Instrumens de musique à anches membraneuses

Les appareils dont il a été question jusqu'ici forment une section d'insirumens à anche dont on n'a fait jusqu'ici aucun usage en musique. L'organe de la voix de l'homme et celui des Oiseaux appartiennent, comme nous le verrons, à la même catégorie. Dans le premier, les ligamens inférieurs de la glotte sont des anches à deux lèvres ; le corps de tuyau est l'espace qui s'étend depuis les cordes vocales jusqu'aux ouvertures buccale et nasale ; la trachée-artère et les bronchesi sont le porte-vent» Dans le second , les cordes vocales du larynx inférieur, à la bifurcation de la trachée-artère et de chaque côté , constituent des anches ; la colonne d'air du corps de tuyau est ici la masse d'air contenue dans la trachéeartère tout entière , depuis sa division jusqu'au larynx supérieur, et l'air de la cavité buccale ; celle du porte-vent n'est que l'air des bronches, depuis la bifurcation de la trachée jusqu'aux poumons.

Mais les lèvres de l'homme peuvent aussi agir comme anches , lorsque la contraction des muscles les met à Téiat de tension ; dépourvues d'élasticité par elles-mêmes , elles en obtiennent un équivalent par la contraction de leur sphincter.

DE tA PRODUCTION DU SON. 69

Si Ton fait sortir l'air avec pression entre les lèvres tendues par leur muscle orbiculaire , il se produit des sons qui appartiennent à la classe de ceux des instrumens à anche. La cavité buccale et les organes respiratoires font alors office de porte-vent. L'instrument est un instrument à anche avec porte -vent , sans corps de tuyau. Adapte-t-on aux lèvres un tuyau en carton ou en métal , non seulement le son devient plus plein , mais encore il peut être modifié par le tuyau.

La même chose arrive à l'anus. Le sphincter tend la peau de l'anus , et la fait agir comme une languette avec portevent ( les gaz intestinaux), sans corps de tuyau.

Aux instrumens à anche dont il a été question jusqu'ici tiennent de très-près les trompettes et les cors , dans lesquels les lèvres sont mises en mouvement , comme anches membraneuses , par le souille , tandis que la colonne d'air du tuyau résonne ainsi qu'elle le fait dans les instrumens à anche ordinaires. Dans ceux-ci , l'anche est une pièce à part , qui , séparée de Tinstrument , produit des sons à elle seule. Dans les cors , les trompettes , les trombones , il ne suffit pas de souffler dans ce qu'on appelle l'embouchure pour produire un son : il faut encore que les lèvres elles-mêmes fassent l'office d'anche , et elles sont effectitement les languettes membraneuses entre lesquelles le courant d'air se trouve refoulé. Le muscle orbiculaire remplace l'élasticité qui leur manque, par la réaction qu'il exerce sur le filet d'air qui les traverse ; il se produit des sons d'une valeur déterminée , et d'autant plus aigus que les lèvres se contractent davantage. Il semble que la grandeur de l'ouverture influe sur le son de ces sortes d'anches , comme elle le fait quand on siffle , et , en effet , le sifflement avec la bouche , qui paraît ne point appartenir ici , devient plus grave quand l'ouverture des lèvres est plus grande. Cependant , comme une contraction plus forte du sphincter de la bouche a lieu quand on resserre l'ouverture des lèvres , l'étroitesse de cette ouverture , dans la position

6o DES CONDITIONS GENERALES

que les lèvres affectent lorsqu'on sonne de la trompette, produit absolument le même effet qu'une tension plus considérable sur les languettes membraneuses élastiques.

