II. - VIBRATIONS LONGITUDINALES

TUYAUX SONORES

Fîg. 501 et 503.

El

On emploie deux moyens principaux pour produire le son dans les tuyaux sonores : Yembouchure de flûlCy et Vembouchure à anche.

Les figures SOI et 502 représentent un tuyau de bois prismatique à embouchure de flûte, pareil à ceux qui entrent dans la composition des orgues. On y distingue le tuyau proprement dit, et Yembouchure, qui se compose elle-même de deux parties, savoir, du pied qui apporte le vent, et de la bouche qui fait parler. Le pied p s'engage dans une ouverture qui communique avec un réservoir d'air comprimé ; l'air entre par le bout inférieur du pied, et vient s'échapper au bout supérieur par la lumière /, espèce de \f '^ir ^^"^® ^^"^ '^ largeur et les bords doivent être dispvf \l/;p posés avec soin ; cette lame d'air, toujours très-mince,

est dirigée un peu obliquement et vient raser le biseau ou l'extrémité de la lèvre supéineure b\ Le tuyau proprement dit peut être ouvert ou fermé du côté opposé à Tembouchure : dans le premier cas on a un tuyau ouvert, dans le second un tuyau fermé. Dans la flûte traversière, le fifre et la flûte à bec, le son est produit de la même manière, l'air insufflé par la bouche se dirigeant également vers une ouverture dont les bords sont taillés en biseau. Ces instruments représentent donc des tuyaux sonores ouverts.

Pour donner le vent aux tuyaux dans les expériences, on se sert d'un soufilet ordinaire s 8 (fig. 503), qui se gonfle au moyen de la pédale p; le petit conduit ff apporte le vent dans la caisse ce, dont la table supérieure est percée d'une douzaine de trous oo'; ces trous sont fermés par de petites soupapes à ressort, et s'ouvrent à volonté au moyen des touches A A'. Un tuyau étant mis en place et le soufflet gonflé, on met le doigt sur la touche, et, an moyen de la tige H' que Ton presse

Fig. 503.

TUYAUX SONORES

plus OU moins, on donne le vent avec plus ou moins de force. Dans les tuyaux à embouchure de flûte , le son est produit par le choc de la lame d'air qui sort de la lumière et vient se briser contre le tranchant du biseau : en effet, une embouchure isolée à lèvre supérieure mobile donne des sons sans être surmontée d'un tuyau. Pour expliquer la formation de ce son , remarquons que la lame d'air qui sort par la lumière se précipite contre la surface plane qui termine le biseau, se comprime et réagit ensuite, pour refouler le courant, quand son élasticité est devenue trop grande; puis elle est comprimée de nouveau pour réagir encore... De là des vibrations qui produisent un son quand elles se succèdent avec assez de rapidité. Le sifflement du vent dans les branches des arbres dépouillés de feuilles, sur les cordages des navires, a une origine analogue.

Fîg. 50i. Une anche est, en général, une lame vibrante, mise en mouvement par un courant d'air. La figure S04 représente un tuyau d'orgue dans lequel le son est produit par une semblable lame. On y distingue deux tuyaux mis bout à bout, t et T, un bouchon 6 qui les sépare, et l'embouchure à anche a, qui traverse ce bouchon. L'embouchure elle-même est représentée en détail dans la fj figure 505; r, rigole; /, anche; z, rasette.

La rigole est un tube de métal prismatique , fermé au bout inférieur, ouvert au bout supérieur, et percé latéralement d'une fenêtre qui établit la communication entre les deux tuyaux de part et d'autre du bouchon.

L'anche est une lame vibrante; dans sa position naturelle, elle ferme la fenêtre ou à peu près, c'est-à-dire qu'elle en rase les parois par ses trois bords libres pendant qu'elle accomplit ses battements; son quatrième bord est solidement fixé sur la paroi du tube.

La rasette est un fil de métal très-ferme, recourbé à sa partie inférieure par laquelle il appuie fortement sur toute la largeur de la languette. Elle glisse à frottement dans le bouchon ; elle sert à changer la longueur vibrante de la languette, car, au-dessus de la rasette, rien ne peut vibrer.

Le vent du soufflet entre par le pied du tuyau t, presse la languette pour s'ouvrir un passage , traverse la rigole et sort par le tuyau t. La languette ainsi écartée pour un instant est bientôt rappelée par son élasticité et accomplit, sous l'influence de ces deux forces contraires, des vibrations qui se répètent aussi longtemps que dure le courant

Fig. 505.

LOIS DB BEEROUILU. S69

d'air. Les tuyaux à anche sont toujours ouverts aux deux bouts.

Dans les jeux d'orgues, il y a des anches d'une autre sorte qui sont appelées anches canardes^ à cause du timbre particulier de leurs sons; elles diffèrent des précédentes en ce que la languette vient par ses bords battre sur les bords de la rigole.

Les embouchures de basson , de hautbois et de clarinette, ne sont autre chose que des embouchures à anche diversement ajustées : dans ces instruments, c'est la pression des lèvres qui tient lieu de rasette. Les divers instruments de cuivre, tels que le cor, la trompette, le clairon, l'ophidéide, le trombone, etc., appartiennent également à la classe des instruments à anche ; les lèvres plus ou moins rapprochées et tendues y font office d'anches ou de lames vibrantes destinées à mettre en vibration la colonne d'air contenue dans le tuyau de Tinstrument.

Les orgues expressifs, les harmoniums, les accordéons, doivent aussi les sons qu'ils produisent à de petites anches libres placées au fond de compartiments qui communiquent d'un côté avec un sou£Det et de l'autre avec l'extérieur, par une ouverture fermée par une soupape qu'on peut lever en appuyant sur une touche. (H. Y.)

LOIS DE BERMOUILLI.

Daniel Bernouilli, célèbre géomètre, mort en 1783, a, le premier, fait connaître les lois suivantes sur les vibrations des tuyaux sonores :

l"* Tous les tuyaux cylindriques ou prismatiques de même longueur donnent à peu près les mêmes sons, pourvu qu'étant tous ouverts ou tous fermés à l'extrémité opposée à la bouche, leur longueur soit égale à 10 ou 13 fois leur diamètre, et que la matière qui les compose ait une rigidité convenable; le timbre et l'intensité de ces sons éprouvent seuls une certaine altération qui varie avec la nature des parois du tuyau.

Il suit de là que, dans les tuyaux dont il s'agit, l'air contenu dans leur intérieur est réellement le corps sonore; car si la matière solide d'un tuyau contribuait à la hauteur du son, cette hauteur varierait avec la substance des parois.

3^ Lorsqu'on fait parler un tuyau sonore fermé, en lui donnant le vent avec plus ou moins de force, on parvient à lui faire rendre différents sons ; et si l'on représente par 1 le son fondamental^ c'est-à-dire le son le plus grave qu'il puisse donner, les autres sons suivront la série des nombres impairs S, 5, 7, etc., et, quelque moyen que l'on essaie.