Brevet FR2985591A1 — publié le 20130712

INSTRUMENT DE MUSIQUE A PERCUSSION ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un instrument de musique à percussion, notamment batterie, caisse-claire et tambours. Arrière-plan technologique Les fûts de batterie sont des instruments de musique à percussion avec au moins une peau à tension réglable. Les fûts de batterie sont réalisés de différentes manières : - les fûts en métal comportant une feuille soudée ou extrudés, - les fûts en bois de facture industrielle réalisés en multiplis (feuilles de 15 placage collées entre elles de manière concentriques), - les fûts en bois manufacturés, réalisés selon plusieurs méthodes : - des lattes verticales collées entre elles avec un angle pour former un fût arrondi ensuite au tour (méthode apparenté à la tonnellerie), - une planche de bois cintré à la vapeur avec deux anneaux de renforts au 20 contact de la peau et - un bloc en bois massif usiné de forme tubulaire. Ces méthodes obligent à conserver une épaisseur de fût importante, afin de résister aux tensions mécaniques du système de réglage de tension des peaux, ainsi que du système de timbre dans le cas de la caisse claire. Du fait de cette importante 25 épaisseur, l'inertie mécanique est importante et absorbe une partie des vibrations acoustiques, réduisant ainsi la réponse dynamique de la peau et la richesse harmonique de la note produite. Dans le cas des fûts industriels en multiplis ou contreplaqué, le contrecollage de feuilles de bois permet une rigidité à moindre épaisseur pour 30 certains modèles mais l'inertie acoustique est augmentée par l'importante surface de collage et donc la rupture de transmission acoustique entre les plis. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. 2 985 5 91 2 A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un instrument de musique à percussion comportant au moins une peau de frappe tendue sur un fût, caractérisé en ce que le fût est composé d'une face extérieure lisse et d'une structure alvéolée interne de renfort et de transmission acoustique. 5 Grâce à ces dispositions, l'épaisseur du fut peut être très réduite, par exemple inférieure ou égale à trois millimètres pour un fut en bois, tout en assurant à l'instrument de musique une rigidité suffisante. De plus, la structure alvéolée de renfort assure une bonne transmission acoustique, ce qui améliore les qualités sonores de l'instrument de musique. 10 Selon des caractéristiques particulières, la structure alvéolée interne est constituée de renforts annulaires aux extrémités ouvertes du fût, les renforts annulaires étant reliés entre eux par des renforts longitudinaux. Selon des caractéristiques particulières, au moins un renfort de la structure alvéolée est en bois de résineux. Selon des caractéristiques particulières, au moins un renfort de la structure alvéolée est en matériau composite. Selon des caractéristiques particulières, l'instrument de musique objet de l'invention comporte une structure de renfort entre les parois opposées du fût, la structure de renfort étant constituée d'un ou plusieurs anneaux ou d'une structure en 20 barres assemblés à l'intérieur du fût entre les parois opposées. Grâce à ces dispositions, la rigidité de l'instrument de musique, sa légèreté et ses qualités acoustiques sont renforcées. Selon des caractéristiques particulières, l'instrument de musique objet de l'invention comporte des tirants pour tendre la peau, chaque tirant étant superposé, à 25 l'extérieur, à un renfort de la structure interne alvéolée de renfort. Grâce à ces dispositions, les forces exercées sur les tirants sont transmises aux renforts, ce qui améliore la rigidité, la légèreté et les qualités acoustiques de l'instrument de musique objet de l'invention. Selon des caractéristiques particulières, au moins une face ouverte du fut 30 présente une forme non plane sur laquelle est tendue une peau ne présentant, le long des diamètres de ladite face, aucun point d'inflexion. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de construction d'un instrument de musique objet de la présente invention, comportant 2 9 8 5 5 9 1 3 une étape de sculpture ou usinage d'un bloc de matériau composite, de bois, de métal ou d'alliage de métaux. