CHAPITRE IV

L'étude de la génération du son par les vibrations aériennes est sans contredit pour nous la plus intéressante et la plus utile. Notre esprit, habitué h voir le son inséparable de la matière solide, accepte diflicilement cette idée, que Tair si mobile, si difficile en apparence à subir le mouvement régulier qui caractérise les vibrations sonores, puisse devenir matière du son. Cela tient, à notre avis, à ce que Ton ne considère pas le son comme un mouvement pur, indépendant de la collision des molécules matérielles, qui sont seulement les agents de ce mouvement. Il est vrai que par sa nature expansible et mobile, l'air se soumet plus difficilement que les corps solides au procédé qui, dans ces derniers, provoque les mouvements de la force élastique ; mais ces difficultés sont plus apparentes que réelles.

Nous allons d'abord étudier les lois de ces vibrations et les procédés généraux au moyen desquels on les provoque, pour en faire ensuite l'application aux instruments dans lesquels le mouvement sonore est effectué par un corps gazeux.

§ I. — Des vibrations aériennes.

L'air atmosphérique, et probablement les autres gaz, exécutent naturellement des oscillations continuelles.

MM. Joule, Kronig, Maxwell considèrent tout corps gazeux comme un corps dont les particules s'élancent en ligne droite à travers l'espace, se heurtant les unes à travers les autres comme de petits projectiles et rebondissant contre les parois de l'espace qu'elles occupent. {De la Chaleur^ parTyndall, traduction de M. l'abbé Moigno, page 61.)

Nous n'oserions pas affirmer que le mouvement de l'air est tel que ces physiciens le supposent; mais nous pouvons donner la certitude de son existence par une expérience en quelque sorte vulgaire, mais qui, du moins, a le mérite d'être très-probante.

II n'est aucun de nous qui dans sa jeunesse ne se soit amusé i approcher de son oreille un coquillage pour entendre le bruit à la mer. Ce bruit, que Ton peut entendre avec tout corps <îoncave, n'est autre que le son naturel de la masse d'air renfermé dans un espace limité. Nous avons pris, sur le piano, le 8on que des corps de différente nature donnaient ainsi à notre oreille et nous avons constaté, en produisant par le choc un son plus intense, que ce son était le môme que le premier. Entre ces deux sons, il n'y avait qu'une différence d'intensité. 11 faut donc admettre que l'air est partout le siège d'un mouvement continuel, et que ce mouvement peut devenir appréciable pour l'organe de l'ouïe, dans le cas seulement où l'air, renfermé dans un petit espace, limité par des parois résistantes, peut, par une série de réflexions, redoubler l'intensité de ce mouvement et donner ainsi un son dont le nombre de vibrations est en rapport avec les dimensions de la colonne d'air çu vibre.

Communication des mouvements vibratoires À l'air P*P les solides. — Avant d'aborder l'étude des lois qui président à la formation des sons par les gaz, il nous paraît indispensable d'étudier d'abord les procédés au moyen desquels on P^t mettre une masse d'air en vibration. IjO procédé le plus

FocuNiÉ. — PhyêioL ^

simple est celui dont nous avons parlé tout à Theure et qui consiste à approcher de Toreille un corps concave. Ici, le mouvement naturel du gaz, venant heurter contre les parois du vase qui le renferme, est tout à la fois cause et effet du mouvement sonore. Le deuxième procédé consiste à communiquer à une masse d'air renfermée dans un vase les vibrations du corps solide que Ton a excité par le choc.

