Contrôle t-on le son par la nature des attaques ?

[BM607]

Mais quand même... comment différencier deux instruments (et deux techniciens !) et leur capacité relative à produire une grande richesse de timbre ? A mon avis, le degré d’élasticité de la collision entre le marteau et la corde est le facteur numéro 1 de la perception du timbre d'un piano. Je ne demande qu'à être contredit, à ce stade il s'agit surtout d'une intuition. Mais pour ça, il faudra sûrement aussi démontrer que l'harmonisation c'est de l'arnaque...

Oui mais non. Enfin peut-être.
Si tu prends UNE note et une seule, sur un seul piano, et que tu exclus les phénomènes de déformation du manche de marteau qui on l'a dit au début du post n'interviennent pas a priori suffisamment pour influer sur la durée de contact (par un effet "fouet" de la tête de marteau liè à la dynamique pendant la mise en mouvement, le manche du marteau ayant une petite flexibilité : c'était le seul phénomène identifié hors la vitesse qui aurait pu avoir une influence variable), il ne reste que la cinétique (vitesse) au moment de l'arrivée sur la corde (ou plus exactement au moment où le marteau quitte l'influence de la touche) comme variable.
Donc certes tu peux influer sur le son, mais à condition (si et seulement si) tu joues sur la force du son.
Un son, pour cette note, ppp, dans ce cas peut ne pas être le même qu'un fff (élasticité du feutre, temps de contact avec la corde, etc...). ce que chacun peut constater sur son piano d'ailleurs, je pense.

Après bien sûr qu'entre deux pianos cette élasticité et la manière dont elle évolue (en fonction de la compression, i.e. la force du jeu) va jouer beaucoup et participer fortement au timbre de l'instrument, comme la table d'harmonie, la nature des cordes, etc... chacun ajoutant sa plus ou moins petite pierre à l'édifice (savoir si c'est le marteau le principal... j'en doute, mettre des super-marteaux dans un piano de bas de gamme ne va pas lui faire un super-son, mais bon, peut-être).

BM

[leLama]

Pour le dire encore autrement, je pense qu'un morceau de bois recouvert d'un feutre ayant une forme particulière et qui frappe une corde tendue est une collision beaucoup trop complexe (et qui fait déjà l'énorme approximation de négliger le milieu de propagation de l'onde sonore) pour espérer conclure quoi que ce soit sur la nature du timbre en raisonnant juste sur la quantité de mouvement d'un point matériel. Je n'arrive pas à me résoudre que quoi que le pianiste fasse, le seul paramètre suivant l'impact de la touche est la vitesse dudit marteau...

Je suis d'accord que nous avons en tant que pianistes l'illusion de changer le timbre. Mais je crois que notre perception est un melange de nos sensations visuelles, sonores, kinesthesiques ... Le fait que la force exercee sur nos doigts par les touches est differente perturbe notre perception sonore. Dans le meme ordre d'idee de melange des sensations, les tests de gout pour les yaourts se font en chambre noire. Le simple changement de lumiere perturbe notre sensation de gout.

Si tu veux te convaincre qu'il y a une possibilité de changement de timbre ( pour ma part, je ne crois pas que ce soit possible), il faudrait faire un test A/B. Ca me parait bien plus simple pour trancher le debat que de reflechir a la physique (meme si discuter de la physique est plus rigolo )Tu demandes a un ami d'etre dos au piano, et tu joues deux notes consecutives sans dire si tu changes le timbre ou pas. Il y aura bien sur plein d'erreurs dans les deux sens (des faux positifs, des faux negatifs). La question est de savoir si en moyenne,ton ami arrive a reconnaitre le changement de timbre.

[leLama]

Si tu prends UNE note et une seule, sur un seul piano, et que tu exclus les phénomènes de déformation du manche de marteau qui on l'a dit au début du post n'interviennent pas a priori suffisamment pour influer sur la durée de contact (par un effet "fouet" de la tête de marteau liè à la dynamique pendant la mise en mouvement, le manche du marteau ayant une petite flexibilité : c'était le seul phénomène identifié hors la vitesse qui aurait pu avoir une influence variable), il ne reste que la cinétique (vitesse) au moment de l'arrivée sur la corde (ou plus exactement au moment où le marteau quitte l'influence de la touche) comme variable.

