Brevet FR3011371A1 — publié le 20150403

La présente invention est un instrument de musique de type guitare de voyage de dimensions compactes dont le frettage et les cordes permettent un confort de jeu similaire à une guitare de taille normale. Une guitare est un instrument encombrant du fait de la longueur du diapason. Le diapason représente la longueur vibrante de la corde entre le chevalet et le sillet, soit environ 630 mm en standard. Au diapason s'ajoutent les dimensions de la caisse et de la tête qui supporte les mécaniques d'accordage. C'est donc pour répondre aux attentes de mobilité des musiciens, qu'il existe sur le marché des "guitares de voyage". Certaines d'entre elles présentent des parties amovibles ou repliables, tandis que d'autres réduisent le diapason, comme sur les guitares pour enfant, ce qui a pour conséquence de rendre l'instrument assez inconfortable pour l'adulte en terme de jeu car les frettes sont très resserrées. En effet la position des frettes sur le manche est calculée en fonction de la longueur du diapason selon la formule Li=L0/2i/12 où Li est la position de la "i" ième frette par rapport au chevalet et Lo la longueur à vide de la corde (Lo équivaut aussi au diapason). Cette formule est une règle standard en lutherie pour produire les notes de la gamme dite "tempérée". bans les 2 cas, ces guitares restent encombrantes, bruyantes et sujettes au désaccordage car elles disposent toutes de mécaniques d'accordages très sensibles aux chocs, donc aux transports. Par conséquent, ces types de guitares n'autorisent pas la pratique de l'instrument dans des conditions où l'espace est restreint comme dans un moyen de transport en commun (Bus, train, avion, voiture ...), et ne conviennent pas non plus aux personnes à mobilité réduite qui peuvent être alitées ou assises en fauteuil roulant. Pour remédier à ces limitations, la présente invention a des dimensions très compactes (diapason de 300 mm environ) ce qui la rend naturellement mobile. Elle se caractérise par des écarts entre frettes ergonomiques, c'est à dire plus larges que ceux qu'imposerait la règle standard de lutherie pour un diapason aussi court, ce qui confère à l'instrument un confort de jeu équivalent à un instrument standard, mais avec un nombre réduit de frettes. La conséquence de cette répartition non standard des frettes est que les fréquences produites par les vibrations des cordes pour chaque frette ne respectent pas la progression de la gamme tempérée. Autrement dit l'invention sonne acoustiquement "faux", mais grâce à un traitement numérique du signal qui caractérise l'invention, l'instrument produit un son électroniquement "juste". Ce traitement consiste à transposer automatiquement la fréquence mesurée de chaque corde de sorte que le son -2- produit par l'invention soit musicalement juste. Un des moyens de réalisation de ce traitement utilise la norme MIDI (norme musicale informatique). Ce traitement numérique du signal apporte un autre avantage, celui de pouvoir accorder automatiquement l'instrument. C'est pour cette raison que l'invention se caractérise par l'absence de tout système d'accordage mécanique, ce qui élimine tous les problèmes potentiels de désaccordage liés au transport. D'autre part pour compenser la raideur accrue des cordes du fait de leur longueur réduite, l'invention intègre une forme ressort dans la corde. Cette 10 forme ressort crée une souplesse qui autorise la technique de jeu en "tiré de corde" (Bend en anglais), très appréciée par les joueurs de blues. L'invention peut s'utiliser en mode auto-amplifié, ou avec un casque comme elle peut s'utiliser branchée sur un amplificateur pour guitare afin de jouer en public. 15 De manière générale, les revendications de l'invention sont applicables dans le cas où les frettes sont absentes: Cas d'un manche "fretless". Des repères visuels placés sur le manche indiquent où les cordes doivent être pincées. Les principes de transposition et d'étalonnage décrits précédemment s'appliquent de la même façon. 20 L'invention est décrite en référence aux dessins joints, donnant à titre d'exemple non limitatif un cas de réalisation de l'invention en version 6 cordes "frettée" et 4 cordes "frettless". Figure 1: Vue en perspective de l'invention en version 6 cordes "frettée". 