Modes de vibration d'un violon
Méthode de réponse impulsionnelle (dite du Tap Tone):
Description :
Cette méthode s'inspire de celle qu'utilisent les luthiers pour tester et ajuster la forme du violon au cours de sa fabrication. Elle consiste à taper une partie du violon (table, dos, ou n’importe quel autre objet) en un point et écouter le son qui en résulte.
Pour mettre en évidence un mode particulier, le luthier peut appliquer la même procédure que celle que l’on a déployée pour la méthode de Chladni, à savoir tenir la table en un point de la ligne nodale de ce mode et taper de l'autre main sur un ventre. L'oreille proche du violon, il entendra facilement une résonance.
Guidé par M. DECLERCK, nous avons eu la chance de pouvoir réaliser de nombreux essais, et montrer l’intérêt de cette méthode en complément de celle de Chladni. Le son produit était enregistré sur un ordinateur, via le logiciel Audacity, et l’on pouvait en tracer rapidement le spectre de puissance, de façon à observer les fréquences dominantes, et donc, des éventuels modes.
Remarques :
Il est préférable de connaître d'avance la répartition spatiale des modes. Il est également important d’être dans un lieu calme avec un minimum de bruits parasites. Enfin, il semblerait que les résultats soient bien meilleurs avec un microphone pas trop sensible, puisqu’on récupère ainsi essentiellement les résonances.
Matériel à disposition :
- Une planche à caractériser (Dos et tables de violon et d'alto, planches rectangulaires,…).
- Un ordinateur avec le logiciel AudacityTM et une entrée microphone.
- Un microphone.
Protocole expérimental :
-Maintenir la planche avec le pouce et l'index sur une ligne nodale du mode que l’on cherche à mettre en évidence.
- Placer le micro à quelques centimètres d'une des faces de la planche.
- Mettre en route l'enregistrement via Audacity.
- Donner un coup sec sur la planche dans une région correspondante à un ventre. (Attention, il ne faut pas endommager la planche...). Ne pas hésiter à donner plusieurs coups séparés de quelques secondes.
- Couper l'enregistrement et en tracer l'analyse spectrale. Passer à une échelle logarithmique et changer la résolution (typiquement se mettre en 4096) pour faire apparaître plus de détails.
- Il ne reste plus qu’à analyser le signal. Pour faciliter cette étape, tracer le spectre de puissance de la pièce et du bruit blanc.
Exemple de spectre :
Volume sonore (en dB) en fonction de la fréquence (en Hz)
Exemples :
Voici 2 enregistrements de tap-tones effectués sur le dos de l'alto. On entend assez bien les résonances, notamment sur le deuxième, pour lequel on remarque que le troisième impact sonne différemment des deux premiers, il semble plus étouffé. En effet, on a légèrement décalé le point d'impact, ce qui a suffit pour perdre la résonance.