Son d'une note

[Ilia]

Voici une question qui intéressera sans doute principalement ceux qui ont quelques connaissances en physique :

Combien faut-il de paramètres pour décrire entièrement le son d'une seule note jouée au piano ?
Pour simplifier le problème et éliminer tout de suite les réponses évidentes, on va dire qu'on choisit une fois pour toutes la hauteur de la note (disons le "do" du milieu), qu'on n'enfonce aucune pédale et qu'on laisse sonner la note jusqu'au bout (donc on ne se préoccupe pas de la durée). Il reste encore un paramètre évident : le volume sonore (piano ou forte). Y a-t-il autre chose ?
A priori, on pourrait raisonner comme ceci : au moment où le marteau frappe la corde, il est (si je comprends correctement comment fonctionne la mécanique d'un piano) en "vol libre", c'est-à-dire qu'il n'est plus "embrayé" avec la touche et que donc, une fois la touche enfoncée et le marteau libéré par l'échappement, le pianiste n'a plus aucune influence sur ce qui se passe. A ce moment-là, il n'y a qu'un paramètre qui décrit le mouvement du marteau : sa vitesse. Il est clair que plus le marteau va vite quand il frappe la corde, plus le son est fort ; mais il n'y aurait donc rien d'autre qu'on pourrait faire varier.
Pourtant, mon expérience de pianiste me dit que même à volume égal, il y a plusieurs façons de jouer une note. Il y aurait au moins un autre paramètre : la dureté de l'attaque, ce qui distingue un son dur et incisif d'un son chantant et placide. J'ai été très surpris quand mon premier prof a attiré mon attention sur cette nuance (d'ailleurs, j'ai encore du mal à la maîtriser quand je joue), mais en tout cas, même pour mes oreilles d'amateur il est absolument évident qu'elle existe. Il y a peut-être aussi d'autres paramètres, mais ceux-là en tout cas, je n'arrive pas à les entendre. Alors, comment peut-on expliquer physiquement ce degré de liberté inespéré ?

Si quelqu'un qui s'y connaît en facture de pianos pouvait éclairer ma lanterne, ce serait gentil !

[jeff62]

La realite est BEAUCOUP plus complexe que cela.
il n ya pas de modele physique complet a ma connaissance qui existe .Uniquemet des modeles empiriques. cela tient au fait que meme pour une note seule. la distribution de l'energie dans le spectre acoustique depend fortement de nombreux parametres DONT sans pretendre etre exhaustif:
les parametres mecaniques de la corde y compris ceux lie a lecrouissement et autre aspects metallurgiques, susceptible de varier avec le temps [ donc pas uniquement densite et propriete elastique..], ceux de la table dharmonie et d'autres parties vibrantes du piano... tout les points de couplages mecanique entre cordes et structure du piano...
mais aussi la composition exacte du marteau,de son manche.... des feutres qui le recouvrent tout cela est determinants pour la generation du son.

Le celebre physicien [prix Nobel] Americain R Feynmann, pianiste amateur s ses heures perdues, a echange une correspondance avec son accordeur dans les annees 50 qui aborde certain de ces sujets.
Une partie de ces lettres ont ete publiees.
de nombreuses publications scientifiques existent , y compris de nos jours, sur ces sujets.. il suffit de les googler [ j'adore ce nouveau verbe...lol]
JF

[egtegt]

Tu simplifies deux choses à l'extrême :

- Premièrement une note n'est pas une fréquence unique mais une combinaison de fréquences plus ou moins multiples l'une de l'autre (je dis plus ou moins car si dans la théorie, ces fréquences sont exactement multiples, ça n'est dans les fait pas le cas)
Donc un LA 440 comprend une fréquence de base à 440 hz, mais également une fréquence à 880, une fréquence à 1320 ... modifié par l'inharmonicité qui fait que les fréquences multiples (les harmoniques) sont légérement décalées.