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de construction d'un instrument de musique objet de la présente invention, comportant 5 une étape de moulage de matériau composite, de métal ou d'alliage de métaux. Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un procédé de construction d'un instrument de musique objet de la présente invention, comportant une étape au cours de laquelle le fût est rapporté sur une structure interne réalisée en une seule partie usinée ou sculptée dans un bloc de matériau composite, de bois 10 ou de métal. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ces procédés étant similaires à ceux de l'instrument de musique objet de l'invention, ils ne sont pas rappelés ici. 15 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation en une pièce de l'instrument de musique objet de l'invention, - la figure 2 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation du fût par assemblage de la structure (réalisée en une pièce) et d'un pli extérieur de forme tubulaire, - la figure 3 représente, schématiquement et en perspective éclatée, un 25 mode de réalisation de l'instrument objet de l'invention avec une structure en plusieurs parties assemblées, et le détail de ces pièces, - la figure 4 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation de l'instrument objet de l'invention avec une structure de renfort interne annulaire complémentaire, 30 - la figure 5 représente, schématiquement et en vue de dessus, un mode de réalisation de l'instrument objet de l'invention avec une structure de renforts internes droits complémentaire et - les figures 6 à 9 représentent, respectivement en première vue de dessous, en vue de dessous orientée perpendiculairement à la première vue de dessous, en première vue de côté et en vue de côté perpendiculaire à la première vue de côté, un mode de réalisation de l'invention avec une peau tendue non plane de courbe ininterrompue. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l'échelle. La présente invention tend à remédier aux inconvénients de l'art antérieur par la réalisation d'un fût fin renforcé par une structure alvéolée interne de renfort et de transmission acoustique. Cette structure prend, dans les figures, la forme d'une ossature de renfort et de transmission du son. La face interne du fût comprend une ossature solidaire de la partie visible (extérieure). Cette ossature, par son action de renfort, permet la mise en oeuvre d'un fût plus fin sur la majorité de sa surface et réduit de façon très importante l'absorption du son (inertie acoustique). Elle canalise également la vibration de la peau de vers la peau de résonnance, améliorant notablement la réactivité de l'instrument. Elle apporte une richesse harmonique de la note et une sensibilité accrue, même à faible volume. Les compartiments apparents sur la face intérieure du fût focalisent la vibration de l'air vers le centre en réduisant les phénomènes d'harmoniques indésirables. En terme musicaux, la réponse dynamique est renforcée quelque soit l'intensité du jeu, et la note gagne en précision (attaque et enveloppe) avec des harmoniques à la fois riches et précises, en particulier les harmoniques graves. Les harmoniques sont à la fois favorisées par la masse réduite et les renforts de transmissions longitudinaux, et focalisées une fois émises à l'intérieur du fût par les compartiments de la face interne, apportant un effet de contrôle en partie comparable à une compression du son pratiquée par traitement électronique du son lors de la production musicale. L'équilibre entre ces deux phénomènes, de dynamique accrue et d'enrichissement harmonique dans la production primaire de la note d'une part, et de contrôle d'autre part, permet des variantes dans les types de réalisation selon le résultat souhaité. Le fût et la structure de renfort pourront être réalisés en une partie, par exemple en un bloc moulé ou usiné, comme illustré en figure 1, ou en plusieurs parties assemblées entre elles et dans divers matériaux (bois, métal, composites), comme illustré en figures 2 et 3. 