CORPS VIBRANTS RIGIDES PAR TENSION

Les corps rigides par tension fournissent tous les instruments à cordes, ainsi que le tambour, la grosse caisse, le tambour de basque. Nous décrirons particulièrement le violon, à cause de son importance en musique.

Violon. — Dans le violon comme dans la plupart des instruments de musique, nous aurons à considérer trois choses : 1° le corps qui exécute les vibrations sonores; 2° l’agent qui provoque ces vibrations ; 3° le corps qui renforce le son. Dans le violon ces trois éléments indispensables sont représentés par les cordes, l’archet, et la caisse sonore.

1° Cordes. — Dans le violon, le son initial est produit par les vibrations des cordes soumises aux lois que nous avons énoncées plus haut ; mais le son produit par ces vibrations est excessivement faible; à peine l’entendrions -nous s’il n’était renforcé par la caisse du violon. A ce sujet, nous citerons une curieuse expérience de Pellisou^ de Munich, expérience que Savart a consignée dans son cours de physique (journal V Institut, numéro 329, année 1840). Pellisou détachales cordes d’un piano pour lès fixer au mur de sa chambre ; les sons qu’il obtint avec cette disposition furent excessivement faibles ; la caisse étant placée dans la pièce voisine, il fut ouvert un trou de communication à travers le mur, et dès lors les sons devinrent trèsintenses. Mais l’influence delà caisse sur l’intensité des sons peut être rendue encore d’une manière plus simple et plus sensible : une corde est fixée par ses deux extrémités avec une certaine tension à deux clous fixés à une muraille ; le son que l’on obtient ainsi est à peine entendu ; mais si avec une tige quelconque on met un des clous en communication avec une caisse de violon, on entend ce violon fortement résonner à l’u-

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nisson de la corde, et le son devient ainsi très-appréciable.

2° Caisse. — La caisse est destinée à renforcer le son des cordes, comme nous venons de le voir ; reste à savoir comment ce renforcement se produit, et quels en sont les agents. Ces agents sont : le chevalet, les tables, l’âme, l’air et le manche. Le chevalet est une petite plaque en bois de sapin, de forme et de dimension bien définies ; placé sur la table supérieure du violon, il supporte les cordes, et se trouve ainsi destiné à communiquer à la table supérieure et à la caisse tout entière les vibrations qu’il reçoit des cordes. Savart pensait que cette communication s’effectuait par le pied gauche du chevalet au moyen d’une série de chocs. Cette opinion ne nous paraît pas plausible. Nous croyons plutôt que la communication se fait directement par les deux pieds, et nous y sommes autorisé en examinant de près ce qui se passe quand on applique une sourdine sur le chevalet ; que la sourdine soit placée près du pied droit ou près du pied gauche, son influence reste la même sur le son : cela n’aurait pas lieu si le pied gauche seul avait mission de communiquer les mouvements vibratoires. D’ailleurs on ne s’explique pas bien, malgré la situation de l’âme presque au-dessous du pied droit, comment les vibrations pourraient se communiquer plutôt à gauche qu’à droite dans un corps homogène.

Les tables forment la caisse du violon ; la table supérieure est toujours en sapin (du moins dans les nombreux stradivarius que Savart a démontés), la table inférieure est en érable. Ces deux tables, tenues à une certaine distance l’une de l’autre par la lame courbe qui les unit, vibrent à la façon des plaques. En répandant du sable à leur surface, Savart s’est assuré qu’elles ont des nœuds de vibrations et des sons comme ces dernières. Le choix du bois qui sert à leur construction n’est pas indifférent. Le bois de sapin est celui qui réunit le plus

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d’avantages ; sa résistance à la flexion, plus grande que celle "des autres bois, est égale à celle du verre et de l’acier ; la vitesse du son est par conséquent aussi grande dans le sapin que dans le verre et l’acier. Le volume, le poids et l’homogénéité de ces dernières substances ne permettent pas qu’on les emploie. Ajoutons que l’état fibreux favorisé les vibrations, et nous aurons énuméré tous les avantages que le sapin réunit et qui le placent au premier rang parmi les corps solides qui vibrent facilement.

Le son des tables serait d’un bien faible secours pour renforcer le son des cordes, si elles ne limitaient pas une masse d’air capable de vibrer comme elles. A vrai dire, c’est le son de cette masse d’air qui impressionne nos oreilles ; les cordes, le chevalet, les tables lui donnent le mouvement qui convient à chaque ton, mais c’est elle surtout qui se fait entendre et qui communique aux sons du violon ce qu’ils ont de moelleux et de flûté.