- Ensuite, même si effectivement aprés l'échappement le pianiste n'a plus aucun contrôle sur le marteau, sa caractéristique unique ne se limite pas à sa vitesse. Au moins deux autres éléments entrent en jeu :
- la flexion du manche
- Les composantes latérales éventuelles

La flexion du manche est largement dépendante de l'attaque. Pour donner la même vitesse au marteau, tu peux appuyer trés fort pendant peu de temp (un coup sec sur la touche) ou un peu moins fort pendant plus longtemps (appuyer de façon puissante sur la touche) , ces deux attaques donneront une flexion plus ou moins précoce du manche et donc un retour différent. Pour l'essentiel, ça modifiera la durée de contact entre le marteau et la corde.

De même, tu peux tout à fait frapper la touche de façon parfaitement verticale ou légèrement de biais. Les jeux sont faibles mais tu risques tout de même de donner un léger mouvement latéral au marteau, probablement quelques centièmes de mm mais ça peut influencer le son également.

Pour ce qui est de décrire le son d'une note, c'est assez simple, il s'agit d'une série de fréquences superposées (Une série de Fournier pour ceux qui ont quelques notions de Math).

Par contre, décrire le mouvement du marteau est largement plus complexe et ne se limite absolument pas à la vitesse du marteau. Et je ne parle pas de modéliser le son du piano en fonction de ces paramètres de départ.

[Ilia]

La realite est BEAUCOUP plus complexe que cela.
il n ya pas de modele physique complet a ma connaissance qui existe .Uniquemet des modeles empiriques. cela tient au fait que meme pour une note seule. la distribution de l'energie dans le spectre acoustique depend fortement de nombreux parametres DONT sans pretendre etre exhaustif:
les parametres mecaniques de la corde y compris ceux lie a lecrouissement et autre aspects metallurgiques, susceptible de varier avec le temps [ donc pas uniquement densite et propriete elastique..], ceux de la table dharmonie et d'autres parties vibrantes du piano... tout les points de couplages mecanique entre cordes et structure du piano...
mais aussi la composition exacte du marteau,de son manche.... des feutres qui le recouvrent tout cela est determinants pour la generation du son.

Je n'en doute pas - je suis conscient que, pour former le son, le marteau, la corde, la table d'harmonie, et même la résonnance de la pièce interviennent tous d'une façon très complexe - mais tout ces facteurs ne changent pas entre deux répétitions successives d'une même note. Ca ne permet pas d'expliquer le fait que, d'une même touche d'un même piano, sans changer quelque réglage interne que ce soit, on puisse extraire au choix un son "dur" ou un son "doux".

- Premièrement une note n'est pas une fréquence unique mais une combinaison de fréquences plus ou moins multiples l'une de l'autre (je dis plus ou moins car si dans la théorie, ces fréquences sont exactement multiples, ça n'est dans les fait pas le cas)

Je n'ai jamais prétendu le contraire. Effectivement, un son est composé de plusieurs harmoniques, et selon la répartition de l'énergie entre ces harmoniques, on peut concevoir que la qualité du son puisse varier. Ce que j'ai du mal à comprendre, c'est comment peut-on obtenir toutes ces nuances à travers une mécanique qui, selon toute logique, semblerait éliminer presque toute influence du musicien sur le jeu.

- Ensuite, même si effectivement aprés l'échappement le pianiste n'a plus aucun contrôle sur le marteau, sa caractéristique unique ne se limite pas à sa vitesse. Au moins deux autres éléments entrent en jeu :
- la flexion du manche

J'avoue que je ne comprends pas très bien de quoi il s'agit. Tout d'abord (juste pour être sûr) : le "manche", il s'agit bien du manche du marteau ?
Dans la mesure où il n'est pas flexible, qu'il n'a aucune articulation intermédiaire et qu'il ne fait que pivoter sur un axe fixé, sa flexion, c'est-à-dire sa position, au moment où il frappe la corde, ne varie pas d'une fois sur l'autre (puisque la corde reste tout le temps au même endroit).

Pour l'essentiel, ça modifiera la durée de contact entre le marteau et la corde.

