Characterization of open toneholes of woodwind instruments

• Auteur / Autrice : Héctor García Mayén
• Direction : Christophe Vergez, Jean Kergomard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Acoustique
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMA, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique (UMR 7031 ; CNRS, Ecole Centrale de Marseille, Aix-en-Provence)
• Jury : Président / Présidente : Alexandre Garcia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pauline Eveno, Jean-Baptiste Doc, Michaël Jousserand
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Dalmont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Clarinettistes

Instruments à vent

Impédance acoustique -- Mesure

Acoustique

Mots clés libres

Impédance d'entrée

Trou latéral

Intruments à vent

Sous-coupage

Input impedance

Lateral tonehole

Woodwind instruments

Under-cut

Résumé

Cette thèse Cifre est réalisée avec le facteur d’instruments à vent Buffet Crampon. Nous étudions la caractérisation acoustique des trous latéraux ouverts dans la clarinette, ou trous de notes. La jonction entre la cheminée de ces trous et le corps principal de l’instrument peut être chanfreinée lors de la fabrication. On parle alors de sous-coupage des trous. La motivation du facteur d’instruments à sous-couper certains trous est d’améliorer la justesse, la puissance et la facilité d’émission. Pour réaliser cet objectif, une méthode originale est proposé. Elle est basée sur la mesure de deux impédances d’entrée. Une simulation de l’expérience est réalisée où la sensibilité à des incertitudes géométriques ou de mesure est évaluée afin de dimensionner au mieux l’expérience. La mise en oeuvre expérimentale permet de souligner les avantages et les faiblesses de cette nouvelle méthode par rapport à l’état de l’art. En particulier, on retient les résultats obtenus sur la détermination de l’impédance en parallèle. La capacité de la méthode à estimer de manière robuste sa partie réelle d’abord. Les résultats obtenus suggèrent d’ailleurs la nécessité de nouvelles études théoriques sur la modélisation des mécanismes dissipatifs. Nous notons également la capacité de la méthode à traduire de faibles variations géométriques au travers de l’estimation de la partie imaginaire de l’impédance en parallèle. Des simulations numériques par la méthode des éléments finis sont également réalisées pour éclairer le résultat des expériences mais aussi pour évaluer la pertinence de cet outil pour les travaux ultérieurs sur ces sujets

This Cifre thesis is realized with the wind instrument maker Buffet Crampon. We study the acoustic characterization of of the open side holes in the clarinet, or note holes. The junction between the chimney of these holes and the main body of the instrument can be chamfered during the manufacturing process. We speak then of undercutting of the holes. The motivation of the instrument maker to undercut certain holes is to improve the accuracy, power and the ease of emission. To achieve this goal, an original method is proposed. It is based on the measurement of two input impedances. A simulation of the experiment is carried out where the sensitivity to geometrical or measurement uncertainties is evaluated in order to best size the experiment. The experimental implementation allows to highlight the advantages and weaknesses of this new method compared to the state of the art. In particular, the results obtained on the determination of the impedance in parallel are retained. First of all, the ability of the method to estimate its real part in a robust way. The results obtained suggest the need for further theoretical studies on the modeling of dissipative mechanisms. We also note the ability of the method to translate small geometrical variations through the estimation of the imaginary part of the impedance in parallel. Numerical simulations by the finite element method are also performed to clarify the results of the experiments but also to evaluate the relevance of the experiments but also to evaluate the relevance of this tool for further work on these topics