Le son musical ou la continuité

Le son résulte de vibrations de l'air mis en mouvement par les oscillations rapides d’un corps sonore. |

Lorsque ces vibrations sont régulières et périodiques le son est musical, tandis qu’un bruit résulte de vibrations irrégulières et confuses.

Les divers sons musicaux se différencient les uns des autres, par leur durée cela va sans dire, puis par trois qualités sensibles à l'oreille : l'intensité, la hauteur et le timbre.

L’intensité dépend de l'amplitude des oscillations: plus les molécules dans leur mouvement vibratoire s’écartent de leur position d'équilibre, plus le son est fort.

La hauteur du son est liée à la rapidité des vibrations : plus leur nombre dans l'unité de temps

1 Rossini, Guillaume Tell, duo du Âer acte, « Ah/ Mathilde, idole... » Le thème, qui contient d’ailleurs quelques répétitions de dessin, forme dans son ensemble une figure rythmique très longue; il se répète deux fois dans le duo (la seconde fois à un ton plus haut que la première).

est petit, plus le son est grave ou bas; et plus ce uombre est grand, plus le son est aigu ou haut*.

Le timbre est le caractère qui permet de distinguer des sons égaux d'intensité el de hauteur, par exemple le son du violon de celui de la flûte. Nous verrons plus loin quelle est son origine.

Après avoir rappelé ces définitions d’acoustique élémentaire, il importe pour l'intelligence du sujet, d'indiquer par quel mécanisme s'effectue la perception des sons dans l'oreille.

Mentionnons d’abord le principe connu de la communicalion des mouvements wibralorres (vibration par influence). Toutes les fois qu’un corps est animé d’un mouvement vibratoire, il transmel et communique son mouvement aux corps qui l’environnent, si du moins ceux-ci sont susceplibles de vibrer suivant la même période.

L'air, comme les autres milieux fluides, est susceptible de prendre toute espèce de mouvement vibratoire; par conséquent, conformément au principe énoncé, il peut être mis en vibration par tout corps vibrant lui-même ; les cordes d’un violon, tous

1 La hauteur des sons employés en musique varie entre 16 vibrations complétes par seconde pour les plus bas (ut, des plus gros tuyaux d'orgue), jusqu’à 4096 par seconde (ut, note supérieure du piano à 7 octaves) ; on s'élève rarement au delà.

Nous parlons ici de vibrations complètes, c'est-à-dire comprenant laller et le retour du corps vibrant, et non pas des vibrations simples, dont deux forment une vibration complète. Dans la suite, toutes les fois que nous parlerons de vibration sans mention spéciale, il s ‘agira de vibrations complètes.

Cette remarque est nécessaire parce que l'ancien usage français, qui d’ailleurs tend à disparaître, est de compter en vibrations simples.

les instruments de musique, ébranleront la masse d'air qui les entoure, et ce mouvement se propagera ainsi dans toutes les directions.

. À son tour l'air en vibration tendra à communiquer son mouvement aux autres corps que viendront frapper les ondes aériennes.

Quelques corps solides minces, comme les mem- . branes tendues à la façon de la peau d'un tambour, sont aussi susceptibles de prendre indifféremment, tous les mouvements oscillatoires. Mettez du sable fin sur une de ces membranes, faites retentir dans le voisinage un son quelconque un peu intense, les grains de sable se mettront à sauter, preuve que la membrane a été ébranlée. Tel est le cas, dans l'oreille, de la membrane du tympan et de la mem- brane qui ferme la fenêtre ovale : les mouvements vibratoires de Flair arrivent jusqu'au tympan .et l’ébranlent; le tympan transmet à son tour le mouvement à la membrane de la fenêtre ovale par l’intermédiaire de l’air qui remplit la caisse du tympan et de la chaîne des osselets qui les relient. La membrane de la fenêtre ovale ébranlée, communique les mouvements vibratoires ‘au liquide qui remplit l'oreille interne et dans lequel baignent les extrémités des filaments des nerfs auditifs. Il nous reste à voir comment le mouvement du liquide de l'oreille interne se transmet à ces filaments nerveux.

