Brevet FR2811128A1 — publié le 20020104

La présente invention concerne le domaine technique des instruments à vent, dits à "anche libre", tels que, par exemple, les harmonicas et les accordéons. Ces instruments sont dits à anches libres par opposition aux instruments à vent à anche pincée, tels que la clarinette ou les instruments de la famille des saxophones dont l'anche, à l'origine du son émis, se trouve pincée au niveau d'une embouchure entre les lèvres du musicien. Un instrument à anche libre comprend, généralement, un corps qui renferme un sommier comportant une série d'alvéoles définissant autant de canaux de circulation de l'air. Le corps de l'instrument comprend, également, des moyens pour canaliser, en direction de l'alvéole, l'air insufflé directement ou indirectement par le musicien. Chaque anche de l'instrument est disposée en relation avec une alvéole dans laquelle est inspiré ou refoulé un flux d'air sollicitant en vibration l'anche qui émet alors un son. De manière générale, une même anche ne peut être sollicitée que par un seul sens de circulation du flux d'air, de sorte que, pour une même note, il est nécessaire de prévoir deux anches, l'une sollicitée par le flux d'aspiration, l'autre sollicitée par le flux refoulé ou d'expiration. Chaque flux correspond, dans le cas d'un accordéon par exemple, au remplissage du soufflet ou au vidage de ce dernier. La nécessité de mettre en oeuvre deux anches distinctes pour une même note, afin de pouvoir émettre cette dernière à tout moment, impose de disposer, pour un même instrument, de deux fois plus d'anches que de notes susceptibles d'être jouées. Il en résulte donc l'obtention d'un instrument présentant un poids relativement élevé. Par ailleurs, la mise en oeuvre de deux anches pour l'émission d'une même note peut s'avérer un inconvénient musical, dans la mesure o il est très difficile d'obtenir un accordage rigoureusement identique pour les deux anches, de sorte que le mélomane ou le musicien est susceptible de déceler une différence entre la note émise pendant l'aspiration et celle émise pendant l'expiration. Il apparaît donc le besoin de pouvoir disposer de moyens qui permettent de réduire le poids de l'instrument en réduisant le nombre d'anches nécessaires à la réalisation de celui-ci, ainsi que l'utilisation d'une seule anche pour l'émission d'une note, cette anche pouvant être sollicitée, tant par le flux d'aspiration que par le flux d'expiration. Afin d'atteindre cet objectif, I'invention vise un instrument de musique à anches libres sollicitées en vibration par un flux d'air engendré par une réserve de capacité variable et susceptible de circuler à partir de la réserve dans deux sens dits, respectivement, d'aspiration et d'expiration,caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de canalisation du flux d'air adaptés pour que le flux de sollicitation circule au niveau de chaque anche toujours dans le même sens, indépendamment du sens de circulation du flux à partir de la réserve. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de canalisation comprennent: 10. un caisson d'admission ouvert vers au moins une anche et raccordé: - d'une part, à la réserve par au moins une ouverture commandée par un clapet anti-retour orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture à partir du caisson d'admission, - et, d'autre part, au milieu extérieur par au moins une ouverture commandée par un clapet antiretour orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture à partir du caisson d'admission, * un caisson d'échappement ouvert vers au moins une anche et raccordé: - d'une part à la réserve par au moins une ouverture commandée par un clapet anti-retour orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture vers le caisson d'échappement, - et, d'autre part, au milieu extérieur par au moins une ouverture commandée par un clapet anti-retour orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture vers le caisson d'échappement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le caisson d'admission et le caisson d'échappement sont disposés de part et d'autre d'un sommier portant les anches et sont raccordés de manière sensiblement étanche à ce sommier. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de canalisation comprennent, pour chaque anche, un caisson d'admission et un caisson d'échappement qui sont raccordés par un canal au niveau duquel l'anche est disposée. L'invention vise, également, un accordéon comprenant des moyens de canalisation du flux d'air selon l'invention et dont la réserve de capacité variable comprend un soufflet. L'invention concerne également un harmonica comprenant des moyens de canalisation selon l'invention et pour lequel la réserve de capacité variable est constituée par les poumons de l'utilisateur de l'harmonica. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d'un accordéon conforme à l'invention. Les fig. 2 et 3 sont deux vues schématiques d'un alvéole ou gravure d'un sommier équipant l'accordéon selon la fig. 1. La fig. 4 est une vue, analogue à la fig. 1, montrant une phase de fonctionnement de l'accordéon conforme à l'invention. Les fig. 5 et 6 illustrent des variantes de réalisation des moyens de canalisation caractéristiques d'un instrument selon l'invention. La fig. 7 est une coupe d'un alvéole d'un sommier conforme à l'invention comportant des moyens d'accordage de l'anche libre. La fig. 8 est une coupe schématique montrant des moyens de conversion optique des vibrations d'une anche libre en un signal électrique. Les fig. 9 à 11 montrent différentes variantes de réalisation d'un dispositif optoélectronique de conversion en un signal électrique des mouvements de vibration d'une anche libre. La fig. 1 illustre une application de l'invention à un accordéon, désigné dans son ensemble par la référence 1. Toutefois, il ne s'agit ici que d'une application préférée, mais non exclusive, de l'invention qui est susceptible d'être mise en oeuvre pour tout autre type d'instrument à vent comportant des anches libres, tel que, par exemple, un harmonica. De manière traditionnelle, l'accordéon 1 comprend deux demi-corps 2 et 3, reliés de manière sensiblement étanche par un soufflet 4 qui définit une réserve 5, de capacité variable, en fonction de la position relative des deux demicorps 2 et 3. Chaque demi-corps 2, 3 comprend au moins un sommier 10 qui présente une série de gravures ou d'alvéoles qui forment chacune un canal de circulation d'air en relation avec lequel est disposée une anche libre. Les fig. 2 et 3 montrent un exemple de réalisation d'une alvéole 11, en relation avec laquelle est disposée une anche libre 12. Il apparaît clairement que l'alvéole 11 forme un canal à l'intérieur duquel la circulation d'air est commandée par une vanne 13 dont l'ouverture et la fermeture est contrôlée par un mécanisme, non représenté, en relation avec un clavier actionné par l'utilisateur de l'accordéon. Lorsque la vanne 13 est commandée en ouverture, comme illustré à la fig. 3, l'anche libre 12 est susceptible d'être mise en vibration uniquement si le flux d'air circule dans le sens de la flèche Fl. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, afin qu'une même anche 12 puisse être sollicitée par des flux d'aspiration ou d'expiration correspondant à des phases de remplissage ou de vidage du soufflet 4, l'accordéon 1 comprend des moyens 15 de canalisation du flux d'air, adaptés pour que le flux de sollicitation circule au niveau de chaque anche, toujours dans le même sens FI, indépendamment du sens de circulation du flux à partir de la réserve 5. Selon une première forme de réalisation, plus particulièrement illustrée aux fig. 1 à 4, l'accordéon 1 comprend de tels moyens 15 de canalisation du flux d'air en relation avec chacun des deux demi-corps 2 et 3. Les moyens de canalisation 15 comprennent un caisson 16, dit d'admission ou amont par rapport au sens de circulation FI du flux de sollicitation au niveau de l'anche 12. Le caisson 16 est ouvert vers les anches du sommier 10 auquel il est, de préférence, raccordé de manière sensiblement étanche. Le caisson d'admission 16 est raccordé, d'une part, à la réserve 5 par au moins une ouverture 17 commandée par un clapet anti-retour 18 orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture 17 à partir du caisson d'admission 16 vers la réserve 5. Selon l'exemple illustré, le caisson 16 est raccordé par une seule ouverture 17 à la réserve 5. Toutefois, il pourrait être envisagé de mettre en oeuvre plusieurs ouvertures 17 de raccordement à la réserve 5. Le caisson d'admission 16 est, d'autre part, raccordé par au moins une ouverture 19 au milieu extérieur E. Cette ouverture 19 est alors également commandée par un clapet anti-retour 20, orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture 19 à partir du caisson d'admission ou amont 16 vers le milieu extérieur E. Il est à noter que, selon l'exemple illustré, le caisson d'admission 16 comprend trois ouvertures 19 de raccordement au milieu extérieur, chacune de ces ouvertures étant commandée par un clapet anti-retour 20. Bien entendu, il pourrait être envisagé de ne mettre en oeuvre qu'une seule ouverture 19 de raccordement du caisson d'échappement au milieu extérieur E. Conformément à la forme de réalisation illustrée, les moyens 