ANCHES RIGIDES PAR TENSION

Il résulte des expériences de Savart que les membranes carrées sont susceptibles de prendre tous les nombres possibles de vibration, et que, pour chacun de ces nombres, elles se divisent d’une manière particulière, comme cela arrive dans les plaques solides. Nous avons donné plus haut les lois des vibrations de ces corps membraneux.

Anches membraneuses. — Müller est le premier qui se soit

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occupé d’une manière sérieuse et au point de vue de la théorie de la voix humaine des anches membraneuses. Nous devons dire cependant que Biot, Gagniard de Latour, M. Malgaigne, ont essayé avec des membranes de caoutchouc de produire des sons analogues à ceux de la glotte.

Les lamelles membraneuses qui constituent ces anches diffèrent de celles dont nous avons parlé jusqu’ici, en ce qu’elles ne vibrent que sous l’influence d’une certaine tension comme les cordes. Elles en diffèrent encore par quelques petits détails que nous mentionnerons peu à peu dans leur description. Müller a étudié ces anches sous trois formes différentes : 1° un ruban élastique tendu à la manière d’une corde entre deux branches rigides ; ce qui fait qu’il peut vibrer sur chacun de ses bords ; 2° une membrane élastique couvre une moitié ou une partie quelconque du bout d’un tuyau trèscourt, et la portion sur laquelle elle ne s’étend point est couverte par une plaque rigide, laissant une fente entre elle et la membrane ; 3° deux membranes élastiques sont tendues de telle manière sur le bord d’un tuyau très-court, que chacune couvre une partie de l’ouverture, et qu’elles laissent entre elles une fente. Müller a remarqué que le son est le même dans les deux premiers cas en soufflant sur le ruban élastique. Il a remarqué encore qu’en soufflant à travers un tuyau sur ce ruban, le son que l’on obtient est d’un demi-ton à un ton plus élevé que celui que l’on produit en poussant un courant d’air délié sur la membrane elle-même et le dirigeant vers son bord.

« Dans tous les cas, dit-il, on peut, en soufflant avec plus de force, élever de deux demi-tons le son produit par le souffle. En employant un tuyau rond, la membrane n’est tendue que suivant une direction parallèle à la fente, Or, on sait que les membranes tendues dans un sens vibrent d’après les mêmes lois que les corps filiformes élastiques par tension. Müller a

constaté en effet qu’à égalité de tension et 1’embouchure restant la même, l’intensité du son augmentait en raison inverse de la longueur de la membrane.' Il a constaté de plus que la largeur de la fente influait peu sur l’élévation du son, mais que le souffle ne parle plus lorsque la fente est trop large.

Un cas intéressant à examiner était celui dans lequel deux membranes élastiques limitent la fente de manière à imiter grossièrement une glotte. Müller a trouvé que le son fondamental donné par chaque lamelle isolée, en dirigeant un courant d’air sur elle par un petit tube, était plus élevé d’un demi-ton.

Ainsi chacune d’elles donnant le la , leur son commun était sol dièse. Si les deux lamelles ne sont pas tendues également, on parvient rarement à obtenir le son des deux à la fois. Il arrive alors que l’on n’entend qu’un son unique, celui de la lamelle qui vibre le plus facilement sous l’influence du passage de l’air. Müller est parvenu à modifier beaucoup les sons en posant les doigts sur différents points d’une membrane de caoutchouc tendue à l’extrémité d’un cylindre, et ce phénomène n’a rien qui doive nous surprendre : il existe entre les languettes membraneuses et les languettes métalliques cette différence essentielle que si l’on augmente le souffle en faisant vibrer une languette métallique, l’on parvient quelquefois à faire baisser le ton ; au contraire, en soufflant avec plus de force à travers une anche membraneuse, le son devient plus aigu.

Müller n’a pas su donner une explication de ce phénomène * et la principale cause de son embarras c’est qu’il avait remarqué que le son d’un harmonica à bouche s’élève un peu si on chasse l’air avec force. Il avait remarqué aussi que le son de l’anche très-délicate d’une trompette d’enfant peut parcourir, suivant l’intensité du souffle, l’étendue entière d’une octave.

Ces contradictions aux conditions générales de la production

du son dans les anches sont plus apparentes que réelles, et il nous paraît aisé d’en donner l’explication.

Lorsque à travers un tuyau l’on souffle sur une anche membraneuse, les rubans n’entrent en vibration qu’au moment où leur tension est devenue suffisante pour réagir contre la pression de l’air, et naturellement à mesure que cette pression augmente la tension augmente aussi et le son s’élève. Dans une anche métallique qu’arrive-t-il ? En vertu de sa rigidité, la languette oppose une résistance à la pression de l’air, et sous l’influence d’une pression trop faible, elle ne vibre que dans une partie de sa longueur ; par conséquent le son monte. Si en augmentant la pression on force la languette à vibrer jusqu’à sa base, sa longueur sera augmentée, et le son baissera.