A ce procédé se rattache la percussion d'un corps élastique quelconque, comme un timbre, une cloche, une membrane. Une chiquenaude sur les joues distendues par le souffle, transmet à la masse d'air renfermée dans la bouche un mou vement vibratoire assez intense pour produire un son. « Les phénomènes de cette espèce, dit Savart, méritent une attention particulière, attendu qu'ils conduisent directement à l'explication de la production, ou plutôt au renforcement des sons produits par le larjnx. En effet, ces expériences montrent avec évidence qu'une masse d'air, dont le volume ne varie pas beaucoup, peut, lorsqu'elle est contenue dans une enveloppe dont les parois opposent une rigidité plus ou moins grande, produire des nombres de vibrations très-différents les uns des autres, et cela en engendrant des sons dont l'intensité est encore très-considérable. »

Gommunioation des mouvements sonores à Tair par l*air. — Dans le dernier procédé, les vibrations sont transmises directement par un corps solide à l'air ; dans l'expérience suivante, nous verrons ces mêmes vibrations transmises par l'air à l'air lui-môme. Si Ton prend un tube de verre d'une longueur convenable pour produire la note la et qu'on l'approche de l'oreille, le mouvement naturel de l'air donnera la sensation très-faible de cette note. Mais si, pendant que les choses sont ainsi disposées, l'on parcourt lentement toutes les notes de la gamme sur un piano, l'on remarquera que les notes

mSTRUMENTS A VENT. 51

^f ré, mi, fa, soi, ne donnent lieu à aucun phénomène acoustique apprédable ; mais pendant rémission de la note la un r^nDement considérable se produit dans le tube, de manière à impressionner désagréablement le tympan. La raison de ce retentissement particulier de la note /a, à Texclusion de toutes lesautres, lient à ce que la colonne d'air renfermée dans le tube, trouvant dans l'air ambiant, pendant la production de la note la, un mouvement analogue à celui qu'elle doit effectuer naturellement, obéit facilement à cette influence et vibre avec une intensité très-grande. Cette manière de provoquer les vibrations de l'air par communication est souvent employée, et nous pouvons dire même qu'elle constitue le phénomène principal dans la production du son par les instruments de musique.

Galilée, Mersenne avaient déjà constaté cette communication du mouvement vibratoire ; ce dernier pensait que le son de la plupart des corps était très-faible, et que, si le mouvement était communiqué par ceux-ci à une masse d'air plus considérable, il y avait plus d'air mis en mouvement, et par conséquent retentissement plus grand. L'explosion de la poudre est encore un moyen de mettre l'air en vibration, mais ce moyen violent constitue une exception peu pratique. Le moyen le plus souvent wnployé dans les instruments de musique, où l'air est la matière du son, est celui que nous allons décrire; il est basé sur l'écoulement des gaz à travers un oriflee de forme et de dimensions variables.

Nous avons vu, dans le chapitre qui traite de la production du son par les liquides, que Savart attribuait la formation des vibrations sonores à l'écoulement périodiquement variable du liquide à travers l'orifice d'écoulement. Savart, assimilant l'écoulement des gaz à travers les tuyaux à l'écoulement des liquides, en avait conclu que le son se produit dans ces derniers de la même manière. Au fond, Savart avait raison ; mais

il nous semble que, dans cette circonstance, il ne s*est pas préoccupé suffisamment des conditions indispensables qui président à la formation des \ibrations aériennes. Il est \raî qu'il n*eut pas le temps de terminer le travail qu*il avait commence sur cette question. Aussi est-il juste de dire que nos critiques s'adressent plutôt à Masson, qui développa, d'ailleurs avec talent, les idées du maître.

Si Ton souffle directement dans un tube, quelle que soit"rintensité du souffle, il n*y a pas de son produit; mais si, à Textrémîté opposée de l'embouchure, on place une lame quelconque capable de diminuer légèrement la lumière du tube, on oppose ainsi un léger obstacle à la sortie de Tair, et, dès lors, le souffle devient un peu plus bruyant ; si Ton dispose la plaque de manière à diminuer encore un peu plus la lumière du tube, lobstacle à la sortie de Tair est plus considérable, et le souffle donne un bruit un peu plus accentué, mais qui n'est pas encore sonore. Enfin, si la lame est placée de manière à ne laisser à la sortie de l'air qu'un petit intervalle rectangulaire, le souffle, poussé d'une certaine manière, acquiert, à sa sortie par cet orifice, toutes les qualités d'un son. Cette expérience, interprétée comme nous allons le faire, va nous dire les différences qui existent entre l'écoulement d'un liquide et celui d'un gaz, et les conditions indispensables pour qu'une colonne d'air renfermée dans un tube puisse, en s'écoulant, effectuer des vibrations sonores.

