Analyse des vibrations et du rayonnement de la table d'harmonie d'un piano droit et conception d'un système de reproduction du champ acoustique

ANALYSIS OF THE VIBRO-acoustiCS BEHAVIOUR OF A PIANO SOUNDBOARD AND CONCEPTION OF A MULTILOUDSPEAKER SETUP WICH SYNTHESIS DIRECTIVITY PATTERNS

• Auteur / Autrice : Philippe Dérogis
• Direction : René Caussé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Le Mans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Émission acoustique

Acoustique

Piano

Résumé

Le piano, comme tous les instruments a cordes, rayonne de l'energie grace au couplage de ses cordes avec une plaque : la table d'harmonie. Dans ce travail, les vibrations de la table d'harmonie d'un piano droit sont etudiees avec les techniques d'analyse modale. Dix modes sont ainsi mis en evidence dans la plage frequentielle 50-350 hz. Tous ces modes presentent de bonnes similitudes avec des modes de plaques minces isotropes en appui simple vibrant en flexion pure. Les deformees modales sont ensuite utilisees pour calculer le rayonnement des modes de la table d'harmonie. La encore, le parallele avec le rayonnement des modes d'une plaque mince est effectue. On retrouve, pour la table d'harmonie, l'existence d'une frequence (frequence de coincidence) en dessous de laquelle les modes rayonnent tres peu d'energie. Le modele de la table d'harmonie fourni par l'analyse modale ainsi que les algorithmes de calcul de rayonnement sont valides par comparaison avec des mesures, apres quoi le rendement de la table d'harmonie est calcule. Il apparait qu'une forte proportion de l'energie est dissipee dans la plaque et non transmise au champ acoustique ; le parallele avec les plaques isotropes permet de prevoir que cette proportion pourrait etre inversee moyennant un changement de geometrie. Certains auteurs s'accordent a penser que les caracteristiques de rayonnement d'un instrument sont perceptivement importantes, et qu'ainsi, une reproduction de ces caracteristiques permettrait d'ameliorer la diffusion sur haut-parleurs. Dans la derniere partie de ce travail une methode de reproduction de figures de directivite a l'aide de sources multi-haut-parleurs est presentee. Elle est ensuite appliquee a une source dodecaedrique composee de douze haut-parleurs groupes en quatre sous-ensembles independants pour reproduire les premieres harmoniques spheriques. Les resultats sont presentes pour deux dispositifs : le meilleur des deux dispositifs nous a permis d'obtenir une bonne reproduction des directivites cibles sur la plage frequentielle 100-1000 hz. Les causes de ces limitations sont en basses frequences la directivite des haut-parleurs (trop omnidirectifs) et en hautes frequences la distance entre les haut-parleurs.