Quant au phénomène qui paraissait extraordinaire à Müller, celui de l’élévation du son dans l’harmonica et la trompette d’enfant, il s’explique tout naturellement : le peu d’épaisseur de ces languettes fait qu’elles vibrent dans toute leur longueur sous l’influence d’une faible pression; dès que la pression augmente, la languette s’incurve et ne vibre plus que par son extrémité libre, comme la carte dans la roue dentée de Savart, de telle sorte que le son s’élève. Dans ces instruments la longueur de l’anche diminue à mesure que la pression augmente.

Müller a fait un grand nombre d’expériences longuement exposées dans son Traité de physiologie, sur l’influence du portevent et du tuyau. Les résultats qu’il a obtenus sont analogues à ceux que l’on obtient avec des languettes métalliques.

.( Ordinairement, dit-il, par des tuyaux successifs ou par l’allongement des tuyaux, le son baisse jusqu’à ce que le tuyau ait atteint une longueur telle que le son fondamental qu’il produit à lui seul soit en harmonie avec celui de l’anche, et l’abaissement cesse dès avant qu’on en soit arrivé là ; car il n’est pas facile d’abaisser ainsi le son d’une octave ; par exemple, on ne

peut le faire descendre que de utA à la.] à une certaine limite, il remonte au son fondamental de l’anche ou à peu près. »

Müller ajoute encore que les expériences avec les anches métalliques comportent une bien plus grande précision, parce que le changement de force du souffle ne modifie que très-peu le son des anches métalliques, tandis qu’il change avec facilité celui des anches membraneuses d’un demi-ton ou même d’un ton entier. Ces expériences, dont le mérite et l’originalité sont incontestables, n’ont pu donner au grand physiologiste les résultats qu’il pouvait en attendre. Quand nous étudierons la physiologie du larynx, nous dirons pourquoi il en a été ainsi.

Pour le moment nous nous bornenerons à dire que l’anche membraneuse de Müller n’était pas du tout comparable à l’anche vocale.

Persuadé cependant qu’il existe une grande analogie entre le fonctionnement du larynx et le mécanisme du son dans les anches membraneuses, nous avons poursuivi les recherches de Müller, et nous croyons avoir atteint le but qu’il poursuivait en donnant à ses anches une forme nouvelle , qui rappelle plus exactement la disposition de la glotte humaine.

Nouvelles anches membraneuses. — Ces anches sont constituées par deux petites lames de caoutchouc très-minces, soudées par leurs bords ; elles présentent un orifice supérieur qui doit être la partie vibrante de l’anche, un orifice inférieur qui doit être soudé exactement sur un tube de caoutchouc destiné à servir de porte-vent. La longueur de l’orifice supérieur mesure deux centimètres et demi. Les lamelles sont plus minces que le tube de caoutchouc sur lequel elles sont fixées de manière à pouvoir s’appliquer exactement 1 une contre 1 autre et à opposer ainsi une certaine résistance au passage de l’air.

Pour obtenir un son, on souffle avec la bouche dans le porte-

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vent, puis on saisit l’extrémité de l’anche un peu au-dessous de sa partie libre, et on exerce une tension progressive jusqu’à ce que le son soit produit. Deux procédés différents peuvent être employés pour parcourir les différents tons de la gamme. Le premier consiste à tendre de plus en plus les rubans ; le second à diminuer peu à peu avec les doigts la longueur de la partie vibrante.

Si l’on emploie isolément l’un ou l’autre de ces deux procédés, la tension’ par exemple, les effets que l’on obtient sont très - limités ; le son s’élèvera de trois à quatre notes au plus, bien que l’on augmente l’intensité du souffle. Il en est de même de l’occlusion progressive employée seule; elle ne donne naissance qu’à un nombre de sons très -restreint. Mais si pour la production de chaque note, on combine l’occlusion progressive avec la tension, non -seulement les sons seront plus nombreux , mais encore plus agréables , et l’on pourra ainsi parcourir tous les intervalles compris entre trois octaves, c’est-à-dire la plus grande étendue de la voix humaine.

La formation du son dans ces anches n’est pas si simple qu’on pourrait le croire au premier abord , et, comme nous comparerons plus tard cette formation à celle de la voix humaine, il est de la dernière importance que nous en constations bien les conditions.

A notre avis, l’on doit considérer l’extrémité supérieure de

A. Lames de caoutchouc,

B. Ouverture de l’anche.