25 Figure 2: Vue en perspective de l'invention en version 4 cordes "fretless" : avec des repères visuels. Figure 3: Vue éclaté de l'invention en version 6 cordes frettée avec repérage des principaux composants. Figure 4: Vue en perspective du manche seul en version "fretless" avec 30 repérage des repères visuels (12). Figure 5: Vue en perspective du manche seul en version "frettée" avec repérage des frettes (13). Figure 6: Vue en coupe de l'invention sans le repose main (4) mettant en évidence la position de la forme ressort (6-1) de la corde ainsi que le haut-35 parleur (20). Figure 7: Vue de dessus de l'invention sans le repose main (4) mettant en évidence les longueurs Lo et L, Figures 8 et 9: Vues d'une corde dotée d'une boule à chaque extrémité et d'une forme ressort en "W" et "Spirale". 40 Figure 10: Graphe Fréquence transposée en fonction de la fréquence mesurée pour l'étalonnage. 301 1 3 7 1 -3- Figure 11: Graphe Fréquence transposée en fonction de la fréquence mesurée pour l'interpolation. L'invention est composée d'un manche en bois faisant office de corps principal 5 (1), de frettes en métal (13) ou repères visuels (12), d'un sillet en métal ou plastique (5), d'un chevalet en métal ou plastique (19), d'un vibrato en métal (3), d'un repose-main en matière plastique (4), d'un boitier électronique (2) et de cordes (6) dotées de boules (7) à chaque extrémité. Le boitier électronique intègre des micros individuels (14) (un micro par corde), un circuit électronique pour traiter le signal capturé par les micros, un générateur électronique de sons, un amplificateur relié à un haut-parleur (20), une batterie rechargeable, une connectique pour interfacer l'invention avec un ordinateur, une connectique pour brancher un casque, et une interface homme-machine composée de boutons (17) et d'un interrupteur marche-arrêt (18). L'invention est caractérisée par une répartition ergonomique des frettes, ce qui signifie que la loi standard Li=L0/2v12 utilisée en lutherie n'est pas appliquée. (Li représente la longueur vibrante de la corde lorsque celle-ci est pincée à la "i ième" frette et Lo la longueur de la corde à vide (Fig:7)). Les écarts entre frettes peuvent être égaux, ou strictement décroissants entre le sillet (5) et le chevalet (19), la valeur minimale de l'écart pour la frette la plus proche du chevalet doit être suffisante pour le placement d'un doigt de la main. Du fait de la répartition non standard des frettes, la fréquence des notes produite par la vibration des cordes est transposée pour rendre l'instrument musicalement juste. Pour cela l'invention est dotée de capteurs électroniques de vibration individuels pour chaque corde et d'un circuit électronique de traitement numérique du signal. Le traitement du signal de l'invention est caractérisé en ce que la fréquence fondamentale mesurée FMii produite par la vibration de la corde "j" pincée à la frette "i" est transposée vers une fréquence calculée FTii par la formule Fi); = bi2i/12 (F1) , où Dj est la fréquence au diapason de la corde "j" selon l'accordage attendu de l'instrument. Cette transposition est modélisée par un graphe du type FT=Tj(FM) (Fig 10) pour chaque corde. Ce graphe est déterminé par un étalonnage de l'instrument qui consiste à pincer les cordes une à une pour chaque frette dans un ordre prédéterminé, ce qui permet de connaitre la corde "j" et la frette "i". A chaque valeur FMii mesurée est associée la valeur -4- FTji calculé par la formule (F1). Ces tables de correspondance FTji=Tj(FMji) sont mémorisées dans l'instrument à l'issue de l'étalonnage. Lorsque l'instrument est joué, la fréquence fondamentale FMI est extraite du signal mesuré par le capteur de la corde "j", une interpolation numérique permet ensuite de calculer la fréquence FTj selon le graphe de transposition associé à la corde "j" (Fig 11). Parmi les réalisations possibles de la transposition décrite ci-dessus la technologie MIDI ("Musical Instrument Digital Interface": Norme musicale informatique) peut être utilisée. L'instrument est pour cela équipé d'un convertisseur analogique MIDI et d'un générateur de sons MIDI pour chaque corde. Le convertisseur analogique MIDI calcule le code MIDI de la note théorique basée sur la fréquence transposée FTQ;, avant de l'envoyer au générateur MIDI qui produit les sons. La transposition automatique des notes décrite précédemment permet à l'invention de s'accorder automatiquement. L'invention est donc caractérisée par l'absence de mécaniques d'accordage et par des cordes de longueur fixe qui comportent une boule à chaque extrémité pour venir se fixer dans les logements