Brevet FR2807862A1 — publié le 20011019

DESCRIPTION La présente invention concerne la fabrication du violon, dans son détail et sa globalité (matériaux et forme). .Le violon est un instrument de musique très achevé après 300 ans d'existence. Les moindres modifications se répercutent sur sa structure statique (équilibre des forces), dynamique (production du son), ergonomique (son utilisation), et esthétique (l'harmonie ses lignes). Au cours des siècles, le violon a subi des transformations pour s'adapter aux nouvelles exigences sonores (difficulté croissante des oeuvres, salles de concert plus grandes). Mais dans sa conception, il est resté le même. Autour de lui, la musique, l'environnement, le public ont évolué. La notoriété qu'il a eu si longtemps tend à s'amenuiser, au regard de l'attrait populaire qu'il suscitait début du 20ème siècle quand il faisait parti de toutes les fêtes. Il en est de même au regard du développement des matériaux de synthèse depuis les 40 années écoulées. Le secret sa fabrication a été gardé par des générations successives de luthiers. mythe "STRADIVARIUS" s'est épaissi à tel point que de nos jours la sonorité des instruments anciens pose toujours autant de problèmes de compréhension. Alors la copie parfaite de la forme et de l'aspect ne pose pratiquement plus de problèmes techniques, l'intérêt musical semble être passé au second plan. Pour exemple, sont apparus des instruments d'étude réalisés industriellement dans le seul souci d'inonder ' bas prix le marché sur lesquels l'apprentissage du jeu est particulièrement délicat. Aussi, compte tenu des progrès réalisés à ce jour dans la maîtrise des matériaux de synthèse, le moment parait venu de reformuler la structure de l'instrument. réhabiliter le violon auprès des nouvelles générations passe préalablement par une réflexion, qui, sans perdre de vue les qualités acoustiques initiales, lui permettra d'aborder tous les styles (variété, pop, rock, trad, jazz, classique, baroque, rap, folk...). Simultanément, diminuer son coût de production, afin de le rendre accessible au plus grand nombre d'amateurs et de professionnels, apparaît comme une nécessité. 1. EVOLUTION DE LA TOUCHE (10) Premier objectif Diminuer son poids La touche (10) se trouve en bout de bras gauche du musicien. Son poids peut s'avérer fatigant à longue. Afin de soulager et libérer la main gauche, la tenue du violon a évolué. L'artifice contemporain consiste à le tenir entre la cla,.zcule et le menton, au moyen d'accessoires (mentonnière et barre d'épaule). La tension musculaire du bras se retrouve alors au niveau vertèbres cervicales. L'allègement de la touche (10) contribue à limiter cette tension. La touche (10) traditionnelle est en ébène massif. C'est un des bois les plus denses, et, de ce fait, plus lourds. En apportant un placage (11) sur une base (12) plus légère, on réalise un allégement. Le placage d'ébène sur épicéa, tilleul, ou peuplier..., est connu depuis longtemps. Le placage (11) en fibre de carbone est une proposition actuelle qui va ce sens. Deuxième objectif Augmenter la résistance à l'usure. La touche (10), même plaquée d'une feuille d'ébène, finit par s'user sous l'agressivité des cordes (métalliques ou non). De même, le boyau utilisé naguère creusait un sillon jusqu'à ce que devienne nécessaire le "redressage" de la surface. Avec un placage (11) en fibre de carbone, matériau de résistance supérieure, la nécessité du redressage disparaît. On acquiert ainsi une grande longévité de la touche. L'entretien devient alors quasi nul. Troisième objectif Supprimer les tensions après collage. Comme tout bois, l'ébène est soumis aux contraintes atmosphériques ou qu'il soit. De même, en fonction de sa croissance, il peut subsister une fois le bois débité en touche et collé sur l'instrument des tensions internes qui se révéleront : bosse rebelle, déformation en hélice (gauchissage)... Sur une touche (10) plaquée, on part d'une feuille d'ébène plane que l'on courbe à chaud juste avant collage sur sa contrepartie plus légère. La colle maintient d'une le placage sur son support et d'autre part, la courbure qui ne lui est pas naturelle. Cette courbure provoquée est donc une tension réluctante qui subsiste dans cette pièce, d'où à long terme des déformations et des décollages à prévoir. Dans le cas d'un placage (11) à la fibre de carbone, la courbure est moulée préalablement. Elle est rapportée préformée sur la contrepartie (12) en bois léger. Le placage (11) est définitivement stable. La forme de la partie en bois (12) est obtenue à l'aide d'outils à bois manuels ou mécaniques. La forme de la partie en fibre de carbone (11) est obtenue en superposant plusieurs couches de tissus de carbone noyés dans une résine, le tout sur un moule aux formes idoines. Pendant le durcissement de la résine, une mise sous pression est prévue. Quatrième objectif Limiter la consommation de l'ébène. Ce bois rare est déjà très recherché par l'industrie des instruments à vent (notamment les bois), et de plus en plus difficile à trouver. Sa croissance est lente, sa disponibilité sur le marché en fait un matériau cher. De plus, son temps de séchage étant très long, le coût de son stockage augmente en proportion. Pour toutes ces raisons, il est intéressant et compétitif d'utiliser la fibre de carbone. 