L'embouchure de la trompette est d'abord creusée en forme de godet , après quoi elle se rétrécit. Celui qui veut sonner de l'instrument applique le bord de cette excavation sur ses lèvres , et chasse l'air par une étroite ouverture de celles-ci , aux bords desquelles le sphincter procure une tension déterminée. L'élévation du son doit croître avec la force de la tension que les lèvres acquièrent par la contraction de leur muscle orbiculaire. Il faut qu'un vide se trouve au devant des lèvres, sans quoi leur bord tendu ne pourrait point agir comme anche : aussi quand le godet de Tembouchure se trouve rempli au point qu'il ne reste plus qu'un étroit passage dans le milieu , on a beau souffler, aucun son ne se fait entendre. Ce qui prouve bien que telle est la cause essentielle du son de la trompette, c'est que, sans embouchure, avec les seules lèvres tendues par la contraction du sphincter, on peut produire un son semblable à celui de l'instrument. Une seule lèvre est même suffisante pour déterminer des tremblemens qui sont perçus comme sons , par exemple, quand on porte la lèvre supérieure fort loin au dessus de l'inférieure , et qu'ensuite on chasse l'air entre la lèvre supérieure vibrante et la surface ferme de l'inférieure. L'embouchure du cor diffère de celle de la trompette en ce qu'au lieu d'un godet , elle présente une excavation conique ; mais la manière d'y appliquer les lèvres est la même ; il ne faut pas que les bords de celles-ci touchent.

Biot traite des trompettes et des cors en parlant des instrumens à vent. Il attribue les différons sons que ces instrumens donnent à la différence de force avec laquelle le souffle pousse la colonne d'air de la trompette, de même que la colonne d'air d'un sifflet donne, quand on souffle plus fort, les sons cônesondaus aux nombres 1, 2, 3,4,5 (ouverts), ou ^ , 3 , 5, 7

DE LA PRODUCTION DU SON. 6l

(fermés). Mais la force du souffle élève ici très-peu le son, et ne fait que le rendre plus intense ; la différence des sons dépend de la tension des lèvres. Il est plus exact de rapporter les trompettes et les corps aux instrumens à anche , ainsi que l'a fait Muncke. Ce sont évidemment , comme il ressort de tout ce qui précède, des tuyaux à anche à languette membraneuse, dans lesquels le timbre du son est changé par le métal du corps de tuyau, et l'élévation de celui de l'embouchure par la colonne d'air de ce tuyau, qui entre simultanément en vibration sonore. Les sons de la trompette et du cor ne croissent pas non plus en élévation dans une proportion inverse de la longueur du tuyau , comme il arrive aux instrumens à vent : on sait, au contraire, que dans la trompette, la diminution ou l'accroissement de la longueur du tuyau n'a qu'une influence faible et subordonnée sur l'élévation du son , absolument comme dans les tuyaux à anche. Le changement de son que l'on cherche à obtenir ainsi, est opéré, pour les trompettes et les cors , par la main introduite dans le pavillon , pour les trombones, par les tractions exercées sur leurs tuyaux mobiles. Il y a dans les cors et les trompettes presque autant de positions à donner à la main , en l'introduisant dans le pavillon , que d'espèces de sons. Quant à l'élévation du son de ces instrumens, on parvient à la changer par deux autres moyens , comme dans les instrumens à anche ; d'abord , en variant la tension des lèvres , qui doit exercer à cet égard la même influence qu'une tension plus forte de la languette membraneuse d'un tuyau d'anche ; ensuite, à l'aide de l'obturation , qui abaisse le son , précisément comme elle le fait dans les tuyaux d'anche à languette membraneuse.

L9 cor, entre les mains d'un artiste exercé , embrasse trois octaves , sans qu'on soit obligé d'introduire la main dans le pavillon, et voici quelle est la succession des sons :

Vt , sol, ut^ mi f, sol s, ut^ re^ mi^ sol^ si^ ut^, La SUCCession entière des sons qu'on peut produire à Taide de la main est

Q2 DES CONDITIONS GÉlNÉUALES

Ut , fa, sol , si , utjj re^ mis fa„ sol^ /a„ si^ utg , re^ mig /iïs SO^ /ttj sij ut4. Les lettres italiques indiquent les sons qui s'obtiennent avec lu main introduite dans le pavillon; la^ exige qu'on bouche à moitié seulement. Les semi-tons peuvent aussi , en partie , être produits par la main bouchant à demi le pavillon. Comme le principal moyen est la tension des lèvres par la contraclion musculaire , Texécutant qui s'est fatigué à sonner du cor perd son aptitude pendant quelque temps. Ce sont surtout les sons élevés qui fatiguent, non par la force du souffle, mais par la tension des lèvres.