Bien que l'air soit très-compressible et que son écoulement puisse s'effectuer avec facilité, malgré les obstacles successifs que nous avons opposés à sa sortie, il n'en est pas moins vrai qu'en opposant successivement de plus grands obstacle^, comme nous l'avons fait dans l'expérience précédente, nous avons soumis la masse d'air qui était dans le tube à une certaine compression, qui devait rendre la sortie de l'air par la petite fente

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plus énergique ; c'est à cette énergie et à la constitution plus dense de Tair que nous attribuons le mouvement vibratoire qu'effectue la lame d'air à sa sortie. Ce mouvement vibratoire a une intensité proportionnelle aux dimensions de l'obstacle qui s'oppose à la sortie de l'air ; il peut exister sans être appréciable, c'est-à-dire sans impressionner l'organe de l'ouïe, lorsque l'obstacle n'est pas suffisant; et entre lui et le mouvement susceptible d'impressionner cet organe , il n'y a qu'une différence d'intensité. Entre cette manière d'apprécier le phénomène et ceUe qu'avait adoptée Savart et Masson, il y a cette différence capitale que ces derniers, appuyés sur ce qui se passe dans l'écoulement des fluides, admettaient que les vibrations de l'air sont dues à un écoulement périodiquement variable, tandis que nous, nous pensons que cet écoulement donne lieu à des vibrations exécutées par la lame d'air qui sort de l'orifice, et que ces ^rations constituent le mouvement sonore. Cagniard de Latour avait soupçonné l'existence de ces vibrations. Mais il appartenait à M. Cavaillé-Coll de démontrer leur existence par une expérience ingénieuse.

L'habile facteur d'orgues a eu l'idée de coller une petite languette de papier sur les bords de la lumière d'un tuyau d'orgue, c'est-à-dire dans la petite fente rectangulaire par où l'air s'échappe pour pénétrer dans le tuyau, et il a constaté, en poussant le souffle, que la lame de papier exécutait un mouvement ^bratoire analogue à celui des anches. Il est évident que cette l^guette subissait en ce moment le mouvement de l'air dont ^e était l'expression visible.

Par conséquent, l'air poussé à travers un tube et sortant par un orifice plus ou moins étroit vibre à la façon des lames. C'est "ne anche aérienne, comme Ta dit si justement M. Cavaillé- ^^l Cette manière d'apprécier la formation du mouvement ^braloire nous permet d'expliquer facilement l'influence de la

vitesse sur la formation des sons. L'on sait, en effet, qu'en poussant Tair avec plus d'énergie à travers un tube, le son peut s'élever, en donnant plusieurs tons différents. Le mouvement sonore étant dû à des vibrations de Tair et non pas à un écoulement périodiquement variable, une compression plus grande aura pour effet d'augmenter le nombre des vibrations. Si le mouvement sonore était dû à un écoulement périodiquement variable, la vitesse excessive de cet écoulement n'aurait d'autre effet que de détruire la périodicité et par conséquent de faire disparaître le son.

Le procédé que nous venons de décrire est incomplet en ce sens qu'il n'est pas toujours possible de former des sons avec lui. La raison en est simple. La lame d'air, qui sort en vibrant par l'orifice rectangulaire, peut être assimilée à une lame métallique d'une longueur indéfinie, et, par le fait seul de ses dimensions, elle n'a pas l'énergie suffisante pour impressionner l'oreille. On peut s'assurer qu'il en est ainsi, en plaçant à une distance de la lame aérienne un obstacle, tel qu'une lame de couteau susceptible de limiter la longueur de la lame en la brisant ; le son, qui jusque-là n'était qu'un simple bruit de siffiement, acquiert tout de suite le développement et l'intensité qui conviennent aux sons véritables. Nous verrons plus bas que c'est en limitant ainsi la lame d'air au moyen d'un biseau, qu'on forme l'embouchure des tuyaux sonores de l'orgue.