Ce que je ne comprends pas justement, c'est comment on peut modifier cette durée de contact sans modifier l'impulsion (la vitesse, l'énergie cinétique) qu'on donne. C'est comme quand on lance une balle contre le plafond : si elle est en vol libre, à vitesse égale, l'impact se déroulera toujours de la même façon. Ici, c'est quasiment la même chose - sauf qu'au lieu d'un mouvement rectiligne, on a une rotation autour d'un axe. Peut-être qu'il y a un ressort qui continue toujours à pousser le marteau, même quand il est déjà en contact avec la corde ? Ca permettrait d'expliquer des choses, mais sur les diagrammes que j'ai pu voir, ça n'a pas l'air d'être le cas.

De même, tu peux tout à fait frapper la touche de façon parfaitement verticale ou légèrement de biais. Les jeux sont faibles mais tu risques tout de même de donner un léger mouvement latéral au marteau, probablement quelques centièmes de mm mais ça peut influencer le son également.

Là, ça m'étonnerait franchement que ça ait une influence. D'une part, toutes les pièces de la mécanique d'un piano sont montées sur des axes horizontaux, qui sont conçus pour ne permettre qu'un mouvement vertical (sauf quand on enfonce la pédale du milieu sur un piano à queue, mais passons). Je pense que même en poussant une touche sur le côté de toutes ses forces, on n'arrivera pas à produire un effet notable sur le marteau. Et puis si ça avait une importance, on apprendrait aux pianistes à contrôler ces mouvements latéraux, i. e. à enfoncer les touches plus ou moins en biais selon l'effet qu'on veut produire - ce dont, personnellement, je n'ai jamais entendu parler.

[jeff62]

Bon on va finir par se faire jeter par les modos si on fait dans le hard d'autant plus que c'est ecrit dans plein de bouquin que tu trouveras a la bibliotheque de l'ens [ tu es a ULM?] mais en bref et pour se limiter au son doux/dur c'est lie a la maniere d'exciter la corde...
regarde les problemes de chargement impulsionel des structures en general c'est a ce domaine que ton probleme se rattache.

le principe de base c'est que la repartition de l'energie entre les differentes harmoniques depend de l'allure de la transformee de fourier temporelle de l'excitation f(t) qui decrit le transfert d'energie entre marteau et corde durant l'impact entre eux.

toute variation de f(t) induitdirectement une variation de la distribution de l'energie transmise entre les differentes frequences propres [ harmoniques de la corde] et donc de la qualite du son...
l'impact est fortement lie a la durete des feutres la flexibilite des manches.. et tout ca.. mais la encore tout es ecrit et publie donc va dnas une bonne bibliotheque scientifique et tu recupereras tout...
pense au son fait par une cloche frappee avec une masse en acier , caoutchouc, avec un manche rigide ou souple.. petites expriences facile a realiser sois meme...
jf

[egtegt]

Visiblement Ilia tu as peu de notions de mécanique.

Premièrement, quelque chose de parfaitement rigide, ça n'existe que dans la théorie, sinon, tout est flexible à un certain degré. En particulier, le manche d'un marteau de piano est en bois qui est une matière assez flexible. Ensuite, je ne suis pas en train de parler d'un flexion de plusieurs centimètres, juste quelques millimètres, voire moins.

En résumé, si tu as un attaque très forte au départ, la flexion va se faire très tôt dans le mouvement du marteau et donc la flexion dans l'autre sens se fera plus tôt également.

Si tu as une attaque plus régulière, il y aura déjà moins de flexion et elle se fera plus tard, et donc la flexion dans l'autre sens sera plus tardive.

La différence peut sembler infime mais elle ne l'est pas quand il s'agit d'un contact qui dure quelques fractions de secondes.

Même chose pour la frappe en biais. effectivement les axes sont horizontaux, mais il y a des frottements et des jeux de quelques dixièmes. Suffisamment pour provoquer une légère vibration transversale ou un déplacement de quelques dixièmes. Et si le point de frappe se déplace de quelques dixièmes de mm, ça peut être sur une zone légèrement différente du marteau. Après tout, sur un piano à queue, la pédale douce ne fait que décaler les marteaux d'un ou deux millimètres. Et ça suffit pour faire une différence, même pour les cordes graves qui n'ont qu'une corde.