Les trous latéraux, fermés par des clefs, qu'on a ajoutés dans ces derniers temps aux trompettes et aux cors , ont ici les mêmes usages qu'à l'égard des autres inslrumens à anche , la clarinette , le hautbois et le basson.

Après avoir passé en revue les différentes espèces d'inslrumens à anche , tant ceux à languette élastique rigide, que ceux à languette élastique membraneuse, il convient de revenir sur la théorie des sons produits par les anches. Cependant il va être question non des vibrations de l'air dans le corps de tuyau, mais de celles de Tanche elle-même.

6. Conclusions sur la théorie des sons produits par les anches.

Ayant appris à connaître , dans ces derniers temps , des sons qui sont produits par le simple choc de liquides , comme ceux de la sirène , ou par les chocs se succédant avec rapidité d'un corps solide, comme ceux qui résultent des secousses données par les dents d'une roue , on a été tenté d'admettre que les sons des anches dépendent aussi des chocs de l'air qu'à chaque vibration elles empêchent de sortir de leur châssis. Le défaut d'éclat des sons que les anches donnent par percussion-ou par pincement, sans souffle , semble justifier cette théorie. Cependant elle n'est pas prouvée , et plusieurs argumens s'élèvent contre elle d'une manière formelle. La discussion de ce point est d'une grande

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importance pour la théorie de la voix humaine : en effet, il s'agit ici surtout de savoir qui résonne primitivement, dans la voix , des ligamens de la glotte ou de Tair.

G. Weber, aux recherches classiques duquel nous devons une connaissance certaine des effets qui ont lieu dans les tuyaux d'anche, se prononce positivement en faveur de Thypothese dont je viens de parler. Voici comment il s'exprime : Le son plein et fort que rend une plaque métallique qui vibre isolément dans son châssis lorsqu'on souffle dessus , ne peut être produit par la plaque vibrante ; car alors il ne serait pas nécessaire d'exciter le son de celle-ci par un courant d'air, et elle donnerait un son absolument pareil, quant à l'élévation et à la plénitude , lorsqu'elle viendrait à être mise d une manière quelconque en vibration , sans subir aucun changement dans sa situation et ses rapports , ce qui n'est pas. En effet , Weber a excité , au moyen d'un archet de violon , les plus violentes vibrations dans la plaque pendant qu'elle demeurait unie avec les autres parties de l'instrument, sans parvenir à lui faire rendre un son plein et fort, susceptible d être comparé ; cependant je trouve que le son d'une guimbarde qu'on tient à la bouche est le même par l'effet de la percussion et quand on aspire l'air. Cette preuve ne me paraît pas décisive, et néanmoins il me semble que , dans les anches membraneuses, l'interruption du courant d'air ou les chocs n'exercent qu'une influence subordonnée sur la production du son, qu'ils contribuent seulement à le rendre plus fort et plus plein, mais que leur effet n'est pas de lui donner naissance. Les motifs suivans ne font regarder comme invraisemblable la théorie qui attribue les sons des anches membraneuses aux pulsations de l'air.

1° Il n'y a aucune raison d'admettre que les sons des anches simples proviennent des interruptions du courant d'air, puisque les sons que les anches efles -mêmes doivent donner quand elles vibrent, suGSsent pour expliquer les premiers. A la vérité,

