Comportement vibroacoustique des conduits : modélisation, mesure et applications aux instruments de musique à vent

Vibroacoustic behavior of pipes : modelling and measurements applied to wind musical instruments

• Auteur / Autrice : Guillaume Nief
• Direction : Joël Gilbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Le Mans
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'acoustique de l'Université du Mans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Impédance acoustique

Instruments à vent

Instruments de musique -- Propriétés acoustiques

Vibrations

Acoustique musicale

Résumé

Les vibrations du corps d'un instrument de musique à vent mettent en jeu divers couplages vibroacoustiques : conduit/fluide interne, et conduit/fluide externe. Le couplage conduit/fluide interne est étudié via l'impédance d'entrée du conduit vibrant, qui diffère du cas indéformable. La perturbation de l'impédance, très faible pour des paramètres usuels, est maximisée lorsque la fréquence d'un mode mécanique ovalisant du conduit coïncide avec celle d'un des modes acoustiques. Lorsqu'une telle condition de coïncidence mécanique/acoustique est satisfaite, de faibles modifications du timbre, voire des perturbations plus importantes sont observées sur le son produit. Le couplage conduit/fluide externe est étudié via le rayonnement acoustique d'un pavillon de trombone libre de vibrer, qui diffère du cas où les vibrations sont amorties par du sable. Des écarts de quelques décibels sont observés à des fréquences de modes de vibration efficaces du point de vue du rayonnement acoustique.

The wall vibrations of a wind musical instrument imply various vibroacoustic couplings:duct/internal fluid and duct/external fluid. The duct/internal fluid is studied via the input impedance of the vibrating duct, which differs from the perfectly rigid case. The disturbance of the impedance, still very weak for usual parameters, is maximal when the eigenfrequency of a mechanical ovalling mode of the duct coincides with the one of an acoustic mode. When such a mechanical/acoustical matching occurs, slight timbre modification, or even more important disturbance can be observed on the produced sound. The duct/external fluid coupling is investigated via the acoustic radiation of a trombone bell free to vibrate, which differs from the case where its vibration are damped using sand. Some small differences of a few decibels are measured at frequencies of radiating mechanical modes, which are efficient from the acoustic radiation point of view.