Je pense effectivement que l'effet doit être moindre mais le nier d'emblée me semble excessif.

Dans tous les cas, l'expérience montre que l'attaque a un effet significatif sur le son d'un piano. Or ça ne pourrait pas être le cas avec un marteau parfaitement rigide comme tu le fais justement remarquer. Donc même si mon explication est fausse, elle n'est probablement pas loin de la vérité.

[bigrounours]

jeff62 : je pense que tu n'as pas compris le fond du problème d'Ilia.

Ilia sait que le son d'un piano dépend de tas de chose. des cordes, de la vitesse du marteau, des matérieaux utilisés... et j'en passe.

Ce qu'Ilia veut savoir, c'est comment peut on avoir un son différent avec le même piano, et dans le même contexte.

En d'autre terme, le protocol d'expérimentation d'Ilia est le suivant :
- un piano (un seul piano)
- une note (une seule note)

Et maintenant sa question : Comment faire, avec le même piano (et la même note) pour "changer le son" de la note, et ce sans changer quoi que ce soit dans la structure du piano (marteau, feutre, ...).

Je trouve la question intéressante, car moi aussi je ne vois pas d'autres paramètre que la vitesse du marteau. Pourtant Ilia semble percevoir une différence (la différence que certains profs appellent "jouer dur" et "jouer doux"). D'où vient cette différence (si elle existe), scientifiquement parlant ?

Ilia : c'est bien ça que tu voulais demander ? (je me suis peut être trompé).

[bigrounours]

Je suis d'accord que peut être la relative flexibilité du manche pourrait interférer sur le son, c'est une chose à laquelle je n'avais pas pensé.

[egtegt]

Je suis d'accord que peut être la relative flexibilité du manche pourrait interférer sur le son, c'est une chose à laquelle je n'avais pas pensé.

Je viens de penser à une comparaison qui peut peut-être vous aider à comprendre ce que je veux dire : Si je prends un bout de plastique flexible et que je le tord dans mes mains puis que je le lance, je suis dans le cas décrit par Ilia : j'ai donné une impulsion de départ et je n'ai plus d'influence sur ce bout de plastique. Et pourtant, le seul paramètre n'est pas la vitesse initiale.

C'est exactement la même chose pour le marteau : en appuyant sur la touche, je le tords, et ceci de façon différente en fonction de la façon dont j'appuye. une fois que je l'ai lâché, il y a deux paramètres et non pas un :
- La vitesse de la tête,
- La torsion du manche

Le premier dépend de l'énergie que j'ai transmise à la touche,
le seconde dépend de l'énergie également mais aussi de la façon dont j'ai transmis cette énergie.

[Jean-Luc]

Il est clair que plus le marteau va vite quand il frappe la corde, plus le son est fort ; mais il n'y aurait donc rien d'autre qu'on pourrait faire varier.

Tu es sûr de cela? Est-ce qu'il n'est pas nécessaire de distinguer le timbre d'un son du volume de ce même son?
Le timbre dépendrait effectivement de la vitesse à laquelle le marteau frappe la corde, tandis que le volume dépend du poids que tu mets sur la touche et donc du poids retransmis par le marteau sur la corde?

Enfin, j'en sais rien, mais j'imagine les choses plutôt comme ça.

En tous les cas, c'est assez complexe ta question (mais néanmoins intéressante) car dans la pratique, pour faire varier l'expression d'une note, le pianiste se sert beaucoup de la vibration des cordes après la frappe, et c'est là qu'intervient la pédale, ou encore le jeu staccato/legato.
L'attaque des notes est une partie du problème (certes importante), mais il est difficile d'isoler juste cet aspect dans tout ce qu'il fait un son au piano.

[Ilia]

Visiblement Ilia tu as peu de notions de mécanique.

Premièrement, quelque chose de parfaitement rigide, ça n'existe que dans la théorie, sinon, tout est flexible à un certain degré. En particulier, le manche d'un marteau de piano est en bois qui est une matière assez flexible. Ensuite, je ne suis pas en train de parler d'un flexion de plusieurs centimètres, juste quelques millimètres, voire moins.