On peut meme se convaincre que la deformation du manche joue peu avec un calcul d'ordre de grandeur. La difference de deformation au bout du marteau me semble tres nettement inferieure a 1 mm entre deux frappes differentes. Ce qui pour un manche de 10 cm correspond a un angle de 0.01 radians. La surface de contact est a peu pres proportionnelle au rayon de courbure. qui varie au plus d'un facteur deux au plus pour 2pi radians ( approximation au pifometre, au vu de la forme des marteaux). On obtient une difference de surface de contact d'au plus 1 pour 300.

Bref, a premiere vue:
- diffence de surface de contact entre deux cas extreme : < 0.003 %
- difference de volume sonore entre deux cas extreme (ppp et fff ) : si on dit 30 decibels (??), ca fait cent mille pour cent (100 000 %).

Ca semble confirmer que la variation de surface de contact est negligeable.

[floyer]

A mon avis, le degré d’élasticité de la collision entre le marteau et la corde est le facteur numéro 1 de la perception du timbre d'un piano. Je ne demande qu'à être contredit, à ce stade il s'agit surtout d'une intuition. Mais pour ça, il faudra sûrement aussi démontrer que l'harmonisation c'est de l'arnaque...

Je suis égaré dans ce raisonnement. Dans les planches que j'ai pointé deux fois dans ce fil, on voit que la force de réaction du marteau n'est pas proportionnelle à l'enfoncement. Le choc est plus complexe qu'avec un simple ressort et cela justifie 1/ des durées de contact différents selon les nuances, 2/ et donc des timbres différents selon les nuances.

Mon humble avis est que l'harmonisation est destinée à définir avec soin cette courbe force de réaction/enfoncement afin d'offrir au pianiste la meilleure palette de timbre. Je ne vois pas où est l'arnaque.

Bref, a premiere vue:
- diffence de surface de contact entre deux cas extreme : < 0.003 %
- difference de volume sonore entre deux cas extreme (ppp et fff ) : si on dit 30 decibels (??), ca fait cent mille pour cent (100 000 %).

Là on s'égare, la question est plutôt la capacité à produire des timbres différent. Ce n'est pas avec les différences en dB ppp/fff que l'on mesure cela, mais plutôt avec des courbes comme celles que j'ai pointées (p16) où les puissances relatives des harmoniques sont présentées.

[leLama]

Là on s'égare, la question est plutôt la capacité à produire des timbres différent. Ce n'est pas avec les différences en dB ppp/fff que l'on mesure cela, mais plutôt avec des courbes comme celles que j'ai pointées (p16) où les puissances relatives des harmoniques sont présentées.

Les harmoniques sont des variations de pression sonore. Si les variations de pression sonore sont negligeables, on ne peut pas modifier les harmoniques de facon significative. Plus formellement, c'est la linearité de la transformée de fourier me semble-t-il : les variations de puissance des harmoniques ne sont pas perceptibles si la difference entre deux signaux est trop faible.

[floyer]

Les différence de timbres sont assez frappantes, au grand dam des éditeur de pianos virtuels qui ne peuvent se contenter de livrer 88 échantillons, mais doivent multiplier les niveaux de nuances.

La transformée de Fourier est certes linéaire, mais il est question du choc entre un marteau et une corde qui n'est pas linéaire : plus le marteau s'enfonce fort, plus une partie dure entre en jeux, et impacte le timbre.

[leLama]

Les différence de timbres sont assez frappantes, au grand dam des éditeur de pianos virtuels qui ne peuvent se contenter de livrer 88 échantillons, mais doivent multiplier les niveaux de nuances.

La transformée de Fourier est certes linéaire, mais il est question du choc entre un marteau et une corde qui n'est pas linéaire : plus le marteau s'enfonce fort, plus une partie dure entre en jeux, et impacte le timbre.

Euh, je crois que tu changes de question. On parle dans ce fil de la possibilité de modification de timbre a volume constant a cause de la deformation du manche du marteau. Nous sommes tous d'accords pour dire que si on varie le volume, donc la vitesse des marteaux et le niveau d'enfoncement des marteaux qui en resulte, le timbre change.

