Brevet FR2895637A1 — publié le 20070629

DISPOSITIF DE PRISE DE SONS DE TOUS INSTRUMENTS ACOUSTIQUES La présente invention concerne un dispositif de prise de sons de tous instruments acoustiques, notamment instruments à cordes frottées, tels que violons, mais pouvant être également adapté aux piano, harpe, vielle à roue, guitare, bouzoukil, saz. Ce dispositif est du type constitué par un capteur piézo-électrique disposé entre le chevalet de l'instrument sur lequel sont tendues les cordes et sa table d'harmonie. Une multitude de dispositifs de ce type ont déjà été proposés, mais ont été souvent confondus, variation de pression mécanique et écrasement, ce qui a conduit à utiliser les capteurs piézo-électriques dans de très mauvaises conditions. Un des dispositifs les plus courants consiste à coincer une petite plaque piézo-électrique dans l'oreille du chevalet. On trouve de tels dispositifs sur le marché, selon toutes sortes de nuances, telles que sonorités faibles, acides, manquant de grave et freinant l'expression de l'instrument. Il est également connu de fixer directement sur l'instrument, par l'intermédiaire d'une patte, une plaque piézo ou un micro électrodynamique. Mais ces dispositifs délivrent une sonorité floue, assez faible, un positionnement délicat en fonction des modes vibratoires et le risque de dommages sur les vernis de l'instrument parfois très fragiles. Est connu également un dispositif dont la plaque piézo-électrique est collée sur la face arrière du chevalet, mais si la sonorité est assez puissante, elle est souvent trop colorée, et plutôt réservée aux musiques arabisantes. Il est également connu de disposer une feuille piézo-électrique sous le pied grave du chevalet, mais cette fois la sonorité est faible, chaleureuse, mais manquant de précision, ou encore de disposer un micro électrique dans l'oreille du chevalet, mais la sonorité délivrée est un peu pauvre et manque d'épaisseur. Ont également été proposés des capteurs à disposer sur chacune des cordes, mais la sonorité délivrée est puissante, très acide et nécessitant une correction très importante. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispositif de prise de sons de tous instruments, notamment cordes frottées, tels que violon, du type constitué par un capteur piézo-électrique disposé entre le chevalet de l'instrument sur lequel sont tendues les cordes et sa table d'harmonie, caractérisé en ce que le capteur est constitué par une partie agissant en pression destinée à capter les sons aigus et comprenant : - un cristal piézo-électrique relié électriquement à - un circuit imprimé simple face rapporté sur - une plaque piézo-électrique, et une partie agissant en flexion destinée à capter les sons graves et comprenant : - une plaque de laiton sur laquelle est en contact électrique la plaque piézo-électrique, et sous laquelle est disposée - au moins un élément support, interposé entre la plaque de laiton et la table, et dont l'épaisseur est telle à permettre la déformation en flexion desdites plaques et la diminution de leur résonance. L'invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente une vue de côté d'un capteur constituant le dispositif de prise de sons, selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus d'un capteur, selon la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale d'une table d'harmonie d'un violon et de son chevalet, associés à un capteur selon les figures 1 et 2. Les figures 4 et 5 sont des formes d'ondes obtenues, respectivement à la corde et aux pieds du chevalet, avec le capteur selon l'invention. La figure 6 est une vue de dessus, à échelle agrandie, d'un clip de maintien du capteur sur la table d'harmonie, en liaison avec le chevalet. La figure 7 est une vue de côté d'un clip de maintien selon la figure 6. Le capteur piézo-électrique 1 désigné globalement sur les figures est disposé entre le chevalet 2 de l'instrument 3, sur lequel sont tendues les cordes 4, et sa table d'harmonie 5. Selon le présent exemple, il s'agit d'un violon, mais il pourrait s'agir de tout autre instrument à cordes. Selon l'invention, le capteur 1 est constitué par une partie agissant en pression P destinée à capter les sons aigus A et comprenant : - un cristal piézo-électrique 6 relié électriquement à - un