2. EVOLUTION DU COFFRE Premier objectif Problème de la tension des cordes. La tension des cordes sur coffre de l'instrument s'est accrue; afin de donner plus de puissance sonore et pour répondre aux exigences musicales liées à l'accroissement de la fréquence de référence, depuis l'époque baroque, 415 Hz, à nos jours, 442, voire 443 Hz dans les grands orchestres internationaux. Ceci a été possible grâce l'évolution des cordes harmoniques, autrefois en boyau, maintenant, en acier, nylon, kevlar Le coffre traditionnel en bois supporte mal cette contrainte supplémentaire, il est fragilisé et tend à se déformer. L'utilisation de la fibre de carbone révèle des qualités indéniables par nature, permettant de réaliser des formes non développables, impossible avec du bois. Alors qu'en tension, ses qualités sont remarquables, en compression, elles le sont beaucoup moins. Or, dans un coffre de violon, la table (8) se trouve en compression (sous la traction des cordes), et le fond en tension, (où le manche (9) tire vers l'extérieur, et tend à arracher le talon). Ces particularités permettent d'envisager l'utilisation de ce matériau pour réaliser l'ensemble fond-éclisses (1) habituellement en érable et plus fragile. Le cas de la table (8) est très particulier. Traditionnellement, la table (8) est réalisée en épicéa, qui offre une structure moins homogène que l'érable et la fibre de carbone. En effet, dans sa largeur, elle présente une succession alternée de fibres dures et de fibres tendres correspondant aux cycles des saisons annuelles. Ceci est d'un intérêt acoustique réel. Il a été mis en évidence que sur le rectangle moyen d'une table (8) de violon, le son met autant de temps à se propager dans le sens de la longueur que dans celui de la largeur. II s'opère donc, selon les directions de propagations, un amortissement du son plus ou moins variable. Celui-ci est justement recherché dans le cas d'instruments tels que violons, guitares, harpes, pianos, psaltérions, cymbalums, vielles à archet et à roue, mandolines... Ni l'érable, ni la fibre de carbone n'ont ces qualités. Il est donc souhaitable de garder l'épicéa pour la réalisation des tables, dès lors que les qualités musicales restent prioritaires. Deuxième objectif Chanement de la forme. Problème posé : le violon, dans sa forme traditionnelle, ne permet pas le démoulage facile de la coque du fait de ses courbes, de ses coins et de ses bords saillants. La forme du violon contemporain sera donc toute en rondeur, éliminant ainsi les bords et, de plus, simplifiant l'application de la fibre de carbone et des résines. Troisième objectif Résistance accrue du coffre aux chocs. Dans la forme traditionnelle, les bords saillants sont usés. Le vernis est abimé par les frottements et la transpiration, les coins et bords de "CC" sont attaqués par le talon de l'archet. Cette nouvelle forme élinîne tous les bords saillants du violon et présente vers l'extérieur une partie de coque (1) en fibre de carbone convexe plus résistante aux chocs. Quatrième objectif Accroissement de la résistance interne de l'instrument. Dans la forme traditionnelle, aux jointures des différentes natures de pièces apparaissaient des zones de fragilité qui favorisent les fractures de table : extrémités du sillet bas, extrémités du pied de manche, extrémités des tasseaux supérieurs et inférieurs. Ici, la table collée sur un plat bord (2) uniforme, sans disjointure à son pourtour, élimine les zones susceptibles de fractures. Cinquième objectif Résistance externe de la table i8). Dans la forme traditionnelle, les filets servent de ceinture de la table et du fond et limitent les risques remontée des fractures à partir des bords. Ici, les bords étant inexistants, un choc dans le sens des fibres de l'épicéa glisse sur les formes convexes perd sa force d'impact. Sixième objectif Concept différent la table (8) d'harmonie Dans l'instrument traditionnel, en cas de restauration, la table est considérée comme partie intégrante du violon. Elle est restaurée coûte que coûte en gardant le maximum de bois d'origine dans le de respecter l'oeuvre du luthier et afin d'éviter la difficulté d'en refaire en copie exacte (forme, voûtes, barre, filetage, bords, vernis, couleur, texture, patine...), sans oublier le problème de la sonorité... Dans le modèle présenté, la table (8) est considérée comme une pièce d'usure à part entière. Le bois garde ses qualités tout comme la peau d'un tambour (partie vibratoire par excellence). Son