Désolé - j'ai parlé un peu rapidement, pour éviter de faire des posts de dix pages. Ce que je voulais dire, c'est "le manche est PEU flexible, donc on peut négliger l'effet de l'inflexion du manche sur le son".
Evidemment, dans le monde réel, rien n'est parfait : le manche n'est pas parfaitement rigide, le cadre du piano non plus, le mouvement du marteau n'est pas purement circulaire, etc. Dans n'importe quel problème physique, il y a toujours une infinité d'effets qui interviennent, et la principale question est toujours de savoir lesquels sont suffisamment importants pour entrer en compte, et lesquels sont négligeables.

En résumé, si tu as un attaque très forte au départ, la flexion va se faire très tôt dans le mouvement du marteau et donc la flexion dans l'autre sens se fera plus tôt également.

Si tu as une attaque plus régulière, il y aura déjà moins de flexion et elle se fera plus tard, et donc la flexion dans l'autre sens sera plus tardive.

La différence peut sembler infime mais elle ne l'est pas quand il s'agit d'un contact qui dure quelques fractions de secondes.

Quand j'ai lu cette explication, elle m'a paru plausible dans un premier temps... mais il y a quand même quelque chose qui me gêne. Les forces susceptibles de courber le manche du marteau sont très faibles, car seule la noix est articulée avec les autres pièces et subit leur action. Le reste du marteau subit très peu forces extérieures, si ce n'est :
- Au repos, le manche du marteau est maintenu par la barre de repos. Il me semble que c'est un appui très léger - en gros, la barre ne porte que le poids du marteau, qui est nettement inférieur aux forces qui sont en jeu quand le marteau rebondit sur la corde.
- Evidemment, il y a le rebond du marteau sur la corde. Mais comme on s'intéresse à la forme du manche *avant* qu'il touche la corde, ce facteur n'entre pas en compte.
- Enfin, pour qu'on ne dise pas que je n'ai pas tout pris en compte, il y a aussi les frottements de l'air, les forces liés aux effets d'électricité statique, l'influence gravitationnelle de Pluton... Tout ça, je pense qu'on peut le négliger.

Même chose pour la frappe en biais. effectivement les axes sont horizontaux, mais il y a des frottements et des jeux de quelques dixièmes. Suffisamment pour provoquer une légère vibration transversale ou un déplacement de quelques dixièmes. Et si le point de frappe se déplace de quelques dixièmes de mm, ça peut être sur une zone légèrement différente du marteau. Après tout, sur un piano à queue, la pédale douce ne fait que décaler les marteaux d'un ou deux millimètres. Et ça suffit pour faire une différence, même pour les cordes graves qui n'ont qu'une corde.

Je pense effectivement que l'effet doit être moindre mais le nier d'emblée me semble excessif.

Je ne dis pas que cet effet n'est pas du tout détectable. Ce que je dis, c'est que d'une part, il est sûrement très faible par rapport à tout le reste (donc qu'il ne contribue pas de façon essentielle à la qualité du son), et que d'autre part, il n'est pas vraiment contrôlable et exploitable par le pianiste.

Dans tous les cas, l'expérience montre que l'attaque a un effet significatif sur le son d'un piano. Or ça ne pourrait pas être le cas avec un marteau parfaitement rigide comme tu le fais justement remarquer. Donc même si mon explication est fausse, elle n'est probablement pas loin de la vérité.

Comme j'ai dit, une autre explication possible serait un ressort qui exerce une force sur le marteau au moment où il est en contact avec la corde... mais les diagrammes que j'ai vu semblent indiquer le contraire. Quelqu'un qui s'y connaît peut-il préciser les choses ?

jeff62 : bigrounours a assez bien répondu à ma place.

pense au son fait par une cloche frappee avec une masse en acier , caoutchouc, avec un manche rigide ou souple.. petites expriences facile a realiser sois meme...

Justement, ce qui m'étonne, c'est qu'ici, on a la même cloche, la même masse, le même manche, et même la même force d'impact... et pourtant on arrive encore à changer quelque chose.