2 985 5 91 5 Dans le cas d'une application réalisé par assemblage de plusieurs parties, ces parties elles-mêmes pourront être réalisées dans différents matériaux associés, par exemple bois et composites, bois et métal. Une application possible illustrée ici, à titre d'exemple non limitatif est celle 5 d'une face interne à structure relativement simple, constituée de deux renforts circulaires sur les extrémités hautes et basses du fût, reliés entre eux par des renforts verticaux. Dans le cas d'une réalisation en plusieurs parties, les renforts circulaires 15 sont alors collés ou vissés au fût sur une portion de ses extrémités hautes et basses, 10 reliés entre eux par les barres de transmissions longitudinales 16. Que l'instrument soit réalisé en une pièce ou en plusieurs parties assemblées, on peut décrire trois parties distinctes et définir leur rôle propre de la manière suivante : - la partie extérieure (fût tubulaire simple) à face externe lisse 13 ou 14, 15 - les renforts circulaires, 10 ou 15, sur les extrémités hautes et basses à l'intérieur du tube et - les renforts longitudinaux 11 ou 16, reliant les renforts circulaires. En ce qui concerne les renforts circulaires, leur rôle est double : - assurer une résistance à la tension exercée vers le centre de la peau lors 20 de la mise en tension de celle-ci et - assurer le support de la peau et la transmission de la vibration de la peau lors du jeu vers le reste de la structure, et donc vers la peau de résonnance 19 dans le cas d'une réalisation type « caisse-claire ». En ce qui concerne les renforts longitudinaux 11 ou 16, reliant les renforts 25 circulaires, leur rôle est de renforcer le pli extérieur sur toute sa hauteur, et de transmettre la vibration entre la partie supérieure et la partie inférieure du fût, où se trouvent, respectivement la peau de frappe et la peau de résonnance, en améliorant ainsi la réponse dynamique de l'instrument. L'application présentée ici représente une structure simple avec des renforts strictement verticaux. Leurs angles et leur 30 nombre peuvent varier mais ils relient toujours les parties hautes et basses en formant une structure interne alvéolée avec ces parties. Cet exemple n'est pas limitatif. Comme illustré en figures 4, la structure interne alvéolée, dans sa globalité, peut être renforcée par au moins un renfort concentrique intermédiaire 17 qui vient 2 985 5 91 6 s'appliquer sur l'intérieur des renforts existants (en cas par exemple de hauteur importante du fût et donc à portance accrue). Ce rôle peut-être également tenu par une structure supplémentaire 18 en croix ou en polyèdre, comme illustré en figures 5. 5 On note que, dans le cas des renforts verticaux en bois ou en fibre composite, ils sont préférentiellement façonnés de façon à ce que la fibre soit positionnée verticalement. Préférentiellement aussi, ces renforts verticaux sont collés ou fixés de manière à avoir une légère tension entre les renforts concentriques supérieur et inférieur et ainsi optimiser encore la vibration de la peau. 10 Dans le cas de la réalisation en bois, l'utilisation de résineux, et notamment de l'épicéa, donne les meilleurs résultats pour les renforts verticaux, par ses caractéristiques physico-acoustiques supérieures (faible densité et résistance mécanique importante, moins d'inertie acoustique et transmission vibratoire plus rapide que les feuillus. 15 On note que le nombre de renforts verticaux peut varier. Soit un renfort en face de chaque tirant, ou coquille de tension (pièce solidaire du fût recevant la vis de tension/réglage de la peau), soit en nombre plus important répartis sur tout le diamètre intérieur du pli. La surface couverte à l'intérieur du pli (nombre et largeur des renforts par rapport à la surface intérieure du pli) est de l'ordre de 20 à 25 %. Par 20 exemple, pour un fût de diamètre 35 cm (correspondant à un périmètre de 112 cm, 12 renforts de deux cm de large couvrent 24 cm du périmètre. Le fût peut présenter une épaisseur de trois mm. Ceci donne une idée du gain en masse/volume de matière par l'utilisation de ces renforts localisés, et donc d'inertie acoustique, pour une résistance mécanique 25 comparable. Si l'on considère les fûts bois existants les plus fins (environ deux fois plus épais, soit d'épaisseur de six mm), ce gain serait donc de 30 à 40% et peut prendre des valeurs bien supérieures si l'on compare à des fûts plus épais. Dans le cas de la réalisation en plusieurs parties de bois, le fût « extérieur » 14 peut être réalisé en un seul pli en bois massif cintré à chaud ou en multiplis de 30 bois. Les anneaux de renforts 15 sont réalisés en bois cintrés et collés a l'intérieur du pli principal. Les renforts verticaux 16 sont ensuite façonnés, puis collés à l'intérieur du fût et aux anneaux de renforts supérieurs et inférieurs. 