CHAPITRE PREMIER

Des conditions générales de la production du son.

Une impulsion mécanique soudaine, communiquée à l'organe deVouïe, peut faire naître en nous une sensation auditive, telle que celle d'une explosion , si Faction a été violente , ou celle d'un bruit , si cette action a été faible. L'écoulement rapide d'un air comprimé et l'affluence également rapide de l'air II. 1

ordinaire dans un espace vide, produisent Timpression du son sur l'organe de Fouie , lorsque l'ébranlement du fluide aérien est transmis à cet appareil. Mais, pour que des sons d'une valeur soutenue et comparable soient produits , il suffit d'un certain mode d'impulsion mécanique , c'est-à-dire d'une impulsion uniforme qui se répète avec rapidité dans un très-court espace de temps. De la fréquence des impulsions ou chocs dépend la sensation du degré d'élévation des sons.

La plupart du temps, lorsque nous entendons des sons, c'est parce que les vibrations d'un corps résonnant se .sont propagées jusques dans l'intérieur de l'oreille et transmises au nerf auditif. Or, en partant du fait que les corps qui résonnent sont élastiques , soit par leur cohérence , comme les corps rigides , soit par leur pression ou force expansive , comme les gaz , soit enfin par leur tension, comme les cordes, on est tenté d'admettre que les vibrations sont la seule cause essentielle de la production du son. Mais on prendrait une idée bien fausse de ce dernier si l'on croyait qu'un mouvement vibratoire finalement communiqué au nerf auditif luimême, est nécessaire pour faire naître la sensation du son. La cause prochaine de cette sensation semble bien plutôt , même pour les sons dus à des oscillations de corps résonnans , tenir aux chocs, régulièrement reproduits par l'effet des mouvemens vibratoires , qui se transmettent au nerf acoustique. C'est ce qu'on peut conclure de la considération des sons qui naissent, non de vibrations d'un corps élastique, mais de simples chocs se succédant avec rapidité. Si Ton présente une languette de bois aux dents d'une roue qui tourne sur ellemême , chacun des chocs produit une impulsion sur l'organe auditif , et par-là donne lieu à la sensation d'un bruit ; mais si la roue tourne avec beaucoup de vitesse , au lieu de chocs isolés , on perçoit un son , dont l'acuité croît avec la rapidité des chocs. Les sons qu'on peut produire par le moyen d'un courant de gaz ou de liquide , d'eau ou de mercure , rapide-

ment et régulièrement interrompu , sont d'un plus grand intérêt encore pour faire connaître la cause essentielle à laquelle tient la production du son , et pour prouver que celle-ci dépend d'une succession rapide de chocs ; ils acquièrent même d'autant plus d'importance , que les liquides , n'ayant point d'élasticité, sont impropres à produire des sons par des vibrations analogues aux oscillations d'un pendule. Ces conditions se trouvent réunies dans la Sirène imaginée par Cagniard La Tour. Là , un courant de liquide qui s'écoule par une ouverture est interrompu momentanément par chaque dent d'une roue tournant avec vitesse sur elle-même ; si la roue se trouve placée sous l'eau, et qu'elle ne fasse que déterminer des interruptions rapides et régulières du courant amené de bas en haut par pression , les chocs qui résultent de là produisent, lorsqu'ils se succèdent avec assez de rapidité , un son clair, dont l'acuité croît avec la vitesse des interruptions ou chocs.

Sous le point de vue de l'organe de la voix humaine , les corps qui nous intéressent le plus sont ceux qui donnent , par des vibrations, le nombre nécessaire de chocs rapidement répétés. Il n'y a que les corps élastiques qui soient susceptibles de produire ainsi des sons. Une impulsion communiquée à l'une de leurs parties se propage au tout, et fait exécuter au corps des oscillations semblables à celles d'un pendule ; les chocs déterminés par les vibrations se communiquent aux corps qui sont en contact avec celui-là , et parviennent ainsi, de proche en proche, à l'organe auditif.

A mesure que les sons deviennent plus aigus, le nombre des vibrations augmente. Le son le plus grave dont on fasse usage en musique , 1'^^ du tuyau d'orgue de trente-deux pieds donne, par seconde, 32 vibrations de l'air contenu dans le tuyau ; l'ii^des octaves suivantes en donne 64, 128, 256, etc. Comme il n'importe en rien que les impulsions soient dues au choc des dents d'une roue ou aux vibrations d'un corps, l'instrument imaginé par Savart , et dans lequel les sons sont Yié

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4 DES CONDITIONS GEiNEKALES

déterminés par les chocs des dents d'une roue contre un corps , fournit un moyen facile de connaître avec précision le nombre des vibrations que chaque son comporte.

Les vibrations d'un corps résonnant peuvent avoir lieu dans toute son étendue. Mais ce corps peut aussi se diviser en parties aliquotes , qui vibrent suivant des directions opposées, tandis que les points d'intersection , appelés nœuds de vibration, demeurent en repos. Des chevrons de papier posés sur les nœuds ne remuent point. Les vibrations peuvent aussi varier de direction, être transversales, longitudinales, ou tournantes. Un exemple de vibrations transversales nous est fourni par une corde tendue entre deux points et oscillant d'un côté à l'autre , ou par une verge métallique fixée à l'un de ses bouts. Dans les vibrations longitudinales de l'air, des cordes et des verges , qu'on détermine sur ces dernières en les frottant suivant leur longueur, les molécules du corps éprouvent, l'une après l'autre, une contraction et une expansion alternatives, qui, une fois arrivées à l'extrémité, ou au nœud de vibration , reviennent sur elles-mêmes. Les vibrations tournantes n'ont été observées par Chladni que dans les verges.

Les corps qui résonnent par vibrations sont ou des fluides élastiques , comme l'air ; ou des corps élastiques par tension , comme les cordes tendues; ou des corps solides élastiques par eux-mêmes , comme les verges métalliques et les disques de métal ou de verre. Les lois d'après lesquelles les vibrations productives du son ont lieu dans ces différentes classes de corps résonnans , sont d'une grande importance pour l'établissement de la théorie de la voix humaine. Nous allons les passer rapidement en revue , afin de reconnaître à quelle classe d'inslrumens sonores appartient l'organe vocal de l'homme. Nous suivrons surtout pour cela les recherches de Chladni , de Biot , de Savart et de W. Weber. Nous rapporterons aussi quelques observations qui nous sont propres sur ceux des

instrumens de musique qui ont le plus d'affinité avec l'organe de la voix humaine.