À présent que nous connaissons les principaux moyens employés pour exciter le mouvement sonore, nous allons étudier les lois de ce mouvement.

La plupart des lois selon lesquelles les vibrations sonores s'effectuent dans les corps solides sont applicables aux vibrations aériennes.

Celles qui concernent les tuyaux sonores sont dues à Daniel Bemouilli, qui écrivait au dix-septième siècle.

Nous allons les transcrire ici, en leur donnant quelques déve-

Lols des vibrations de l'air dans les tuyaux sonores. — >

l' Dans les tuyaux fermés à une de leurs extrémités, les sons sont de plus en plus élevés, à mesure qu'on force le vent, et si i'oo représente par un 1 le son le plus grave ou le son fondamental, on trouve que le tuyau rend successivement les sons 1, 3, 5, 7, 9, représentés par la série des nombres impairs.

2* Pour des tuyaux inégaux, les sons du môme ordre correspondent à des nombres de vibrations qui sont en raison inverse des longueurs de tuyaux.

3* Les vibrations de Tair dans les tuyaux sont longitudinales, et la colonne d'air vibrante est partagée en parties égales pw des nœuds et des ventres, le fond du tuyau étant' toujours wn nœud, et Tembouchure un ventre.

4* Les nœuds ou la surface de séparation des parties vibrantes sont immobiles et ne prouvent que des changements de densité, tandis que les ventres ou les milieux des parties Crantes conservent la même densité, mais sont constamment en vibration.

5* Dans le cas d'un seul nœud, le tuyau rend le son fondainental, et la longueur de Tonde égale deux fois celle du tuyau. Si le tuyau sonore est ouvert aux deux bouts, les mômes lois lui sont applicables, avec cette différence que les sons rendus par un même tuyau sont successivement représentés par la suite naturelle des nombres 1,2, 3, 4, S, 6. Dans ce cas, les extrémités des tuyaux sont toujours en ventre. Nous devons dire encore que le son fondamental d'un tuyau ouvert par les deux bouts est toujours l'octave aigu du même son dans un tuyau ouvert par un seul.

Telles sont les lois de Bernouilli. Nous avons vu plus haut que celles qu'il avait données sur les vibrations des cordes ne

se vérifiaient pas exactement par rexpérience, et qu'on obtient des sons un peu plus bas que la théorie ne l'indique; cette différence tient ici au mode d'embouchure qui se fait par un seul côté, tandis que cette dernière devrait occuper tout le pourtour du tuyau.- Ces lois ont été d'ailleurs expérimentalement démontrées par Savart. Ce savant physicien introduisait dans les tuyaux une peau de baudruche, tendue sur un cadre et recouverte de sable. Lorsque l'appareil était au milieu d'un ventre, le sable indiquait par ses mouvements le mouvement de la colonne d'air; au contraire, lorsque l'appareil était au milieu d'un nœud, l'immobilité du sable indiquait l'absence du mouvement dans ce point.

Influence des parois du tuyau sur le son. — Cette question est d'une grande importance pour nous, vu que, dans la voix, les vibrations sonores sont en contact avec des parois mobiles et d'une élasticité très-variable.

Exagérant les conséquences qui semblent résull<îr de la production d'un même son par des tuyaux de même longueur, mais composés de matières différentes, quelques auteurs ont nié l'influence de la matière du tube sur les qualités et la production du son. Cependant, il est incontestable que si l'on fait recuire au feu, sans altérer leur forme, une trompette d'harmonie ou un cor, ces instruments ne rendront plus qu'un son étouffé. Des facteurs d'orgue assurent même qu'en altérant la composition de l'étain qu'on emploie dans les jeux de métal, on altère sensiblement le son.