circuit imprimé simple face 7 rapporté sur - une plaque piézo-électrique 8, et une partie agissant en flexion F destinée à capter les sons graves G et comprenant : - une plaque de laiton 9 sur laquelle est en contact électrique la plaque piézo-électrique 8, et sous laquelle est disposée - au moins un élément support 10, interposé entre la plaque de laiton 9 et la table 5, et dont l'épaisseur est telle à permettre la déformation en flexion F desdites plaques 8, 9 et la diminution de leur résonance. La plaque de laiton 9 sur laquelle est disposée la plaque piézo-électrique 8 comporte une face inférieure poncée, de manière à augmenter sa flexibilité et assurer à l'élément support 10 un contact optimum. Cette plaque de laiton 9 est découpée et s'inscrit dans un rectangle d'environ 28 mm par 15 mm. Ces dimensions sont sensiblement identiques à celles de la bande de mousse sur laquelle elle est rapportée. Selon le présent exemple, l'élément support est une bande de mousse 10, rapportée sur la plaque piézo-électrique 8 par collage. Préférentiellement, la bande de mousse 10 est un acétate de vinyle. Il pourra être de toute autre forme et de tout autre matériau. Selon une autre caractéristique de l'invention, la 20 bande de mousse 10 est évidée sur sa face inférieure, de manière à présenter d'une part une épaisseur e réduite dans sa zone centrale C et permettre ainsi la déformation en flexion F de la plaque en laiton 9 qui lui est solidaire, et d'autre part une épaisseur 25 nominale E à ses deux extrémités, constituant des points d'appui sur la table 5 de l'instrument 3. Le fait de conserver l'épaisseur nominale E à la bande de mousse 10 apporte aux points d'appui sur 30 l'instrument une souplesse qui atténue les allers et retours de l'archet et adoucit les formes d'ondes ainsi générées.15 On trouve généralement deux zones sur ces plaques piézo, ce qui permet d'envisager une zone medium ZM en plus de la zone grave, mais il s'agit là d'une variante au dispositif décrit ci-dessus. Ce dispositif reçoit en son centre des variations de pression mécanique P transmises par le cristal piézo 6 et qui entraîne une flexion F de la plaque de laiton inférieure 9, correspondant aux basses. 10 On obtient ainsi un signal dix fois supérieur à celui qui est obtenu généralement. De cette manière, la chaîne d'amplification se 15 trouvant derrière est moins poussée, les limites du larsen s'en trouvent largement repoussées. La coloration, malgré tout inévitable, devient presque négligeable. Les inductions électrostatiques deviennent elles aussi négligeables (rapport signal-bruit). Enfin, les équalisations en sortie sont presque 25 inutiles. Par ailleurs, il est à remarquer que lorsque l'on frotte l'archet sur une corde 4, celle-ci se met à vibrer parallèlement à l'archet (a). Grâce au chevalet 30 2, l'énergie induite dans la corde 4 subit un changement de direction et passe de l'horizontal à la verticale (b). 20 La forme d'ondes transmises par le chevalet 2 change également et s'adoucit, du fait de la souplesse du chevalet 2 dans les zones (#). L'onde est ensuite transmise à la table d'harmonie 5 de l'instrument 3 et on obtient ainsi la sonorité recherchée. Fort de ces constatations, il a été recherché de disposer le capteur 1 le plus bas possible sur le chevalet 2. Pour se faire, et selon une autre caractéristique importante de l'invention, le capteur 1 est maintenu en application contre la table 5 de l'instrument 3, à distance du chevalet 2, par l'intermédiaire d'un bras de levier 13 rapporté de manière déportée et amovible sur une partie latérale inférieure 2a, la plus basse possible du chevalet 2, afin que le capteur récupère une partie de l'énergie dispersée par la table 5. En règle générale, plus on s'éloigne du pied du chevalet 2, plus on a de graves, un juste milieu est à trouver pour se rapprocher au mieux de la sonorité de l'instrument. Ce réglage est également basé sur les modes vibratoires et permet d'atténuer le loup inhérent aux instruments acoustiques. Il s'agit en fait de la fréquence de résonance de l'instrument. Préférentiellement, le bras de levier 13 assurant le maintien du capteur 1 est constitué par un clip métallique élastiquement déformable, de manière à augmenter l'amplitude des vibrations. De cette manière, la