les sons que les anches membraneuses produisent par percussion, sont dépourvus d'éclat , et n'ont pas non plus le même timbre que les sons d'anche. Mais la première différence s'explique sans peine ; car un choc qui ne se répèle pas plus d'une lois ne suffit point pour entretenir les vibrations. Quant à celle du timbre, on ne peut la mettre en doute : cependant il y a d'autres instrumens encore qui donnent des sons d'un timbre divers lorsqu'on les fait parler soit par une seule percussion , soit par une succession de chocs. C'est ce qui arrive , entre autres, à une corde lorsqu'on la pince ou qu'on fait passer dessus un archet de violon. La même chose a lieu pour les sons d'anche, suivant que l'impulsion est momentanée ou soutenue. A la vérité, il y a des membranes, comme les lèvres et le sphincter de l'anus, qui ne résonnent point par la percussion, et qui donnent des sons d'anche très-forts par le souffle ; mais il ne s'agit jamais, quant à ce qui regarde la manifestation d'un son , que du nombre de vibrations nécessaire pour le produire : or l'expérience autorise seulement à conclure que , dans ces sortes de membranes , une succession régulière de vibrations n'est possible qu'autant qu'un certain état de tension persiste pendant qu'elles reçoivent le choc de l'air, et cette condition n'existe pas lorsqu'il s'agit d'une simple percussion.

2° Les sons que j'ai produits en soufflant avec un tube délié sur des languettes métalliques , et mieux encore sur des languettes membraneuses sans châssis, ne sauraient être expliqués par les seules interruptions du courant d'air ; ils ressemblent parfaitement , pour le timbre , à ceux que ces languettes rendent lorsqu'elles vibrent dans un cadre et agissent comme de véritables anches. A la vérité, on pourrait dire que les vibrations rétrogrades de la languette gênent aussi jusqu'à un certain point le filet d'air sortant du tube. Mais il serait difficile de voir là une interruption réelle , puisque le courant d'air change de direction à mesure que la languette

M tA PRobtCTlON tij SÔNi 65

recule* te filet d'air , qui exerce une action souteaue , est bien plutôt comparable , sous ce rapport , à l'archet de \ioion frottant une corde.

3° Il n'est pas non plus nécessaire , du moins pour les languettes membraneuses , que le châssis se ferme périodiquement pendant les vibrations de la languette. Alors même que la fente présente une largeur constante d'une ligne , les languettes membraneuses donnent souvent encore des sons clairs, et ces sons ne diffèrent pas , pour le timbre , de ceux que les mêmes languettes font entendre quand la fente est trèsétroite.

4° Si la théorie qui attribue les sons d'anche aux interruptions du courant d'air était exacte , les sons devraient croître en raison directe du nombre des interruptions , ce qui n'est nullement démontré. 11 y a une position de la languette par rapport au châssis , dans laquelle elle détermine une fois autant d'interruptions du courant d'air qu'elle même fait de vibrations ; c'est celle dans laquelle elle bat à travers l'ouverture du châssis ; car^ en le traversant , puis en revenant sur elle-même , elle interrompt deux fois le courant d'air ; le nombre des interruptions est au moins double de celui qui a lieu quand la languette ne fait que frapper juste dans l'ouverture du châssis et revient aussitôt sur elle-même. Le son d'une languette qui traverse son châssis devrait donc , toutes choses égales d'ailleurs, être plus aigu d'une octave que celui de la même languette exécutant des battemens simples ; or cela n'a pas lieu. A la vérité , on pourrait objecter que , dans le premier cas , elle décrit des arcs entiers de vibration , tandis que dans le second elle ne décrit que des demiarcs , étant retenue soit par le châssis lui-même , soit par le courant d'air , de manière que, dans la seconde circonstance, elle vibre avec une fois plus de vitesse que dans la première, et qu'ainsi les interruptions du courant d'air sont égales de part et d'autre. Mais , en examinant 1^ manière dont se com- II. 5

06 DES CONDirrONS GÉNÉRALES

portent les languettes membraneuses , on rencontre encore des difficultés. Si j'applique une lame de carton ou de bois sur ;Une languette membraneuse tendue à l'extrémité d'un porte-vent , le son demeure le même , que la plaque soit directement en face de la languette , c'est-à-dire sur le même plan , ou qu'elle s'enfonce de dehors en dedans du côté du porte-vent ; dans les deux cas, la languette décrit également des arcs entiers. Mais si j'applique la lame de manière que son bord dépasse le plan de la languette , le son produit en soufflant dans le porte-vent , est beaucoup plus grave : il Test souvent de l'intervalle compris entre ut et fa. Que la lame fasse saillie en avant ou en arrière de la languette , les arcs de vibration demeureront les mêmes, et cependant les sons seront différens. Mais la diflerence tient à la manière diverse dont l'air est poussé dans les deux cas , et à la résistance diverse que le courant continu de cet air oppose y dans les deux cas , aux vibrations récurrentes de la languette.