Tu es sûr de cela? Est-ce qu'il n'est pas nécessaire de distinguer le timbre d'un son du volume de ce même son?
Le timbre dépendrait effectivement de la vitesse à laquelle le marteau frappe la corde, tandis que le volume dépend du poids que tu mets sur la touche et donc du poids retransmis par le marteau sur la corde?

Enfin, j'en sais rien, mais j'imagine les choses plutôt comme ça.

Le truc, c'est que le poids n'a plus aucune importance au moment de l'attaque, car le marteau est alors en vol libre et ne "sent" plus le poids qu'on met sur la touche. Une fois que l'échappement a laché le marteau, il continue avec son propre élan, et seule la grandeur de cet élan (c'est-à-dire la vitesse) influence ce qui se passe ensuite (et egtegt propose aussi la torsion du manche, cf. l'autre discussion).

En tous les cas, c'est assez complexe ta question (mais néanmoins intéressante) car dans la pratique, pour faire varier l'expression d'une note, le pianiste se sert beaucoup de la vibration des cordes après la frappe, et c'est là qu'intervient la pédale, ou encore le jeu staccato/legato.
L'attaque des notes est une partie du problème (certes importante), mais il est difficile d'isoler juste cet aspect dans tout ce qu'il fait un son au piano.

Certes, mais une fois une note jouée, contrairement à un violoniste, un pianiste ne peut faire qu'une chose qui influence le son de quelque façon que ce soit : lâcher cette note. Par contre, il a le choix du moment pour la lâcher, qui est évidemment très important ; c'est là toute la différence entre legato, non legato et staccato.
En fait, il y a un autre truc : quand on joue une note, toutes les cordes harmoniquement proches de la note en question qui sont déjà ouvertes se mettent aussi à résonner. Avec la pédale, ça fait beaucoup de cordes qui résonnent. C'est un effet assez subtil, mais clairement existant, et c'est d'ailleurs l'une des raisons pour lesquelles il est si difficile de faire un bon piano électrique.
Par contre, il me semble relativement facile d'isoler le problème de l'attaque du problème de la durée de la note, surtout s'il n'y a pas de pédale ou d'autres voix en même temps.

[BM607]

Désolé - j'ai parlé un peu rapidement, pour éviter de faire des posts de dix pages. Ce que je voulais dire, c'est "le manche est PEU flexible, donc on peut négliger l'effet de l'inflexion du manche sur le son".
Evidemment, dans le monde réel, rien n'est parfait : le manche n'est pas parfaitement rigide, le cadre du piano non plus, le mouvement du marteau n'est pas purement circulaire, etc. Dans n'importe quel problème physique, il y a toujours une infinité d'effets qui interviennent, et la principale question est toujours de savoir lesquels sont suffisamment importants pour entrer en compte, et lesquels sont négligeables.

Justement on ne peut négliger cette flexion, car même si elle est très faible en amplitude, l'élasticité du bois est telle que les variations de vitesses qui en résultent sur le marteau ont au final une influence non négligeable sur la qualité du son. Car la musicalité d'une note est quelque chose de très fin et l'oreille est très sensible à ce genre de changements qui est pourtant du second ou troisième ordre, et cette très légère influence de la flexion est suffisante pour influencer le son que percevra une oreille musicienne (mais pas de grosse différence pour une oreille non éduquée).
Sans avoir vu d'analyse type stroboscopique je présuppose une déformée assez particulière selon le jeu (tête "en retard" par rapport à la ligne d'un manche infiniment rigide, puis il rattrape les quelques centièmes ou dixièmes sur la seconde partie et prend une déformée "en avance", et la frappe peut avoir lieu dans la première partie, la seconde, la troisième, et le rebond sur la corde en allant dans le sens du mouvement de la tête de marteau ou son contraire,...)
Il faudrait pouvoir trouver le module d'élasticité du bois des manches, la masse des têtes de marteaux, et tu pourrais modéliser facilement (c'est du niveau sup voire début de spé il me semble me souvenir, alors pour toi. ..).

Mais ce serait de l'approché malgré tout (il faudrait aussi modéliser le diamètre du manche, les jeux qui se rattrapent au niveau de l'axe, etc...) juste pour se faire une idée.