forme d'ondes récupérées est très proche des vibrations de la table 5. Le chevalet 2 n'étant pas bloqué sur l'une de ses oreilles, l'interprétation du musicien n'est pas gênée (effet de sourdine). Les réglages que l'on apporte sur l'âme 14 de l'instrument sont parfaitement sensibles dans le signal récupéré. La vraisemblance des réactions de l'instrument, de sa sonorité, de tous les styles de jeu et de sa dynamique laisse au musicien toute sa liberté d'instrumentiste acoustique. En fait, le bras de levier ou clip 13 est bien la clé du système, s'agissant d'une petite pièce, par exemple en aluminium, très simple à concevoir et qui permet la fixation du capteur et sa sollicitation. Elle ne nécessite, pour sa pose, aucune modification du chevalet et l'utilisation d'aucune pâte à fixer. Une légère torsion de cette pièce, avec une pince plate ou des doigts forts, suffit à ajuster celle-ci au chevalet. Son positionnement, très précis, permet de régler la position grave ou aiguë délivrée par le capteur 1. Comme on le voit bien sur les figures 6 et 7, le clip 13 comporte une encoche 15 dont la largeur 1 est sensiblement inférieure à la largeur 1' de la partie inférieure 2a du chevalet 2, de manière à y être retenu avec un léger serrage. Le clip 13 a une longueur d'environ 40 mm et il présente une zone élargie dans sa partie en contact avec la partie 2a du chevalet 2, et une partie amincie et légèrement recourbée en direction du capteur 1 à son extrémité libre. Le clip 13 représenté sur les figures est plus particulièrement adapté au violon et à l'alto. Il pourra être de forme différente, comme par exemple pour une adaptation au violoncelle ou à la vielle. Selon une autre caractéristique de l'invention, le capteur 1 reçoit, par-dessus le cristal piézo-électrique 6 le surmontant, une portion de feuille de bois 16 s'intercalant entre le bras de levier 13 et ledit capteur 1. Ainsi, le bras de levier ou clip 13 peut solliciter l'ensemble des capteurs sans s'appuyer sur la soudure de liaison entre le fil 12 de sortie d'aigus A réalisé au dessus du cristal 6. La portion de feuille de bois 7 permet également d'adoucir la forme d'ondes. Une fois ces opérations terminées, on enferme l'ensemble dans une gaine thermo-rétractable, la tresse sera rabattue puis collée par-dessus afin d'assurer la mise à la masse de la patte de fixation du clip 13, et ainsi supprimer les influences électrostatiques. La tresse est ensuite reprise dans une gaine thermo-rétractable qui consolide le départ du câble. Par ailleurs, le capteur 1 est relié à un circuit électronique (non représenté) comprenant un préamplificateur du signal délivré par ledit capteur et un filtre, ledit circuit étant disposé dans la mentonnière de l'instrument s'il s'agit d'un violon, ladite mentonnière incorporant une pile d'alimentation ainsi qu'un potentiomètre de sortie. Il est ainsi possible de régler le niveau du capteur, d'atténuer par filtrage naturel une partie du signal, grave ou aigu, de coordonner les impédances de sortie des piézo et de transporter jusqu'à l'amplificateur un signal puissant, afin d'éviter les inductions électrostatiques. A titre d'exemple, le circuit électronique comprendra deux entrées variables d'impédances de 500 kilos ohms et deux amplis opérationnels comportant deux canaux de très faible consommation, avec une dynamique assez faible contribuant également à adoucir le signal. En fait, il s'agit d'utiliser les qualités d'un défaut. Le circuit comporte également deux sorties avec filtrage indépendant et réglable. Il est possible de supprimer, si on le désire, la partie aiguë de chacun des signaux, sans influer sur l'autre. Le circuit imprimé 7 est de forme rectangulaire et de dimensions, selon un exemple d'application, de 14 mm multiplié par 4 mm. Il est collé au centre de la plaque piézo 8, dans le sens de la largeur, avec une colle cyano. On soude ensuite sur le circuit imprimé 7 le cristal piézo-électrique 6, en respectant les polarités.35 Il suffit ensuite de raccorder la face inférieure du piézo à la masse M et au fil de masse correspondant 11, et sa face supérieure au fil 12 qui correspond à la sortie aiguë A dans le câble blindé permettant le transport des deux signaux via un circuit électronique (non représenté). Après réunion des deux canaux, un autre filtrage coupe bas est ajouté en parallèle entre points chauds et masse, afin de supprimer le toussotement dû aux allers et retours de l'archet. On peut ensuite, au travers du câble, rejoindre l'amplificateur. Le fait d'installer le circuit électronique dans la mentonnière de l'instrument présente l'avantage d'avoir une prise de sons quasiment invisible, et qui peut donc rester monté en permanence sur l'instrument sans nuire à son esthétique. La surface de la mentonnière peut être recouverte de mousse noire, par exemple de l'acétate de vinyle, qui lui conférera sobriété et confort. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, une bande de bronze (non représentée) est placée sur la mentonnière pour assurer une mise à la masse de l'électricité statique générée par l'instrumentiste. De cette manière, on élimine tout bruit de fond. REVENDICATIONS 1. Dispositif de prise de sons de tous instruments, notamment cordes frottées, tels que violon, du type constitué par un capteur piézo-électrique (1) disposé entre le chevalet (2) de l'instrument (3) sur lequel sont tendues les cordes (4) et sa table d'harmonie (5), caractérisé en ce que le capteur (1) est constitué par une partie agissant en pression (P) destinée à capter les sons aigus (A) et comprenant : - un cristal piézo-électrique (6) relié électriquement à - un circuit imprimé simple face (7) rapporté sur - une plaque piézo-électrique (8), et une partie agissant en flexion (F) destinée à capter les sons graves (G) et comprenant : - une plaque de laiton (9) sur laquelle est en contact électrique la plaque piézo-électrique (8), et sous laquelle est disposée -au moins un élément support (10), interposé entre la plaque de laiton (9) et la table (5), et dont l'épaisseur est telle à permettre la déformation en flexion (F) desdites plaques (8, 9) et la diminution de leur résonance. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque en laiton (9) sur laquelle est disposée la plaque piézo (8) comporte une face inférieure poncée, de manière à augmenter sa flexibilité et assurer à l'élément support (10) un contact optimum. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément support est une bande de mousse (10), rapportée sur la plaque piézo (8) par collage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bande de mousse (10) est réalisée en acétate de vinyle, de dimensions sensiblement identiques à celles de la plaque en laiton (9). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bande de mousse (10) est évidée sur sa face inférieure, de manière à présenter d'une part une épaisseur (e) réduite dans sa zone centrale (C) et permettre ainsi la déformation en flexion (F) de la plaque en laiton (9) qui lui est solidaire, et d'autre part une épaisseur nominale (E) à ses deux extrémités, constituant des points d'appui sur la table (5) de l'instrument (3). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur (1) est maintenu en application contre la table (5) de l'instrument (3), à distance du chevalet (2), par l'intermédiaire d'un bras de levier (13) rapporté de manière déportée et amovible sur une partie latérale inférieure (2a), la plus basse possible du chevalet (2), afin que le capteur récupère une partie de l'énergie dispersée par la table (5). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bras de levier (13) assurant le maintien du capteur (1) est constitué par un clip métallique élastiquement déformable, de manière à augmenter l'amplitude des vibrations. 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le capteur (1) reçoit, par-dessus le cristal piézo-électrique (6) le surmontant, une portion de feuille de bois (16) s'intercalant entre le bras de levier (13) et ledit capteur (1). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, s'agissant d'un violon, le capteur (1) est relié à un circuit électronique comprenant un préamplificateur du signal délivré par ledit capteur (1) et un filtre, ledit circuit étant disposé dans la mentonnière dudit violon, incorporant une prise d'alimentation ainsi qu'un potentiomètre de sortie. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une bande de bronze est placée sur la mentonnière pour assurer une mise à la masse de l'électricité statique générée par l'instrumentiste.