15 de canalisation comprennent, en outre, un caisson 25, dit d'échappement ou aval en fonction de sa position par rapport à l'anche et au sens FI du flux de sollicitation de cette dernière. Le caisson d'échappement 25 est, bien entendu, ouvert vers les anches 12. Le caisson d'échappement 25 est, par ailleurs, raccordé à la réserve 5 par au moins une ouverture 26 commandée par un clapet anti-retour 27 orienté pour empêcher toute circulation d'air en provenance de la réserve 5 par l'ouverture 26 vers le caisson d'échappement 25. Selon l'exemple illustré, le caisson d'échappement 25 est raccordé à la réserve 5 par deux ouvertures 26 chacune commandée par un clapet anti-retour 27. Bien entendu, le caisson d'échappement 25 pourrait être raccordé à la réserve par plus de deux ouvertures 26 ou, encore, par une unique ouverture 26. Le caisson d'échappement 25 est, en outre, raccordé, par au moins une ouverture 28, au milieu extérieur E. Cette ouverture 28 est alors commandée par un clapet anti-retour 29 orienté pour empêcher toute circulation d'air en provenance du milieu extérieur par l'ouverture 28 vers le caisson d'échappement ou aval 25. Selon l'exemple illustré, il n'y a qu'une seule ouverture 28 de communication entre le caisson d'échappement et le milieu extérieur E. Bien entendu, il pourrait être prévu plusieurs ouvertures 28, chacune commandée par un clapet anti-retour 29. L'accordéon ainsi constitué fonctionne de la manière suivante. En phase de remplissage de la réserve 5, dite également d'aspiration, lorsque les deux demi-corps sont sollicités de manière à s'éloigner dans le sens des flèches F5, l'air en provenance du milieu extérieur E s'engage, comme illustré par la flèche F6, dans le caisson d'admission 16 par les ouvertures 19, les clapets 20 étant ouverts, tandis que l'ouverture 17 est obturée par le clapet 18. L'air traverse, dans le sens de la flèche FI, alors le sommier 10 auquel est raccordé, de façon sensiblement étanche, le caisson d'admission 16. L'air passe au niveau des alvéoles dont la soupape 13 est ouverte pour rejoindre le caisson d'échappement 25 qui est également raccordé, de façon sensiblement étanche, au sommier 10. L'air quitte ensuite le caisson d'échappement 25 pour remplir la réserve 5 en passant par les ouvertures 26 dont les clapets 27 sont ouverts. Il est à noter que, pendant cette phase, l'ouverture 28 est obturée par le clapet 29. En phase de vidage, lorsque les demi-corps 2 et 3 sont sollicités dans le sens des flèches F7, en vue de les rapprocher, comme le montre la fig. 4, le flux d'air F8 passe de la réserve 5 au caisson d'admission 16 par l'ouverture 17 dont le clapet 18 est ouvert, tandis que les ouvertures 19 sont obturées par leur clapet 20. A partir du caisson d'admission 16, le flux d'air passe au travers du sommier 10, dans le sens de la flèche Fi, pour rejoindre le caisson d'échappement 25. L'air quitte ensuite le caisson d'échappement 25 par l'ouverture 28 dans le sens de la flèche F8. Le clapet 29 est alors ouvert, tandis que les clapets 27 des ouvertures 26 sont fermés. Il apparaît donc que, de manière avantageuse, les moyens de canalisation 15 permettent d'assurer une circulation de l'air au niveau du sommier 10 et des anches 12 qu'il porte, toujours dans le même sens FI, de sorte qu'il est possible de solliciter ces anches indépendamment du sens de circulation de l'air au niveau de la réserve 5. Ainsi, une même anche peut être jouée, tant en phase d'aspiration qu'en phase d'expiration. Selon l'exemple illustré précédemment, les moyens 15 de canalisation du flux d'air comprennent deux caissons 16 et 25, entre lesquels est disposé au moins un sommier portant les anches. Conformément à une autre forme de réalisation de l'invention iUllustrée à la fig. 5, les moyens de canalisation 15 comprennent, pour chaque anche, un caisson 7 2811128 d'admission 16 et un caisson d'échappement 25 qui sont raccordés par un canal 30 au niveau duquel est disposée l'anche 12. Les caissons d'admission et d'échappement sont alors partie intégrante du sommier 10. Cette forme de réalisation présente l'avantage de ne pas nécessiter un circuit complexe de circulation de l'air dans l'accordéon, de sorte que le sommier, intégrant les caissons d'admission et d'échappement, peut être mis en oeuvre sur un accordéon de facture classique. Selon l'exemple illustré, les clapets anti-retour 18, 20, 27, 29 sont constitués par des languettes élastiquement déformables et les ouvertures 17, 26 des caissons d'admission 16 et d'échappement 25, orientées vers la réserve variable 5, sont, toutes deux, commandées par une même soupape 13 pilotée par le musicien utilisateur