Ce que j'ai calculé, c'est que si on fait des attaques differentes pour une meme vitesse du marteau, la deformatiion du manche du marteau induit des differences de surface de contact negligeables. Donc les differences d'enfoncement du marteau sont negligeables egalement, et la difference de timbre est negligeable.

[BM607]

La modélisation du choc doit être un peu compliqué quand même, car pendant que le marteau touche la corde celle-ci se met déjà à vibrer, et continue pendant le contact de manière "étouffée" avant d'être complètement libérée, à cause de la déformation du feutre (vu les fréquences dès qu'on arrive aux mediums, ça ne doit pas être négligeable ce temps de contact).
La modélisation du document cité plus haut pour ce point me semble un peu juste (il considère que le marteau se "pose" et déforme la corde, avant de la relâcher brusquement, au moins sur le schéma).
Pour ma part je ne me sentirais pas trop à essayer de modéliser dans cette phase la déformée de la corde (quant aux harmoniques...) qui peut peut-être influer sur le son au final.

BM

[floyer]

Euh, je crois que tu changes de question. On parle dans ce fil de la possibilité de modification de timbre a volume constant a cause de la deformation du manche du marteau. Nous sommes tous d'accords pour dire que si on varie le volume, donc la vitesse des marteaux et le niveau d'enfoncement des marteaux qui en resulte, le timbre change.

Oui, effectivement... le sujet n'étais pas là.

Ceci dit, si on a un décalage de 1mm au niveau du marteau, cela fait une grande différence (à 1mm près le marteau et peu ou très tassé). Cependant, pour que le fléchissement du marteau ait une grande influence sur la cinématique du marteau, il faudrait que le moment d'inertie de la noix de marteaux et du bas du marteau soit du même ordre que celle du marteau ou au moins pas trop faible. Comme elle est sensiblement inférieure, je pense que le fléchissement joue très peu.

[Okay]

Plus je réfléchis plus je trouve que l'approche "problème inverse" est la seule qui pourrait permettre de vraiment avancer décisivement. Je pense que se focaliser sur le problème tel qu'il est posé, surtout en essayant de trouver l'influence de paramètres du 76e ordre ne devrait pas mener à grand chose. Ce qu'on entend au niveau du timbre est tellement significatif que je doute qu'il faille essayer de trouver le "micro détail" qui fait la différence, mais plutôt regarder où il faut dans les effets du tout premier ordre. C'est ce que j'ai plus ou moins tenté en mettant la lumière sur la surface de contact variable (potentiellement au sein de la même nuance ?) et le degré d’élasticité du marteau.

Bien sur qu'au bout du compte c'est bijectif, déterministe, et tout ce que vous voulez. Mais souvent et en particulier dans les systèmes complexes, il faut être un peu pragmatique, et une approche qui suit la philosophie de Laplace (très "Renaissance", qui à mes yeux a surtout l'avantage de brosser l'esprit dans le sens du poil, car causale et linéaire...) bien que séduisante conceptuellement, peut être quasiment vouée à l'échec d'emblée. L'idée étant que le système est trop complexe pour être appréhendé dans une globalité satisfaisante par le modélisateur. En partant de l'autre côté, ça peut au moins aider à regarder où chercher, si c'est une explication causale qu'on veut. Mais là on en est encore à essayer d'affirmer si le phénomène est vrai ou non... ce serait pas mal de s'en assurer avant d'obtenir l'explication.

Si on devait regarder le problème inverse, j'imaginerais un petit protocole tout simple comme ceci...
Déjà ce n'est pas un pianiste qui presse les touches car il est impossible pour lui de produire exactement la même nuance plusieurs fois consécutives, et pour isoler le timbre, il faut être intransigeant sur l'intensité sonore afin d'exclure le cas trivial où le changement de nuance change le timbre (ce qui me semble tout à fait évident en tant que pianiste).
Donc l'idée serait de faire tomber des petits objets de matières différentes (et dont l'impact ne produira pas de bruit parasite sur la touche) sur la même touche, et en différents endroits de la touche. Dans l'expérience un "toucher de pianiste donné" correspond à un matériau donné et à une distance donnée du point d'impact par rapport au bord de la touche. Pour chaque "toucher", il reste une variable libre "hauteur de chute" qui est ajustée telle que l'intensité sonore produite soit constante (d'après un appareil de mesure). Puis lorsque tous nos pianistes virtuels sont prêts, on enregistre le spectre et on regarde ce qu'on trouve...