Tout ce que l'on peut dire sur ce sujet, c'est que tant que la résistance des parois du tuyau n'est pas modifiée, Tinfluence des différentes substances sur le son n'est pas très-considérable, mais on ne peut pas la nier d'une manière absolue. Il n'est pas possible que les vibrations de l'air ne se communiquent pas à la matière qui forme le tuyau, et, dès lors, il faut néces-

iKSTRq|)||ftS- A VENT. S7

sairement admettre l'influencc'1'ariable de ce dernier sur le son; car toutes les substances ne vibrent pas de la même manière.

Siliofluencedes tuyaux rigides est peu considérable, Savart a constaté qu'avec des tuyaux d'une consistance moins grande etwiable, on obtenait des sons bien difl'érents, bien que la longueur des tuyaux fût la même. C'est ainsi que dans un tuyau prismatique carré, ayant 30 centimètres de hauteur et 2 centimètres de côté, le son peut baisser de plus d'une octave, quand on humecte de plus en plus le papier qui forme les parois. Ce papier est collé sur les arêtes solides du prisme comme sur une espèce de cadre. Savart a constaté encore que plus les tuyaux sont courts, plus l'abaissement obtenu peut être considérable. On peut obtenir ainsi l'abaissement de deux octaves dans des tuyaux cubiques. Selon le même physicien, il n'est pas nécessaiie que tout le tuyau soit construit en papier et en parche- DMn pour faire baisser sensiblement le son; il sufflt pour cela qu'une des parois soit constituée par l'une ou l'autre de ces substances. Il résulte de ces expériences que le son s'élève à mesure que la résistance du tuyau augmente et qu'il s'abaisse dans le cas contraire. Ces expériences trouveront une application dans l'exposition de la théorie de la voix.

b 1I> -* Instruments dans lesquels le corps vibraul esl un gaz.

Nous pouvons aborder dès à présent la question de la forma- ^on du son dans les instruments dans lesquels la matière ^nore est l'air. Nous donnerons quelques développements à la <J^ription des tuyaux h bouche de l'orgue, vu que dans les autres instruments de la môme nature, le son se produit d'une nianièreàpeu près semblable, et qu'ils ne diffèrent que par une

ACÛUSTJOUEi

disposition différente de rembouchure cl par la manière dont Vair est insufflé.

Tuyaux â bouche. — Les tuyaux à bouche de 1 orgue sont constitués d'abord par un tuyau de forme conique ou rectaiiguIûirOj qu'on appelle pied. Cette partie de l'instrument est em communication d'un côté avec une soufflerie, et de l'autre, eUe est tcrmint^e par une petite fente rectangulaire h. Iraverîs lariuelle lair soulTlé doit sortir. Au-desgus de cette fente, le tuyau présente une ouvertureplus ou moins grande, qu*on appelle bouche. Cette ouverture est limitée en haut par un bord taillé en biseau et appelé lèvre supérieure. Au-dessus de la bouche^ le tuyau s'élève sans solution de continuité.

Avant d'étudier la formation du son dans cet instrument, nous avons Yoolu connaître exactement rinfluence des paras du tuyau et celle de Tair lui-même sur cette formation. Partant de ce principe que les corps solides soumis îl rinfluence du calorique donnent un son plus bas, tandis que les gaz soumis à la même influence donnent un son plus élevé, nous avons établi rexpérience suivante : Un petit sifflet de métal, surmonté à son embouchure d'un tube assez long, destiné h. pratiquer Tiûsutïlation sans danger, a été soumis à une température trèsélevée, de manière à détruire complètement rélaSticité de la maUëre solide qui forme le tuyau. Lorsque la température de ce tuyau est arrivée au rouge blanc, nous l'avons retiré du feu, et immédiatement nous avons souRlé de Taîr, et nous avons obtenu un son plus élevé d'une quinte que le son obtenu alors que le sifflet était froid. Il résulte de cette expérience que rinfluence de la matière est pour bien peu de chose §ur la fonuation du son en tant que corps sonore, et que c*est Talr tout seul qui, par ses vibrations, engendre le son.