D'après ces motifs , il est vraisemblable que les languettes résonnent, non point par des interruptions du courant d'air , mais par leurs-propres vibrations , et que les chocs imprimés à l'air ne font que renforcer jusqu'à un certain point le son. Sous ce rapport , les languettes métalliques se comportent , en général , comme les verges, les languettes membraneuses comme les cordes et les peaux tendues , et le son se produit d'autant plus facilement qu'un pareil corps possède encore davantage d'élasticité malgré son peu de longueur. En étudiant les vibrations des corps élastiques tendus , on s'est trop attaché à une espèce de ces corps , aux cordes à boyau et autres analogues. Il est bien vrai que les cordes qu'on raccourcit beaucoup , en même temps qu'on diminue leur tension , perdent presque toute aptitude à produire des vibrations sonores ; mais si , après leur détente , elles conservaient encore de l'élasticité, quelque courtes qu'elles fussent, elle* n'en seraient pas moins capables de donner des sons

DE lA PRODUCTION DU SON. 67

graves. Or il y a d'autres corps qui , bien qu'étant très-détendus, conservent assez d'élasticité pour pouvoir vibrer régulièrement , tels sont le caoutchouc à l'état sec et les tissus animaux (tunique artérielle) à l'état humide : aussi les pièces très-courtes de ces corps produisent- elles des sons graves quand elles sont peu tendues et des sons aigus quand elles éprouvent une tension plus forte , et cela aussi bien par la percussion que par le souffle. Leurs vibrations changent , à tension égale , d'après la même loi exactement que celles des cordes , c'est-à-dire qu'elles croissent en raison inverse de la longueur , comme je l'ai fait voir précédemment.

QueJqu'exact que soit ce parallèle, cependant un corps élastique par tension qui vibre comme anche , diffère d'une corde sous plusieurs points de vue essentiels. La différence ne consiste pas en ce que la corde , après avoir été percutée , demeure abandonnée à elle-même, tandis que l'anche éprouve, de la part du courant d'air , des chocs continuels , tantôt plus et tantôt moins forts , puisque la percussion de la corde se renouvelle continuellement à l'aide de l'archet. Ce qu'il y a de particulier dans unç anche, c'est que le degré d'intensité du choc soutenu influe sur la durée de ses vibrations , et change beaucoup le son fondamental qu'elle donne par percussion. J'ai fait voir précédemment qu'une languette en caoutchouc qu'on fait parler sans châsssis , au moyen d'un tube délié , élève son son fondamental d'un semi-ton et plus , lorsque le souffle devient plus fort. Mais une corde qu'on ne percute qu'une seule fois , rend un son un peu plus grave quand le choc est fort que lorsqu'il est faible. Ce dernier effet s'explique en partie parle changement qu'une forte tension imprime à la corde , qui devient plus longue, et qui ne revient pas de suite à son précédent état; peut-être aussi dépend-il en partie d'une sorte de torsion des molécules de la corde qui reposent sur le chevalet. Mais cette explication ne saurait s'appliquer à rélévationdu son d'une anche; carie résultat esjt précisé"

03 DES CONDÎTfOHâ liliNÊnÀLÈS

ment inverse de ce qui a lieu dans une corde. Lorsqu*utie languette membraneuse vibre dans un châssis , la force du souffle élève le son , comme je l'ai fait voir , de plusieurs semi-tons , et , ainsi que je l'ai montré aussi , le son d'une membrane animale élastique humide peut être élevé par semi-tons d'une demi-quinte entière en soufflant avec force. Cette élévation n'est pas la suite d'une formation de nœuds de vibration , comme dans une colonne d'air vibrante , car elle a lieu d'une manière successive , en passant par^ les intervalles des semi-tons, et, lorsqu'on accroît successivement la force du souffle, par tous les intervalles des semi-tons d'une manière criarde : elle ne dépend donc pas de la languette immédiatement, mais du corps choquant, de l'air. Probablement l'élévation résulte de ce que , quand on souffle avec plus de force , l'air, qui agit sans interruption , communique à la languette un mouvement plus accéléré , jusqu'à ce qu'elle sorte du courant, tandis qu'au retour il la repousse plus tôt que ne le ferait un souffle moins fort , de sorte que la languette ne fait pas d'excursions rétrogrades pleines , étant chassée de nouveau avant de les avoir accomplies.