[Patrice Scanavini]

...
la complexité d'une tête de marteau et son impact sur le son final ne peut être comprise que si on mets les doigts dedans...
le son est une matière extrêment fragile qu'un rien peut faire varier.
Pour avoir fait des recherche sur les perturbations environnantes et instables toujours présentes dans un espace acoustique
on peut sans risque parier sur une quantité infinie de variations des spectres enregistrés quand bien même la qualité de l'impact serait identique à tous les niveaux.


PS

[Okay]

Ce serait génial ! moi j'y crois en tout cas... c'est du moins mon ressenti. Et ça me conforte dans une approche artisanale du son.

En te lisant, je me dit même que je suis peut-être allé vite en besogne en reconnaissant en accord avec Wandarnok un déterminisme laplacien dans ce phénomène, qui relève peut-être plutôt de la théorie du chaos, si "le son est une matière extrêmement fragile qu'un rien peut faire varier."

[jean-séb]

le son est une matière extrêmement fragile qu'un rien peut faire varier.

Oui, tout à fait d'accord. J'avais eu jadis à protéger les travaux d'un luthier spécialiste des instruments à vent et il insistait toujours sur l'extrême sensibilité du son à de multiples facteurs et qu'un changement minime d'un seul d'entre eux pouvait parfois apporter de grandes différences dans le son. Quand je lis plus haut qu'on peut négliger les termes du second ordre, c'est une approximation souvent utile en physique générale, mais souvent dangereuse dans le domaine de l'acoustique.

[Christof]

le son est une matière extrêmement fragile qu'un rien peut faire varier.

Oui, et son analyse aussi (c'est ce que je disais dès mon premier message... ) : à verser au dossier : http://www.atiam.ircam.fr/Archives/Stag ... amnane.pdf
On pourra s'en resservir dans la discussion

Et merci Jean-Seb d'avoir signalé de nouveau qu'on ne pouvait négliger comme ça les termes de second ordre, même si c'est plus pratique dans certains domaines. Mais pour tout ce qui est acoustique... méfiance, méfiance.

[Christof]

Ce serait génial ! moi j'y crois en tout cas... c'est du moins mon ressenti. Et ça me conforte dans une approche artisanale du son.

En te lisant, je me dit même que je suis peut-être allé vite en besogne en reconnaissant en accord avec Wandarnok un déterminisme laplacien dans ce phénomène, qui relève peut-être plutôt de la théorie du chaos, si "le son est une matière extrêmement fragile qu'un rien peut faire varier."

Je pense qu'il pourrait y avoir du vrai ici. Dans mon message d'hier, j'avais d'abord écrit qu'on était ici dans une dynamique non linéaire. Et puis j'ai l'ai enlevé parce que cela demandait discussion (cela voudrait dire qu'une toute petite modification pourrait avoir un effet infini...) ce qu'on ne constate pas vraiment. Mais finalement, quelque chose me dit qu'il y a à creuser derrière cela...
Quel est l'attracteur étrange dans ce cas ? Y en a t'il un ?

[Serge]

Bonjour, et tous mes vœux aux PMistes!
On pourrait voir un son comme un bouquet de fleurs mal éclairées. Les fleurs sont là, avec toutes leurs nuances mais la lumière ne permet de voir qu'une partie du spectre. Tout le talent du pianiste est peut être alors de manipuler l'éclairage et non pas de créer des couleurs. C'est une réflexion intuitive.