Après avoir écarté cette difïjculté, nous marcherons plus sûrement dans la voie qui doit nous amener à la connaissance

que nous voulons acquérir, et pour apprécier la part qui revient exactement à chaque partie qui compose le tuyau sonore, nous isolerons chacune de ces parties pour étudier séparément le rôle qu'elles remplissent.

Nous avons séparé le pied du reste du tuyau, et en poussant le souffle, nous avons constaté que Tair sortant par la lumière produisait un son ou plutôt un sifflement. Perrault aurait dit qu'en passant à travers la fente, il y avait froissement, éoiotion des particules solides formant la fente. Mais le solide, comme l'action de la chaleur nous l'a démontré, n'entre pour rien dans ce phénomène, et nous sommes obligé d'attribuer ce sifflement aux vibrations de l'air. Emprisonné en quelque sorte dans le pied, l'air sort par la lumière avec une densité et une élasticité plus grandes , et la pression qu'il subissait dans ce réservoir, se traduit, dès qu'il n'est plus maintenu à sa sortie, par une série de vibrations très-rapides. Ce mouvement vibratoire, s'exécutant dans l'air libre, ne donne pas à proprement parier un son, c'est plutôt un souffle bruyant. Cela tient i ce que la longueur de l'anche aérienne n'est pas Umitée, et encore à ce que son mouvement se communique à une trop grande masse d'air pour que celui-ci puisse exécuter un nombre de vibrations analogue h celles de Tanche. En effet, si nous rapprochons la lumière de la partie inférieure du biseau, le souffle ne donne plus naissance à un bruit, mais h un son bien défini. Ainsi donc, nous voyons que la formation du son dans les tuyaux dits à bouche, se fait absolument par le même pro- ^é que dans les lames métalliques. Dans les uns comme dans les autres, c'est un corps élastique dont l'élasticité est mise en jeu. Seulement, quand il s'agit de l'air, le simple choc ne suffit plus pour provoquer ses vibrations. Il est nécessaire d'employer ^^ procédé particulier. Ce procédé consiste à comprimer de l'air dans un réservoir, et à faire en sorte que cet air ne puisse

60 ACOUSTK^UK.

s'échapper que par luio petite ouverture. Par ce moyen, Télasticité de Tair est augmentée, et il devient plus apte que l'air ambiant à entrer en vibration sonore.

Le son étant produit, comme nous venons de le dire, à reml)ouchure des tuyaux, voyons ce qui va survenir dans la colonne d'air renfermée dans le tuyau.

Soumise à l'ébranlement de l'anche aérienne dans une direction perpendiculaire h l'axe, la masse d'air renfermée dans le tuyau entre en vibration, et le son produit par rembouchure se trouve considérablement renforcé. Mais on n'arrive à ce résultat qu'à certaines conditions : la première, c'est que Tébranlemcnt lui soit communiqué normalement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe. Si le souffle était dirigé dans le sens de cette dernière, la masse d'air serait chassée au dehors, sans entrer en vibration. Au contraire, si l'impulsion est donnée obliquement, de telle façon que l'air, poussé par la languette, ne puisse progresser dans l'intérieur du tuyau que par une série de réflexions ondulatoires, il peut s'établir le mouvement vibratoire qui convient à la longueur du tuyau. La seconde condition exige que la longueur de la colonne d'air renfermée dans le tuyau soit telle, que les vibrations dont elle est susceptible puissent s'accommoder de près ou de loin au nombre de vibrations que produit la languette. En effet, si cette accommodation n'avait pas lieu, le son ne sortirait pas ou sortirait mal, auquel cas on serait obligé de modifier la longueur de la lame aérienne ou la longueur du tuyau lui-môme.

D'après les lois de Bernouilli, à chaque son correspond une longueur particulière de tuyau. Mais chaque longueur particulière entraîne avec elle la nécessité d'une eml)()uchure différente; avec les embouchures des tuyaux qui domient le la, on ne pourrait pas faire parler les tuyaux qui donnent le si. Telles sont les conditions de la formation du son dans les

INSTRUMETfTS A \'ETfT. 61

tuyaux à bouche, parmi lesquels il faut compter les fla-

Les instruments dans lesquels la formation du son est anal(^e à celle du tuyau à bouche sont la clef forée, la flûte de Pan, la flûte traversière. Dans tous ces instruments, Tinsufflation est pratiquée par le musicien ; le pied et la lumière du tuyau à bouche sont remplacés par la bouche et les lèvres du joueur.