L’âme du violon est une petite tige que l’ôn place entre les deux tables du violon, à peu près au niveau du pied droit du chevalet. Savart pensait que cette tige a pour fonction de rendre normales les vibrations des tables (journal l’ Institut ^ numéro 321). Il nous semble qu’on peut dire aussi qu’elle sert à tendre légèrement les lames, car si on l’enlève, le son baisse d’un ton, et perd de son intensité et de son mordant.

Le manche participe enfin aux vibrations de la caisse. En le supprimant, Savart a constaté que le son diminuait d’intensité.

1° Archet . — L’archet a une grande influence dans la production du son; d’abord, il provoque les vibrations sonores, et en second lieu il participe lui-même aux vibrations de l’instrument, comme cela se voit quand on ébranle une plaque ou une cloche avec un archet. Il est nécessaire encore que ses dimensions soient telles qu’elles sont, car un archet de basse ne peut pas remplacer un archet de violon.

INSTRUMENTS A CORPS VIBRANT SOLIDE

Quel est le mode d’action de l’archet pour mettre les cordes en vibration? D. Bernouilli assimilait son action à celle d’une roue dentée : « L’habileté du joueur consiste, dit-il, à faire en sorte que le nombre de dents soit égal au nombre de vibrations que la corde peut faire quand elle se meut dans toute sa longueur ou qu’elle se partage en un nombre quelconque de parties égales. » M. Duhamel, dans une Note lue à l’Académie des sciences (journal l’Institut, n° 306, année 1839), observe justement que s’il en était ainsi, il n’y aurait qu’une seule vitesse de l’archet qui serait propre à produire avec netteté l’un quelconque des sons qu’une corde peut rendre, tandis que l’expérience prouve que l’on peut faire varier cette vitesse dans des limites très-étendues, sans cesser de produire sensiblement le même son avec une grande pureté. « L’action de l’archet, dit le même auteur, m’a paru tout autre. Les aspérités qui proviennent soit du crin, soit de la colophane, étant extrêmement rapprochées, produisent nécessairement sur la corde un frottement de glissement soumis aux lois générales que l’expérience a fait connaître ; il doit donc en résulter une force agissant sur la corde, dans le sens de la vitesse relative de l’archet, indépendante de la grandeur de cette vitesse et proportionnelle à la première. )> Cette appréciation sur l’action de l’archet nous paraît très-rationnelle et elle se rapproche, quant au fond, de celle que nous allons formuler.

La continuité dans la vibration des cordes est tout à fait indépendante de la vitesse de l’archet, car celle-ci peut être accélérée ou ralentie, sans qu’il survienne aucune modification. Le point essentiel à considérer dans le phénomène qui nous occupe, c’est le degré de pression : cette pression de l’archet sur la corde doit être d’un côté suffisante pour provoquer la vibration ; de l’autre, pas assez considérable pour empêcher la corde de vibrer. La corde se trouve ainsi en contact avec un corps

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qui presse sur elle juste ce qu’il faut pour l’entraîner dans son mouvement et la laisser revenir sur elle-même dès qu’elle s’éloigne un peu trop de la direction de l’axe; en d’autres termes, la pression de l’archet doit être telle qu’après une certaine période de son entraînement par l’archet, la corde retrouvant par la tension une élasticité supérieure à la force qui l’entraîne, revient sur elle-même, puis se laisse entraîner de nouveau et effectue ainsi le nombre de vibrations qui convient à la longueur de la corde.

Si nous résumons à présent ce que nous avons dit sur la formation des sons avec le violon, nous devons constater que c’est un instrument très-compliqué, dans lequel les matières solides et gazeuses concourent dans de justes proportions pour donner naissance aux sons les plus agréables dont notre oreille puisse être impressionnée. Dans cet instrument, il y a toujours un son initial qui donne le ton ; ce son produit par les cordes est trèg-faible et peu musical. Ce n’est que dans son renforcement par les tables et par l’air qu’elles renferment, qu’il acquiert les belles qualités sonores qu’on lui connaît.

Il nous paraît inutile de donner la description de la basse, du violoncelle et de tous les autres instruments à cordes en général , vu que la formation du son est obtenue dans ces instruments par des procédés analogues ; en effet, ils sont tous constitués par des cordes vibrantes et par des caisses sonores qui renforcent et agrémentent le son.