrument. L'lnvention trouve une application intéressante dans le domaine de la facture des instruments à cordes notament du type clavecin ou piano. En effet, on peut tout à fait prévoir des marteaux agissant sur les cordes , placées dans un plan vertical ou horizontal, et rechercher en déterminant les dimensions des cavités résonnantes, la tension des membranes et de leur surface, ainsi que de la longueur, la masse et la tension des cordes, un timbre de piano. REVENDICATIONS 1- Instrument de musique a cordes pincées ou frappées comprenant un clavier (7), des mécanismes (10) de transmission du mouvement de chaque touche du clavier au moyen de marteaux ou de sautereaux cooperant avec chaque cordes (2), celles-ç@ étant associées à des cavités résonnantes (11a-11 d) -formées par un caisson et fermée par une membrane (6a-6d)- au moyen d'un chevalet (5) supporté par les membranes. 2- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de cavités résonnantes ( 1 le- 1 1d) de dimension décroissante avec la longueur des cordes et dont les membranes (6a-6d) portent un chevalet unique ( 5 ) pour toutes les cordes accouplées aux membranes par des pieds 12). 3- Instrument selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que chaque cavité (11) dédouche sur l'extérieur par un orifice (13), formant cornet acoustique dont l'ouverture est réglable. 4- Instrument du type clavecin, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué par un premier ensemble acoustique (A) supérieur comprenant un support plan ( 1 ) sensiblement rectangulaire sur lequel sont flxees les cavités résonnantes (11) et sont tendues les cordes (2) 2 ) parallèlement à sa diagonale, par un ensemble clavier (B) situé sous ltensemble acoustique (A) et par un coffre (C) enfermant les deux ensemble (A,B) superposés.