Si quelques corps solides comme les membranes peuvent prendre toute espèce de mouvement vibratoire, ce n’est pas là le cas général.

Ordinairement un corps solide ne peut vibrer que

chaque filament du nerf acoustique est reliée avec un corpuscule ou un filament élastique : on peut donc supposer que ces parties élastiques sont susceptibles de prendre le mouvement vibratoire par communication. |

On trouve de ces corpuscules élastiques terminant les nerfs dans plusieurs parties de loreille interne. M. de Helmholtz considère comme le plus probable que c’est dans l'organe appelé le limaçon que l’impression des sons musicaux se transmet aux nerfs, tandis que d’autres organes seraient plutôt affectés par les bruits. La surface du limaçon est en effet tapissée par les fibres ou arcs de Cort auxquels on attribue le rôle que remplissaient les cordes du piano dans la comparaison que nous faisions tout à l'heure, avec cette diflérence que leur nombre est beaucoup plus grand; c’est comme un piano ayant une multitude de cordes. dont la hauteur varierait par degrés très petits. Il y a environ 3000 fibres de Corti, ce qui, pour l’ensemble des sons perceptibles, forme un nombre considérable permettant de supposer une gradation presque insensible de sons propres; et lors même que l'oreille serait frappée par un son intermédiaire ne correspondant au son propre d’aucun filament, la perception s’effectuerait encore parce que les filaments les plus rapprochés d’être en accord entreraient encore en vibration. Ainsi l’on admet que ce sont des arcs de Corti différents, et par conséquent des fibres nerveuses différentes, qu’affecte chaque son simple; un son composé agit à la fois sur différents filaments correspondant chacun à une

ment d'intensité : ce sont toujours les mêmes nerfs qui sont affectés, ils sont seulement plus ou moins énergiquement excités et l'impression, à un instant donné, diffère aussi peu que possible de l'impression à l'instant qui précède ou qui suit.

Lorsque le son s’enfle et s’affaiblit périodiquement plusieurs fois de suite, sans changer de hauteur, l'impression de continuité n’est pas détruite pourvu que ces variations ne se succèdent pas trop rapidement ; si elles ne se répètent que cinq ou six fois par seconde, si on peut les compter, elles conservent leur caractère esthétique. Le tremblement intentionnel du violoncelle, celui de la voix humaine, la même note rapidement répétée sur un instrument quelconque en sont des exemples, et produisent souvent d'excellents effets en musique. Cependant cet effet doit être ménagé et dégénère facilement en une fatigue, comme toutes les sensations intermittentes.

Si les variations d'intensité deviennent plus rapides, l'impression pénible d'intermittence va en augmentant : pour 15, 20 ou 30 variations dans la seconde la sensation devient très désagréable comme celle d’une lumière qui vacille); c’est le sentiment d'un son faux que l’on éprouve. Enfin si les variations d'intensité deviennent beaucoup plus fréquentes (100 à 120 par seconde) la sensation peu à peu reprend sa continuité : il y a en effet persistance dans l’ébranlement des nerfs acoustiques, comme il y à persistance des impressions sur la rétine pour

une lumière dont les intermittences sont très rapides.

Voyons maintenant quel sera l'effet produit par deux sons simultanés. S'ils ont rigoureusement la mème hauteur, leur effet s'ajoute algébriquement, tous deux affectent les mêmes nerfs, et se fondent en un seul. Si la hauteur des deux sons cesse d’être rigoureusement la même, la différence restant très petite, ce sont encore sensiblement les mêmes nerfs qui sont affectés, mais 1l y a une variation périodique dans l'intensité de l'impression : tantôt les effets des deux vibrations s'ajoutent, tantôt ils se compensent; et il se produit de cette manière ce que l’on appelle des battements, d'autant plus lents que les deux sons simultanés sont de hauteur plus rapprochée. Ainsi deux sons dont l’un résulte de 435 vibrations et l’autre de 434 par seconde produiront des battements se reproduisant une fois par seconde : l'impression sera celle d’un son unique variant périodiquement d'intensité et comme la période est lente, l'impression est suffisamment continue pour ne pas choquer l'oreille. Mais si lécart est plus grand, si l’un des sons résulte de 435 et l'autre de 425 vibrations, on a 10 battements par seconde, l'impression d’intermittence commence à se produire fortement; on a la sensation du faux, de la dissonance. L'écart grandissant, les battements s’accélèrent; l'impression devient plus pénible encore; elle atteint un maximum de dissonance, après quoi l'écart augmentant toujours, l'effet de dissonance cesse graduellement de se produire, d’une part