[alex2612]

C'est vrai que le fil est dur a suivre . Les termes sont souvent confondu en tous les cas merci aux techniciens et aux scientifiques du forum de ramener a la raison les musiciens.
Je reprécise qu'il est impossible de de reconnaitre à l'oreille la technique employée par un pianiste pro pour un détaché sur une même note sans un visuel Je vous réalise l'expérience quand vous voulez. @ Désolé Sylvie.
C'est dur a admetre mais entre l'instrument et l'interprete il y a une mécanique qui est régie par des loi élémentaires de physique.
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En revanche et pour répondre a la question de Okay bien sur que l'on controle le son par la nature des attaques ou plus exactement par la durée de l'attaque et l'attaque suivante, par l'intensité du son et la pédale (qui a plein de possibilité sonore et sur le touché (sans utiliser la resonance juste alléger le depart de la touche par exemple).
imaginons do re mi fa sol la joué en doubles croches à 80 a la noire.
Exemple 1 . Chaque touche reçoit la même énergie et l'étouffoir retombe sur la corde en vibration au moment ou le marteau frappe la suivante.
c'est le vrai légato il n'y en a pas d'autre en fait.
Le résultat sonore sera bien différent . Genre mitrailleuse. impression de non légato etc. Aucun musicien ne joue comme cela naturellement.
Mais continuons
2 on change juste l'energie recue par la touche qui va aller décroissante jusqu'au La .
Le resultat sonore est stupéfiant. J'ai un legato et si le decrescendo est bien calculé, on aura l'illusion d'un instrument ou d'un chanteur et non plus cette infame machine a coudre.
Je n'ai donné que deux exemples sur le legato il y en a bien sur d'autres . Alors qu'il n'y a qu'un légato. Imaginez les possibilités sur le non légato. En fait beaucoup de possibilités expressives et dynamiques mais il faut au moins deux sons trois c'est mieux. ref David Guetha
Cela soulève aussi un autre lièvre . Le terme legato employé par le compositeur est un resultat sonore en aucun cas une technique de jeu ou encore pire une durée entre chaque son. Cela varie suivant les compositeurs . Certain utilisent même le mot legatissimo. Est ce que vous croyez vraiment que Chopin voulût qu'une note bave sur une autre.....? certainement pas. Que l'on arrete d'executer ses œuvres à la mitrailleuse? absolument. Chez Boulez ou Wyschnegradsky en revanche , c'est une autre histoire.... de la musique

[dilettante]

http://www.claudegabriel.be/Acoustique% ... re%204.pdf

[Christof]

Pour en savoir plus sur la physique du piano :
Thèse de Juliette Chabassier

Et aussi cet article : From touch to string vibrations. The initial course of the piano tone d'A Askenfelt et E.V. Jansson
où on peut lire notamment :
"These modes were found to be excited by certain types of touch during the acceleration of the hammer before the string contacdt. Also the details of the motion of the hammer immediately before the string contact were obrserved to be influenced by touch. It cannot be excluded that the oscillations of the hammer may have an influence on the string excitation by affecting the time history of the interacting force during the string contact."

Si on ajoute à cela le fait que la résultante de la vibration obtenue dans la corde dépend d'un mouvement se propageant dans la direction d'élongation de la corde couplée à celle de la vibration transversale donnée par le marteau, le phénomène est bien moins simple qu'il n'y paraît...

[floyer]

J'ai ouvert intéressé cette étude :

Although it may seem that the oscillations of the hammer offer a possibility for the player to influence the string vibrations, and, 1 hence, the tone quality by "touch", the question is by no means yet answered.

Bref, le mode de jeu "pourrait" jouer, mais la question n'est pas tranchée.

In a classical study (Hart & al., 1934) , it was shown that the sound pressure waveform of notes played by a concert pianist could not be distinguished from the waveform produced by a touch with a mechanical pendulum, provided that the final hammer velocities were identical.

Deux modes de jeux, deux mêmes sons.... L'influence du mode de jeu ne me semble pas très probante. (Dans le contexte de l'étude de 1934).

Si on ajoute à cela le fait que la résultante de la vibration obtenue dans la corde dépend d'un mouvement se propageant dans la direction d'élongation de la corde couplée à celle de la vibration transversale donnée par le marteau, le phénomène est bien moins simple qu'il n'y paraît...

Je n'ai pas bien saisi. Le mode de majeur est la vibration transversale. Je doute que la corde soit beaucoup sollicitée dans la "direction d'élongation" (vibration longitudinale ?), un moindre déplacement impliquerait des forces très importantes.

Après la vibration transversale n'est pas forcément perpendiculaire à la table d'harmonie. La part perpendiculaire sollicite le chevalet efficacement (et la vibration s'atténue relativement rapidement), la part parallèle beaucoup moins et reste rémanente plus longtemps.