BM

[egtegt]

Entièrement d'accord avec toi BM. Et il faut se méfier des idées préconçues. Ca n'est pas parce qu'on a l'impression que le manche des marteaux est assez rigide qu'il l'est. Je me souviens d'une photo stroboscopique d'une balle de tennis sur une raquette. J'aurais mis ma main à couper que le cordage s'enfonçait de quelques millimètres. Et en fait, c'est de plus que le diamètre de la balle.

Je pense que c'est assez similaire sur un manche de marteau, et les forces ne sont pas si négligeables.

Et surtout, je vais me répéter : le résultat est un fait indiscutable et reconnu : l'attaque de la touche à un effet sur le son. Et si la flexion du manche est négligeable, alors l'attaque devrait avoir un résultat négligeable, ce qui est faux.

Il y a peut-être une autre explication mais je n'arrive pas à imaginer laquelle. Car Ilia a raison sur un point : après l'échappement, il n'y a aucun contrôle possible. Et je ne vois pas ce qu'on peut transmettre d'autre que ce que j'ai cité plus haut.

Il faut préciser que ces paramètres ont à priori un impact sur la durée du contact, ce qui est assez cohérent avec les résultats constatés.

[piano bien tempéré]

L'effet de flexion du manche n'est pas du tout négligeable , le marteau ne percute donc pas la corde de la même façon qu'en jeu léger . D'autre part des irrégularités de surface du feutre de la tête ainsi que des niveaux de corde pas indentiques au point d'impact influent sur la qualité de la percution ; l'utilisation de la pédale forté met en exergue ces défauts en se traduisant pour certaines force de frappe par des sonorité zinguantes , sifflantes ce qui signifie que le marteau dérape en quelque sorte et ce d'autant plus facilement que l'angle de frappe change en fonction de la flexion du manche ... et donc ne met pas en activité la même zone de feutre au point d'impact . Point qui est en réalité une petite surface . De même ces dérapages sont également latéraux ...

[Olek]

Bonjour a tous !

Dans un piano le clavier est flexible, le manche est flexible, les rails qui tiennent les pièces sont flexibles.

Les vibrations des cordes montent jusque dans le sommier d'accord et les chevilles qui participent au timbre par la transmission de leur état au meuble, le meuble donc lui aussi modifie le timbre du piano (et donc les pianos droits/queue modernes avec leurs panneaux en médium sonnent moins chaud que les pianos anciens qui employaient du bois naturel).

Même la façon dont on laisse la cheville en torsion ou pas influence le timbre global.

Du coté purement acoustique il y a une telle quantité de résonances et de sons secondaires qu'il est très difficile d'arriver a une analyse et une reproduction réaliste.

[Ilia]

Effectivement, faute de meilleure explication, je m'avoue vaincu...

Et après quelques recherches, il se trouve que vous avez raison : il est avéré que le manche vibre de façon notable quand on joue avec un toucher "dur", et c'est très probablement cette vibration qui provoque le changement de sonorité. (D'ailleurs, tout à l'heure, en regardant à l'intérieur du piano, j'ai même réussi à voir (ou en tout cas, cru voir) cette vibration à l'oeil nu.) J'ai trouvé plusieurs références sur le sujet, dont la plus lisible est sans doute celle-ci : http://www.speech.kth.se/music/5_lectur ... enflt.html
Là-bas, ils mentionnent un autre effet, qui m'a beaucoup surpris : apparemment, le bruit de la touche qui heurte le fond du clavier contribue de façon notable à la qualité du son. Ecoutez leur échantillon audio : c'est complètement bluffant !