parce que les battements deviennent trop rapides, et d'autre part parce que ce ne sont plus les mêmes nerfs qui sont affectés par les deux sons : ceux-ci ne se fusionnent plus; on les distingue nettement lun de l’autre.

Nous avons dans ce qui précède, supposé deux sons simples, or la production de sons simples est très rare, très difficile à réaliser : généralement les sons que l’on emploie en musique, sont composés de plusieurs sons simples que l'oreille arrive à distinguer surtout à l’aide de quelques artifices expérimentaux. On les nomme les sons parliels ou les harmoniques du son fondamental. Le premier, le plus grave, est le son fondamental lui-même, c’està-dire le ton de la note qu’on veut jouer; c’est presque toujours le plus intense de tous les sons partiels. Le second son partiel (ou premier harmonique) résulte d’un nombre double de vibrations, le troisième d’un nombre triple, le quatrième d’un nombre quadruple, etc. Ainsi lorsqu'on donne une note sur un instrument de musique, l'oreille entend simultanément : celte note ou le son fondamental (ut, par exemple), l’octave de cette note (uf,) la double quinte (sol,), la double octave (ut) la triple tierce (m2,) la triple quinte (sol.), la septième harmonique (qui sort de l’échelle musicale) la triple octave (ut), etc. Ces sons partiels n’ont point tous la même intensité, et deviennent en général de plus en plus faibles à mesure qu'ils s'élèvent : la différence du timbre résulte principalement des différences d'intensité des sons partiels; pour tel instrument leur diminution de

force sera graduelle‘, pour tel autre les sons d'ordre impair seront insensibles, etc. Si les sons élevés, comme les 7me, 8me et 9me, conservent quelque énergle, ils donnent lieu à des battements rapides parce qu’ils sont rapprochés de hauteur et qu'ils affectent les mêmes nerfs; les battements donnent au son un caractère rauque el aigre. C’est le cas de certains instruments à vent (orgue expressif, instruments de cuivre) dont le timbre est moins doux, moins conünu que celui des instruments à corde pour lesquels les battements des harmoniques très élevés sont trop faibles pour impressionner l'oreille.

Lorsqu'on fait entendre simultanément deux sons composés quelconques, il arrive habituellement qu'il se produit des battements rapides et énergiques entre deux ou plusieurs de leurs sons partiels : l'impression de discontinuité ou de dissonance en est le résultat ordinaire. Il n’y à qu’un petit nombre de cas où ces battements n’exisient pas, ou tout au moins sont trop faibles pour être perceptibles ; c’est lorsque les deux notes fondamentales ont entre elles un intervalle reconnu comme consonant en musique :.

1 M. de Helmholtz indique dans sou ouvrage les différences d’intensité des harmoniques pour un grand nombre d'instruments. « 2 Le tableau suivant donne la série des harmoniques pour les diverses notes «le la gamme, jusqu’à la hauteur du sixième son partiel de l’ut :

ul ute sole ul s mis sols r'é1 rés la 2 rés sols las mi? miVo si?2 miPs sols mit mis sta mis la?s fai fus uts fas las

soli sols rès sols

Nous arrivons ainsi à l'explication de leffet esthétique des consonances musicales : ce sont des sons dont la continuité n’est pas troublée par de rapides battements ‘.

la: la”a mi?s labs

lai las mis las sè1 sta sol s ?

uts uts sols mia mis mis mis fa: fas sole sols Les intervalles consonants sont les suivants : Unisson (ut: — ut); Octave (ut: — ut:); Douzième (ut: — sols),

et généralement tous les intervalles éganx à ceux des sons partiels. Consonance absolue. Tous les sons partiels de la note supérieure sont compris parmi ceux de la note inférieure.