Clef forée. — Flûte de Pan. — Dans la clef forée, la petite lame d'air \ibrante est formée par le rapprochement des lèvTes et elle se limite en venant se briser sur les bords de Toriflcede la clef. Cette lame, vibrant à l'extrémité d'une colonne d'air, met cette dernière en vibration, et nous avons ainsi les mêmes conditions que dans les tuyaux à bouche. Dans la flûte de Pan, le son se forme de la môme manière que dans la clef forée. La seule différence qui existe entre ces deux instruments, c'est que la flûte de Pan est constituée par une série de tubes de différentes longueurs qui permettent d'obtenir plusieurs sons.

Flûte. — La flûte est composée d'un tuyau fermé à l'une de ses extrémités, ouvert à l'autre. Aux environs de l'extrémité fermée se trouve un petit oriflce qui permet de pratiquer l'insufflation. Cet orifice représente la bouche du tuyau d'orgue *>'ec son biseau. La lumière, qui doit fournir la lame d'air vil^rante, est formée par les lèvres du joueur, appliquées sur Tun fe bords de l'ouverture. Du côté de son extrémité ouverte, cet Mrument présente une série de trous qui, en allongeant ou ^^ diminuant la longueur de la colonne vibrante, permettent ^c varier les sons. Nous avons dit, à propos des tuyaux à bouche, V^^) pour des tuyaux de longueurs différentes, il fallait une em- '^chure différente. En pressant plus ou moins les lèvres, le joueur de flûte sait adapter les dimensions de son embouchure

aux dimensions variées de la longueur du tuyau que nécessite la production de notes différentes.

Lampe philosophiciae ou harmonica chimigae. — Un jet de gaz, brûlant dans rintérieur d'un tube ouvert à ses deux bouts, peut donner naissance à un son, si on le place à une hauteur convenable. Dans tous les cas, on pout, en produisant à distance un son semblable à celui que peut rendre le tube, déterminer dans celui-ci et dans la flamme les vibrations d'un son très-intense et qui persistera aussi longtemps que le gaz continuera à brûler. Plusieurs explications ont été données sur la production de ce phénomène; G. de La Rive, qui l'analysa Tun des premiers, pensait que le son était dû à la contraction et à la dilatation alternatives de la vapeur aqueuse {Journal di physique, 1802). En 1818, M. Faraday démontra que les sons se produisaient lorsque le tube de verre était enveloppé d'une atmosphère dont la température était supérieure à 100 degrés; dans ce cas, l'intervention de la vapeur ne pouvait plus être invoquée, et Faraday attribua le son aux explosions successives produites par la combinaison de l'oxygène de l'atmosphère avec le jet de gaz hydrogène. Mertens, ayant remarqué que ces explosions n'ont pas lieu dans le chalumeau, rejeta l'opinion de M. Faraday, et chercha à démontrer que, sous l'influence de la chaleur, il s'établit dans le tube un courant d'air très-rapide qui enlève une partie de l'hydrogène, qui va éclater au-dessus de la flamme.

M. Weatstone et M. Tyndall ont jeté un nouveau jour sur cette question en examinant la flamme avec un miroir tournant pendant la production du son. U résulte de leurs expériences que le son serait dû aux contractions et dilatations alternatives de la flamme correspondant aux vibrations sonores de la colonne d'air. En effet, l'image de la flamme qui se produit sur le miroir tournant présente un cercle continu pendant qu'elle brûle

. INSTRCM1NT8 À VENT. 63

à l'air libre; mais dès qu'elle produit un son, on voit se former une série d'images distinctes formant les unes à côté des autres comme une chaîne de perles lumineuses ^

Appeau des oiseleurs. — L'appeau des oiseleurs ou réclame est un petit instrument dans lequel Tair est également la matière sonore. Savart ayant comparé le mécanisme de la voix humaine à la production du son dans cet instrument, nous lui accorderons une attention toute particulière.