2 985 5 91 7 Le fût est ensuite percé de manière à pouvoir appliquer les mécanismes de tension des peaux (non représentés), ou tirants, préférentiellement en superposition des renforts internes. L'ossature, par son action de renfort, permet la mise en oeuvre d'un fût plus 5 fin sur la majorité de sa surface et réduit de façon très importante l'absorption du son (inertie acoustique). L'ossature canalise la vibration de la peau de frappe et la transmet donc plus efficacement et plus rapidement à la peau de résonnance. Dans des modes de réalisation, au moins un renfort de la structure alvéolée est en bois de résineux et/ou au moins un renfort de la structure alvéolée est en 10 matériau composite. Les matériaux choisis modifient la réponse acoustique en favorisant différentes plages de fréquence, mais la structure permet de retrouver les qualités fondamentales apportées par l'invention, de richesse harmonique, de précision, et de réactivité. 15 Dans le mode de réalisation illustré en figures 6 à 9, respectivement : selon une première vue de côté, en vue de côté perpendiculaire à la première vue de côté en vue de dessous, en vue de dessous orientée perpendiculairement à la première vue de 20 dessous une peau 19 est tendue selon une surface non plane d'une caisse-claire, autrement dit, un tambour comportant une peau de résonance 19, un timbre 20 et un mécanisme d'attache 21 à une extrémité du timbre et un mécanisme de relevage du timbre 22 (déclencheur de timbre) à l'autre extrémité du timbre, permettant 25 d'appliquer ce timbre à volonté sur la peau de résonnance afin d'obtenir soit un son de caisse-claire, par la vibration de ses brins 26 contre la peau de résonnance 19, soit un son de tambour sans timbre (position basse du déclencheur de timbre 22). Le timbre est constitué de deux platines 25 généralement en métal, et d'un ensemble de brins 26 reliant lesdites platines. Les brins peuvent être en métal ou en nylon. 30 L'ensemble est relié au système d'attache 21 et de relevage 22 par des câbles de métal ou de nylon, d'une lanière de tissu ou de plastique résistant 27. Le déclencheur de timbre 22 comporte généralement une molette de réglage de tension 23 et une manette 24 qui actionne le mécanisme et positionne le piston en position haute ou basse, avec des modalités qui diffèrent selon les modèles. 2 985 5 91 8 Dans le cas de ce mode de réalisation type « caisse-claire », les brins de métal ou de nylon constituant le timbre sont mis en tension contre la peau de résonnance. La peau de frappe transmet sa vibration lors du jeu à la peau de résonnance qui elle même fait vibrer le timbre, donnant ainsi le son caractéristique 5 de la caisse-claire. Le mode de réalisation présenté ici permet, par la mise en oeuvre d'une courbe sans point d'inflexion, d'éviter toute zone de flottement dans la tension de la peau, ladite tension étant répartie de façon beaucoup plus régulière. Celle-ci résonnera donc beaucoup mieux et elle fera réagir le timbre de façon beaucoup plus réactive et sensible aux nuances du jeu. 10 Vue de côté, par rapport à l'axe du timbre, le fût aura donc un profil inférieur régulier. Ceci permet au timbre d'être mieux tendu au centre de la peau, et sa tension mieux répartie sur la longueur. Le profil est axé par deux points bas (dans l'axe du timbre), et deux points haut dans l'axe à 90°, comme illustré par les figures 6 et 7. Le terme point haut 15 désigne ici les points de hauteur maximale du fût situés à 90° de l'axe du timbre, comme illustré en figures 6 et au milieu de la face inférieure. Le terme point bas désigne ici le point du fût de hauteur minimale, dans l'axe du timbre et de part et d'autre du fût, comme illustré en figures 7, au centre de la face inférieure et dans l'axe du timbre. 20 Dans le mode de réalisation décrit. Le développé de la périphérie de la face inférieur a une forme sinusoïdale. Dans des variantes, il s'agit soit d'une sinusoïde symétrique, soit d'une courbe partant d'une sinusoïde mais accentuée dans le creux et, toujours, sans rupture de courbe. . En tout point de la surface de la peau, le rayon de courbure est supérieur à 25 5 cm.