Quinte (ut: — sol1). Consonance excellente ; le sol: et le sols sont communs aux deux notes, légers battements entre ut s, rés, mis.

Quarte (ut: — fai). Consonance très bonne, quoique inférieure à la quinte. L’uts est commun aux deux notes, battements entre fa: et sols, etentre mts,fas, sols. Tierce majeure (ut: — mi:) et sixte majeure Qut; — lai). Coïincidence sur le mis, battements entre les autres harmomiques. Consonance moyenne.

Tierce mineure (wi — mi); la première coïncidence se fait sur le sols, battements entre le si: et l’uts, entre le mis et le mis, consowance imparfaite.

Sixte mineure (uf: — la?1), ne donne de coïncidence que sur l’ut«, huitième son partiel de la tonique, battements sur les autres harmoniques. Consonance très imparfaite, acceptée plutôt comme étant le renversement de la tierce majeure.

La double quarte, les doubles sixtes inajeure ou mineure, la double tierce mineure sont moins bonnes que les simples. Tous les autres intervalles de la gamme et à fortiori les intervalles étrangers à échelle musicale (sauf l’intervalle 7 : & (ut: — si? bas) qui est aussi consonant que la sixte mineure) sont dissonants, parce qu’ils donnent lieu à des battements rapides et énergiques. |

1 Nous devons ajouter qu’à cette explication des phénomènes de consonance et de dissonance, s’adjoint l'influence de ce qu'on appelle les sons de combinaison ou sons résultants. Lorsqu'on produit simultanément deux sons, non seulement on les entend tous les deux, mais on en distin-

Des intervalles non consonants sont, il est vrai, employés en musique; mais leur rôle consiste principalement à introduire de la variété, et à rendre plus sensible à loreille le retour à l'impression agréable de la consonance. Nous aurons d’ailleurs à revenir sur cet emploi des dissonances.

Ce que nous avons dit sur l'effet de deux sons retentissant ensemble peut s'étendre à des accords de trois, quatre ou un plus grand nombre de notes simultanées.

Pour qu’un accord puisse être consonant, il faut que, prises deux à deux, les notes qui le composent soient consonantes entre elles. On reconnaît ainsi que dans l'étendue d’une octave les accords consonants de trois notes sont les accords appelés parfaits composés d’un son, de sa tierce (majeure ou mineure), et de sa quinte, ces intervalles pouvant être renversés ‘.

gue encore un troisième dont le nombre de vibrations est la différence des nombres de vibrations des sons donnés.

Ainsi jouons ensemble le sols (384 vibrations) et l’uts (256 vibrations), on entend à la fois ces deux notes et leur son de différence ut: (384 — 256 — 198 vibrations). Si l’on donne l'intervalle d’octave uts et ut: le son résultant est ut:; quand l’octave est juste, l'ut son résultant, coïncide avec l'uts donné directement, et l’oreille est satisfaite : mais si l’octave n’est pas juste, la coïncidence n'existe plus et le son résultant qui se produit toujours détermine des battements avec l’uts donné (par exemple 260 — 128 — 132 vibrations). L'effet de ces sons de combinaison, variable pour chaque intervalle, devient encore plus sensible lorsqu'on joue plus de deux notes simultanées et influe notablement sur l'impression produite par les accords.

! Par exemple :

ut mi sol ut mi? sol mi sol ut mi sol ut sol ut mi sol ut mib

En terminant ceite démonstration de la continuité des accords consonants, nous devons dire qu’elle est complètement empruntée à M. de Helmholtz; la seule idée que nous. y ayons ajoutée, c’est d'établir qu'ici, comme pour la continuité des lignes ou des surfaces, l'effet esthétique se rattache à une impression réitérée : la sensation à un instant donné est la même que dans linstant qui précède ou qui suit.