changement ne pose pas de difficultés majeures pour un luthier: la facilité de remplacement de la table (8) est accrue par l'absence de bordé et de filetage, par la simplicité des voûtes, par un vernissage plus libre puisqu'il représente la presque totalité des surfaces en bois. Septième objectif Masse additionnelle Avec le bois la sonorité se travaille en enlevant de la matière (masse). laisse juste assez de bois pour obtenir le résultat escompté. Avec la fibre de carbone, on construit la sonorité en superposant une certaine quantité de "feuilles" de cette matière. Traditionnellement, on laisse une petite masse de bois ou sur-épaisseur de quelques millimètres à proximité de l'âme (7). Elle fait office de masse d'inertie et de rappel de ressort (élasticité naturelle du bois). Avec 1d carbone, on noie dans la coque une masse additionnelle (4) autre (métaux de différente densités) sans pour autant rigidifier son pourtour avec des sur-épaisseurs de fibres de carbone. En fonction de sa masse, de sa forme, et de sa localisation par rapport à l'âme, on peut jouer de façon notoire sur la sonorité de l'instrument. On laisse ainsi le maximum de liberté de mouvements transmis par l'âme (7). C'est le moyen simple et économique pour réaliser des expériences sur la qualité sonore et pour répondre aux différents souhaits des musiciens. Un collage provisoire permet de vérifier les paramètres acoustiques (analyse spectrale du son, méthode de Chladni- vibrations forcées -, calcul de l'amortissement du son...). Une fois les objectifs atteints, il ne reste plus qu'à recouvrir cette masse (4) d'une pellicule de fibre carbone afin d'assurer son maintien définitif et pour plus de discrétion. Huitième objectif Stockage. La qualité du bois est variable(croissance lente ou rapide, qualité du climat, altitude, onde plus ou moins marquée, tension interne, bois de pied...). Le bois nécessite un temps de séchage naturel important dans des conditions particulières qui ne sont plus guère employées (trempage du bois...). La fibre de carbone reste identique à elle-même. Sa résistance mécanique feuilles est connue et fait l'objet d'un contrôle constant par son fabriquant. Elle est utilisable immédiatement après sa fabrication. Le stockage n'est plus nécessaire, le coût de la réalisation est moindre. Neuvième objectif Temps de fabrication. La construction traditionnelle implique le façonnage et l'ajustage d'une trentaine de pièces, ainsi que le collage d'une quarantaine de pièces pour réaliser le fond et les éclisses. Dans ce projet, la mise en forme de la coque (1) est réalisée par moulage de quelques feuilles de carbone. Pour un instrument entier, le nombre de collages est réduit à sept. L'économie du temps de fabrication est importante(de l'ordre de cinq fois moins). Dixième objectif Personnalisation. Il reste possible de vernir les parties en bois de la teinte souhaitée. La sculpture de la tete (9) peut être également personnalisée sans toutefois compromettre 1a sonorité. Pour finir il est intéressant de noter que le fonctionnement (production sonore) global de l'instrument proposé est tout point identique au violon traditionnel et qu'il garde des éléments indispensables qui le caractérise, à savoir, le chevalet (6), la barre d'harmonie (3), les ouïes (5) et l'âme (7) REVENDICATIONS 1) Touche (10) de violon caractérisee en ce qu'elle est composée de deux parties, collées entre elles, distinctes, l'une en bois léger (12), l'autre en fibre de carbone (11), la partie en fibre de carbone recouvrant la surface supérieure de la partie en bois. 2) Procédé de fabrication de la touche selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie en fibre de carbone est obtenue superposant plusieurs couches de tissus de carbone noyées dans une résine, le tout sur un moule aux formes idoines, une mise sous pression étant prévue durant le durcissement de la résine. 3) Coffre de violon caractérisé en ce qu'il est composé de deux parties distinctes, collées entre elles, l'une en fibre de carbone (1), l'autre en bois d'épicéa (8), la partie en bois, appelée table d'harmonie, recouvrant la partie supérieure de la partie en carbone, appelée coque. 4) Coffre de violon selon la revendication 3 caractérisé en ce que la coque présente une surface de collage (2) pour la table d'harmonie continue et sans disjointure à son pourtour appelée plat bord (2). 5) Coffre de violon selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que la coque présente une surface extérieure convexe tout en rondeur. 6) Procédé de fabrication du coffre (1) selon la revendication 3 ou 4 ou 5 caractérisé en ce qu'il est ajouté une masse additionnelle (4) noyée dans le fond de la coque (1) à proximité de l'âme (7). 7) Coffre de violon selon l'une des revendications 3 à S caractérisé en ce que la table d'harmonie est une pièce d'usure part entière pouvant être remplacée sans difficulté.