de l'accordéon, de manière à jouer ou non l'anche 12. La fig. 6 illustre une autre variante de réalisation d'un sommier 10 faisant intervenir un caisson d'admission 16 et un caisson d'échappement 25 pour chaque anche. Selon cette forme de réalisation, les clapets antiretour 18, 20 du caisson d'admission 16 sont couplés de manière que, lorsque l'un des clapets est ouvert, l'autre est fermé. Il en est de même pour les deux clapets anti-retour 27, 29 du caisson d'échappement 25. Selon cette forme de réalisation, le fonctionnement de l'anche 12 est piloté par une vanne 13 disposée au niveau de l'ouverture 17 du caisson d'admission 16 orientée vers la réserve 5. Cette vanne assure alors, en position fermée, un blocage simultané du mouvement des deux clapets 18, 20 du caisson d'admission, le clapet 20 obturant l'ouverture 19. En revanche, en position d'ouverture de la vanne 13, le fonctionnement des clapets 18 et 20 du caisson d'admission est libre. Les moyens de canalisation 15, mis en oeuvre conformément à l'invention, permettent de manière fort avantageuse de réduire, à registres et/ou nombres d'octaves équivalents, le nombre d'anches nécessaires pour jouer, à la fois, pendant les phases d'aspiration et d'expiration du flux d'air à partir de la réserve 5. Cette réduction de poids et d'encombrement peut alors être mise à profit pour, par exemple, équiper de sommiers un dispositif d'accordage 40 pour chacune des anches La fig. 7 illustre un exemple d'un tel dispositif d'accordage 40 qui comprend, au niveau de l'extrémité fixe 41 de l'anche 12, un mords 42 qui pince l'anche 12. Le dispositif d'accordage comprend, en outre, à l'opposé par rapport au mords de l'extrémité libre 43 de l'anche 12, un système de deux rouleaux 44, 45 entre lesquels la queue ou l'extrémité fixe de l'anche 12 est pincée. Ces rouleaux 44, 45 sont solidaires de deux pignons qui s'engrènent l'un dans l'autre. Un des pignons coopère avec une vis sans fin 46, de manière que la rotation de la vis permette de régler l'extension ou la longueur vibrante de l'anche par rapport au mords ou aux rouleaux. Ce dispositif permet alors d'accorder, de manière réversible, la note émise par l'anche lors de sa sollicitation. La réduction du nombre d'anches d'un accordéon conforme à l'invention permet, également, d'envisager de mettre en oeuvre des dispositifs permettant de convertir en un signal électrique les mouvements de chaque anche. Selon une forme de réalisation préférée d'un tel dispositif optoélectronique illustré à la fig. 8 et désigné dans son ensemble par la référence 50, les mouvements de l'anche sont transformés en signal électrique au moyen d'un système optique qui fait intervenir au moins un émetteur d'un rayon lumineux ou au moins une source de lumière 51 orientée vers l'extrémité libre 43 de l'anche 12 et au moins un récepteur 52 disposé pour capter la lumière 53 émise par l'émetteur et réfléchie sur l'extrémité libre 43 de l'anche 12. Il doit être noté que, de manière préférée, la source de lumière 51 est placée vers l'extrémité fixe 41 de l'anche 12, tandis que le récepteur 52 est disposé vers l'extrémité libre 43 de l'anche. Cette disposition permet d'obtenir, lors de la vibration de l'anche, un déplacement du signal lumineux réfléchi 53R de part et d'autre de la position de ce signal lorsque l'anche ne vibre pas. La source 51 peut être de toute nature appropriée, telle qu'une diode électroluminescente émettant une lumière infrarouge ou visible. La source lumineuse 51 peut aussi être constituée par un guide de lumière raccordé à une source de lumière centralisée. Le récepteur 52 peut également être réalisé de toute manière appropriée, telle que, par exemple, par une ou plusieurs photodiodes ou photorésistances. Le récepteur 52 et l'émetteur 51 sont raccordés à des moyens 54 qui commandent la source 51 et traitent les informations reçues du récepteur 52, de 9 2811128 manière à délivrer un signal image des vibrations de l'anche. Les moyens de traitement 54 peuvent, par ailleurs, être raccordés à un système électronique 55 d'amplification ou de traitement des sons émis par l'instrument. Afin de pouvoir tenir compte de l'amplitude du déplacement du rayon lumineux réfléchi 53R, le récepteur 52 est constitué de plusieurs capteurs 56 sensiblement alignés et coplanaires. Bien entendu, les capteurs 56 constitutifs du récepteur 52 pourraient être placés de manière différente. Ainsi, la fig. 9 montre un exemple de réalisation du dispositif optique 50 pour lequel les capteurs 56, constitutifs du récepteur 52, sont disposés en ligne, selon une courbe qui tient compte du lieu de réflexion du signal lumineux 53R en provenance de l'émetteur 51, en fonction de la position de l'extrémité libre 43 de l'anche 12. Il peut également être prévu d'interposer un système optique entre l'anche 12 et le récepteur 52, de manière à concentrer la lumière réfléchie par l'extrémité libre de l'anche sur le récepteur. La fig. 10 montre un exemple de réalisation pour lequel le système optique 57 est un miroir concave, tandis que la fig. 11 montre un autre exemple de réalisation pour lequel le système optique 57 est une lentille convergente. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Instrument de musique à anches libres sollicitées en vibration par un flux d'air engendré par une réserve (5) de capacité variable et susceptible de circuler à partir de la réserve dans deux sens dits, respectivement, d'aspiration et d'expiration, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (15) de canalisation du flux d'air adaptés pour que le flux de sollicitation circule au niveau de chaque anche toujours dans le même sens (FI), indépendamment du sens de circulation du flux à partir de la réserve (5). 2 - Instrument de musique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de canalisation comprennent: un caisson d'admission (16) ouvert vers au moins une anche (12) et raccordé: - d'une part, à la réserve (5) par au moins une ouverture (17) commandée par un clapet anti- retour (18) orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture (17) à partir du caisson d'admission (16), - et, d'autre part, au milieu extérieur (E) par au moins une ouverture (19) commandée par un clapet anti-retour (20) orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture (19) à partir du caisson d'admission (16), un caisson d'échappement (25) ouvert vers au moins une anche (12) et raccordé: d'une part à la réserve (5) par au moins une ouverture (26) commandée par un clapet anti-retour (27) orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture vers le caisson d'échappement (25), - et, d'autre part, au milieu extérieur par au moins une ouverture (28) commandée par un clapet anti-retour (29) orienté pour empêcher toute circulation d'air par l'ouverture (28) vers le caisson d'échappement (25). Il 3 - Instrument de musique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le caisson d'admission (16) et le caisson d'échappement (25) sont disposés de part et d'autre d'un sommier (10) portant les anches (12) et sont raccordés de manière sensiblement étanche à ce sommier (10). 4 - Instrument de musique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque anche (12), un caisson d'admission (16) et un caisson d'échappement (25) qui sont raccordés par un canal (30) au niveau duquel l'anche (12) est disposée. - Instrument de musique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les clapets anti-retour (18, 20) du caisson d'admission (16) sont couplés, de manière que, lorsque l'un des clapets est ouvert, l'autre clapet soit fermé. 6 - Instrument de musique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les deux clapets anti-retour (27, 29) du caisson d'échappement (25) sont couplés de manière que, lorsque l'un des clapets est ouvert, l'autre clapet soit fermé. 7 - Instrument de musique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que certaines au moins des anches sont associées à un dispositif d'accordage comprenant un système de deux rouleaux entre lesquels est pincée l'extrémité fixe de l'anche (12), qui sont solidaires de deux pignons s'engrenant et coopérant avec une vis sans fin (46), de manière que la rotation de la vis permette de régler la longueur vibrante de l'anche. 8 - Instrument de musique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que certaines au moins des anches sont associées chacune à un dispositif optoélectronique (50) de transformation des vibrations de l'anche en un signal électrique qui comprend: * au moins une source de lumière (51) orientée vers l'extrémité libre de l'anche, et au moins un récepteur (52) disposé pour recevoir la lumière (53) émise par la source (51) et réfléchie sur l'extrémité libre (43) de l'anche (12). 9 -Instrument de musique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif optoélectronique comprend un système optique (57) interposé entre l'anche (12) et le récepteur (52). - Instrument de musique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il forme un accordéon (1) et en ce que la réserve de capacité variable comprend un soufflet (4). 11 - Instrument de musique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il forme un harmonica et en ce que la réserve de capacité variable est constituée par les poumons de l'utilisateur de l'harmonica.