L'appeau le plus simple et peut-être aussi le mieux conditionné est celui que les enfants construisent avec un noyau d'abricot. Une ouverture cylindrique est pratiquée sur chacune des deux iaces du noyau ; l'amande est retirée et l'instrument est ÎEiit. Pour obtenir les sons, il n'y a qu'à placer le noyau entre les dents et à pousser le souffle dans les deux ouvertures. On obtient également des sons en aspirant.

Pour expliquer la formation du son, Savart supposait qu'en traveisant les ouvertures de l'appeau, l'air déterminait par son ûûpukion un vide qui, constamment produit et constamment détniit, donnait naissance à une série de vibrations sonores. Cette explication ressemble assez à une hypothèse, mais cette hjTïothèse elle-même ne supporte pas l'épreuve d'un sérieux examen. Nous ne pensons pas qu'il soit aussi facile d'obtenir le vide par un procédé semblable; l'impulsion continue de l'air s'y oppose formellement.

La formation des sons dans l'appeau ne nous paraît pas si compliquée, et il nous suffira sans doute de rappeler en peu de '^ts les conditions générales de la production du son par des ^rations aériennes pour trouver facilement l'explication que ^^ cherchons.

* Voyez Tyndall. De la chaleur, chapitre sur les flammes chaw- ^A^TES. Traduction de M. Tabbé Moigno.

64 ACOUSTlOtE.

Pour produire un son aérien^ il faut : 1* une colonne d*air 60umiseà une pression sufBsante pour que, sortant d'un orifice étroit sous forme de lame mince, elle pi:oduise dans cet état ud certain nombre de vibrations ; 2^ un (»bstacle quelconque, mais disposé de manière à briser la lame d'air et à en limiter la longueur; 3' une colonne d'air renfermée dans un tuyau et destinée à renforcer le son sous Tinfluence des \ibrations de la lame d'air. Ces conditions, qui sont celles des tuyaux à bouche de l'orgue, se trouvent réunies dans r«[)peau, disposées peut-être d'une manière différente, mais elles existent, et c'est ce qu il faut démontrer. V La colonne d'air comprimée est celle qui, des poumons s'étend jusqu'aux lèvres, qui maintiennent Tappeau. Cet air est comprimé, puisqu'il ne peut s'écouler que par l'orifice trop étroit que lui offre rapj>eau, 2'' Cet air comprimé sort par l'orifice étroit que présente la lame postérieure de l'appeau ; par conséquent, elle exécute un nombre de vibrations directement proportionnel au degré de vitesse dont elle est animée. 3** Cette lame vient se limiter en se brisant sur le bord de l'orifice antérieur. 4° La masse d'air renfermée dans la cavité de l'appeau, se trouvant en contact avec les vibrations de la lame vibrante, obéit à l'impulsion de ces vibrations, et complète le son en le renforçant.

S'il fallait donner de nouvelles preuves que les choses se passent ainsi que nous le disons, nous ajouterions ceci : En variant la vitesse du courant d'air, on peut obtenir comme dans les tuyaux à bouche de l'orgue plusieurs sons ; mais pour un même instrument, il y aura toujours un son qui sortira plus facilement que les autres.

La dimension des orifices a, sur le son, la même influence que la bouche dans les tuyaux d'orgue. Le son est plus aigu quand les orifices ont un plus petit diamètre; plus grave quand ces derniers sont plus larges.

INtfTBUIIElfTS A VENT. 65

Les explications qiie nous venons de donner sur l'appeau sont, à notre avis, d'une importance extrême ; elles nous perm^tront, en exposant la théorie de la voix, de dire, par le simple examen de Torgane vocal, si la glotte fonctionne nullement à la manière des instruments à vent.

FooKxii. — Phyêiol,