Il n'empêche qu'il me reste encore plusieurs questions. Ca voudrait dire que les caractéristiques du manche (son matériau, son épaisseur etc.) devraient avoir une influence énorme sur la sensibilité du piano au toucher. Je me demande si, à l'époque où on ne savait pas encore modéliser une mécanique de piano, mais où on faisait tout de façon empirique, les facteurs de piano étaient conscients de l'importance de cette petite pièce. Y a-t-il eu des tentatives pour la modifier, afin d'obtenir un instrument plus sensible, avec un plus grand pouvoir expressif ?
On mentionne souvent l'influence de la tête du marteau, de la table d'harmonie, de divers réglages de la mécanique sur la qualité du son, mais j'avoue que c'est la première fois que j'entends parler de la flexibilité du manche du marteau. Lors de mes recherches, j'ai même trouvé un site qui vendait des manches de marteau en carbone, beaucoup plus rigides donc moins soumis aux vibrations, en prétendant qu'ils permettraient de faire un meilleur son : http://www.wessellnickelandgross.com/in ... ks-flanges ; ça semble être en contradiction avec notre conclusion.

Autre question que je me pose : comment modélise-t-on tout ceci sur un piano électrique ? Combien de paramètres sont utilisés pour déterminer la sonorité d'une note ?

[egtegt]

[...] j'ai même trouvé un site qui vendait des manches de marteau en carbone, beaucoup plus rigides donc moins soumis aux vibrations, en prétendant qu'ils permettraient de faire un meilleur son : http://www.wessellnickelandgross.com/in ... ks-flanges ; ça semble être en contradiction avec notre conclusion.

Ca n'est pas en contradiction. il est un fait que l'attaque peut améliorer le son, mais rien n'empêche de trouver un matériau qui ferait que quelle que soit l'attaque, le son serait constant mais de meilleure qualité .

Celà dit, ça enlèverait la capacité de travailler le son, et en dehors des pianistes incapables de le faire, je ne pense pas que ça serait un progrès. Un peu comme l'ABS qui améliore le freinage pour le commun des mortels mais qui baisse les performances de freinage pour un pilote pro.

Et ensuite, même si c'est quelque chose d'envisageable, rien ne prouve que ces manches en carbone arrivent effectivement à ce résultat.

Autre question que je me pose : comment modélise-t-on tout ceci sur un piano électrique ? Combien de paramètres sont utilisés pour déterminer la sonorité d'une note ?

C'est bien un des problèmes des pianos électriques actuels : ils n'en tiennent absolument pas compte. Le seul paramètre pris en compte est la vitesse de la touche, rien d'autre. A ce que j'en sais en tout cas.

[Olek]

Il n'empêche qu'il me reste encore plusieurs questions. Ca voudrait dire que les caractéristiques du manche (son matériau, son épaisseur etc.) devraient avoir une influence énorme sur la sensibilité du piano au toucher. Je me demande si, à l'époque où on ne savait pas encore modéliser une mécanique de piano, mais où on faisait tout de façon empirique, les facteurs de piano étaient conscients de l'importance de cette petite pièce. Y a-t-il eu des tentatives pour la modifier, afin d'obtenir un instrument plus sensible, avec un plus grand pouvoir expressif ?

Bien sur les manches d emarteaux ont toujours (?) été sélectionnés par grain de bois et "sonnés" pour mettre les plus aigus dans l'aigu.

Ils sont aussi affinés, retaillés, pour régler la percussion, ça s'est toujours fait.

Les manches en carbone... je n'y crois point trop. Il y a une clé d'accord aussi avec une partie en carbone, je ne l'ai pas essayé mais les vibrations venant des chevilles du piano ne sont pas ressenties comme avec une clé traditionelle en métal et bois, (d'après un collègue) mais les accordeurs ne sont pas tous attentifs aux vibrations émanant de la clé, et tous les pianos ne sont pas vibrants ... ça dépend du sommier, de l'assemblage, de la caisse, des tourillons a la base des chevilles ou pas, etc.

Le carbone justement ets employé en aviation pour amortir les vibrations , si je comprend bien. Dommage pour moi de réduire la richess spectrale de toute façon.

[Ilia]

Celà dit, ça enlèverait la capacité de travailler le son, et en dehors des pianistes incapables de le faire, je ne pense pas que ça serait un progrès. Un peu comme l'ABS qui améliore le freinage pour le commun des mortels mais qui baisse les performances de freinage pour un pilote pro.

Oui, c'était justement ce que je voulais dire.