prévus à cet effet dans le sillet (5) et le chevalet (19). Pour compenser la raideur accrue des cordes du fait du diapason réduit, l'invention est caractérisée par des cordes comportant une forme ressort (61) localisée du côté du chevalet. Une déformation en W (Fig:8) ou un enroulement en spirale (Fig:9) sont deux réalisations possibles de la forme ressort. La forme ressort est étudiée de sorte qu'elle perturbe le moins possible la vibration naturelle de la corde, de sorte à faciliter le traitement du signal pour l'extraction de la fréquence fondamentale. Pour cela la matrice d'inertie de la forme ressort est caractérisée par les exigences suivantes: le centre de gravité doit se situer sur l'axe de la corde, et un des 3 axes principaux d'inertie doit être aligné sur l'axe de la corde. L'invention pourra se décliner en variantes, en modifiant certaines caractéristiques comme le nombre, l'épaisseur et la tension des cordes ainsi que le diapason, ce qui permettra de proposer différents types d'instruments comme la guitare (6 cordes), la basse (4, 5 ou 6 cordes), le ukulélé (4 cordes) ou le banjo (4 ou 5 cordes). L'invention est destinée à tous les musiciens désireux de pratiquer leur 40 instrument dans des circonstances ne permettant pas d'utiliser un instrument -5- standard beaucoup plus encombrant et bruyant, comme dans un moyen de transport (train, bus, avion, voiture). De par son faible encombrement l'invention est aussi particulièrement adaptée aux personnes à mobilité réduite, alitées ou en fauteuil roulant.5 REVENDICATIONS1. Instrument de musique électrique à cordes de dimension compacte adapté au voyage, constitué d'un manche (1) comportant des frettes (13) ou des repères visuels (12) repartis ergonomiquement sur le manche, d'un sillet (5), d'un chevalet (19), de cordes (6) dotées de boules (7) à chaque extrémité venant se fixer dans un logement prévu à cet effet dans le sillet (5) et le chevalet (19), de capteurs de vibration individuel par corde (14) reliés à un circuit électronique effectuant un traitement numérique du signal et contenu dans un boitier (2), caractérisé en ce que la fréquence fondamentale mesurée FMji produite par la vibration de la corde "j" pincée à la frette "i" est transposée par le circuit électronique vers une fréquence calculée Fi); par la formule = Di/1202 (F1) , où Dj est la fréquence au diapason de la corde " j" selon l'accordage attendu de l' instrument, et en ce que cette transposition est modélisée par un graphe du type Ft=T(Fm) (Fig 10) pour chaque corde "j", ces graphes étant déterminés par un étalonnage de l'instrument qui consiste à pincer les cordes une à une pour chaque frette dans un ordre prédéterminé, à chaque valeur Fm(i) mesurée étant associée la valeur Ft(i) calculée par la formule (F1), ces tables de correspondance étant mémorisées dans l'instrument à l'issue de l'étalonnage. 2. Instrument de musique selon la revendication 1, FMj désignant la fréquence fondamentale du signal mesuré par le capteur de la corde "j", FTj désignant la fréquence fondamentale du signal transposé par le boitier électronique (2), caractérisé en ce que FTj est déterminée en fonction de FMj au moyen d'une interpolation numérique du graphe de transposition Ft=T(Fm) associé à la corde "j" (Fig 11). 3. Instrument de musique selon la revendication 2 équipé d'un convertisseur analogique MIDI (Norme musicale informatique) pour chaque corde, caractérisé en ce que le code MIDI de la note issue de la fréquence fondamentale FMj de vibration de la corde "j" est calculé sur la base de la fréquence transposée FTj. 4. Instrument de musique selon la revendication 1 caractérisé en ce que les cordes comportent une forme ressort (6-1) localisée du côté du chevalet. 5. Instrument de musique selon la revendication 4 caractérisé en ce que la forme ressort (6-1) est réalisée au moyen d'une déformation en forme de W (Fig:8).-7- 6. Instrument de musique selon la revendication 4 caractérisé en ce que la forme ressort (6-1) est réalisée au moyen d'un enroulement en spirale (Fig:9). 7. Instrument de musique selon la revendication 4 caractérisé en ce la matrice d'inertie de la forme ressort répond aux exigences suivantes: le centre de gravité se situe sur l'axe de la corde, et un des 3 axes principaux d'inertie est aligné sur l'axe de la corde. 8. Instrument de musique selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte un système amplificateur et haut-parleur intégré (20).10