Les langueltes métalliques semblent bien se comporter à l'inverse des languettes membraneuses , puisqu'elles donnent un son plus élevé quand on souffle doucement que lorsqu'on souffle fort. Cependant ce phénomène paraît tenir uniquement à ce que , quand le souffle est faible , la languette n'entre point en vibration dans toute sa longueur, jusqu'à son attache. En effet, lorsque je souffle très-fort dans une harmonica à bouche, le son finit par s'élever d'une manière très-sensible , de sorte que sous ce rapport aussi il y a concordance entre les deux sortes de languettes.

Il appartient donc à la nature des anches que , bien qu'ell«s se comportent en général comme les verges et les cordes , elles changent cependant leurs sons en proportion de l'action du corps qui les fait parler, de l'air. D'après cela, il faut les

DE LA PRODUCTION DU SON. 6g

regarder comme une classe particulière d'instrumens, à l'é^jard desquels les propriétés des corps élastiques tant solides que liquides doivent être prises simultanément en considération. Les autres instrumens de musique ne se rapprochent des anches que sous quelques rapports , par exemple , eu égard à cette circonstance que les sons dépendent aussi en quelque sorte du corps qui donne l'impulsion , surtout lorsqu'il agit avec continuité. Ce rapprochement a lieu pour les cordes qu'on fait parler d'une manière soutenue avec l'archet. Duhamel a fait voir comment on peut parvenir, par un certain maniement de l'archet , en changeant le frottement et la vitesse ^ à obtenir des sons plus graves que le son fondamental. Il dit avoir obtenu la seconde , la quarte , la quinzième , la douzième et la quatorzième au dessous du son ordinaire de la corde. Je puis , d'après ma propre expérience , citer un autre exemple , en sens inverse , tiré des tuyaux d'anche. On sait qu'en soufflant avec plus de force , on parvient à produire, avec un sifflet ouvert, les sons correspondans aux nombres 1,3,5,7, 9 , etc., et avec un sifflet bouché ceux qui correspondent aux nombres 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , etc. Ces sons doivent naissance à la production de nœuds de vibration dans la colonne d'air du sifflet , et n'ont rien à faire ici. Mais j'ai remarqué une tout autre élévation du son sur des tuyaux d'anche suffisamment petits. Lorsque j'enfonce jusqu'à deux pouces le bouchon d'un sifflet d'un pied , l'instrument , en graduant le souffle depuis le plus faible jusqu'au plus fort, donne successivement , et en passant par toutes les nuances , tous les sons de l'intervalle entier d'ut k la ; et si j'emploie un sifflet d'un pouce , l'élévation est portée bien plus loin encore. Les modifications que les sons éprouvent dans les anches ne se bornent pas à leur seule ascension par l'effet de l'accroissement du souffle ; leur élévation varie aussi sous l'influence du corps d'où émane le choc , puisqu'elle change suivant qu'on fait parler la languette sans châssis avec un petit tube , ou dans un châssis avec un porte*

vent; ils sont également modifiés par l'air, suivant qu'on le pousse ou qu'on l'attire , et par le mode d'embouchure , puisque les sons d'une même anche deviennent plus graves de quelques semi-tons lorsqu'on pince beaucoup les lèvres pour emboucher le porte-vent , et plus aigus lorsqu'au devant de l'anche le porte-vent se trouve garni d'un bouchon qui ne permet pas à l'air de passer ailleurs que par le milieu. Nul doute que toutes ces modifications ne se rapportent à un changement dans le mode d'action du corps impulsif sur la languette.