Hydrodynamique et acoustique des instruments de la famille des flûtes : influence du système d’alimentation sur la production du son

Hydrodynamic and acoustic instruments of the flute family : the influence of the power system on the production of its

• Auteur / Autrice : Roman Auvray
• Direction : Benoît Fabre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Couplage acoustique

Flûtes (famille d'instruments)

Résumé

L'avancement actuel des recherches en acoustique musicale, et plus particulièrement sur le fonctionnement des instruments de la famille des flûtes, a atteint un point qui permet maintenant d'inclure le musicien dans l'étude de l'instrument. L'interaction du musicien avec son instrument est décrite à l'aide de paramètres de contrôle qui façonnent le son en retranscrivant l'intention musical de l'instrumentiste. Parmi ces paramètres, la pression d'alimentation tient un rôle principal puisqu'elle permet de contrôler directement la dynamique du son. Ce travail de thèse porte sur l'étude de ce paramètre et des conséquences de son contrôle sur la production sonore. Les différentes échelles de temps sur lesquelles la pression d'alimentation est susceptible d'évoluer a naturellement scindé cette étude en deux volets. D'une part, les effets associés aux variations lentes de la pression (changements de la fréquence fondamentale, stabilité des différentes régimes d'oscillation, modification du contenu spectral) ont été validées grâce aux résultats générés par deux modèles de production du son. Ces résultats, dont la résolution provient d'outils numériques, ont été validés par des observations expérimentales. D'autre part, des variations rapides de la pression d'alimentation ont été identifiées comme pouvant provenir en partie du couplage acoustique entre le système d'alimentation et l'instrument. Des observations expérimentales ont permis de mettre en avant la contrôlabilité du couplage acoustique par le musicien. Par ailleurs, une proposition de modification des deux modèles de production du son fournit des résultats qualitativement satisfaisant qui permettent d'identifier les éléments importants du contrôle du couplage acoustique.

The current status of research in musical acoustics, particularly on flute-like instruments, has reached a point that now allows to include the musician within the study of the instrument. The interaction of the musician with his instrument is described using control parameters that shape the sound while transposing the musical intent of the instrumentalist. Among these parameters, the supply pressure gets a key role since it allows a direct control of the dynamics of the sound. This thesis focuses on the study of this parameter and the consequences of its control on the sound production. The different time scales on which the supply pressure is likely to evolve have naturally divided the study into two parts. On one hand, the effects associated with slow pressure variations (changes in the fundamental frequency of oscillation, stability of the different oscillating regimes, changes in the spectral content) have been validated by the results produced by two models of sound production. These results, whose resolution comes from numeric tools, have been validated by experimental observations. On the other hand, rapid variations of the supply pressure have been identified as being partly due to the acoustic coupling between the upstream system and the instrument. Experimental observations have highlighted the controllability of acoustic coupling by the player. Besides, a proposal of modification of the two models of sound production provides qualitatively satisfactory results that allows to identify the important elements of the acoustic coupling control.