I. — Tmaux a bodche

213. Toutes les parties de l'embouchure sont fixes dans les tuyaux à bouche. Le courant d'air qui arrive par le pied (fig. 81, Pj fixé sur une souOlerie et qui est destinée à ébranler la colonne d'air, s'échappe par une ouverture latérale {b), la bouche, après avoir passé par une fente (/) appelée la lumière. L'air, en s'échappant, se brise contre le bord supérieur de la bouche, qui est taillé en biseau et nommé la lèvre supérieure ; une suite de demi-ondes sonores aiteroativement condensées et raréfiées est produite de cette manière dans la colonne A'aix du tuyau.

Les tuyaux à bouche sont fort en usage

dans les jeux d'orgue ; à cette classe de

tuyaux appartiennent aussi la flûte de Pan,

la flûte tiaversière, l'appeau, le sifilet, la

'\ii. 8i. —Tuyau clef forée, le flageolet et les résonnateurs.

à bouche. Coupe „ ,. . , , ,

loncitudiaaieC). On distingue deux espèces de tuyaux

à bouche^ les ouverts et les fermés^ suivant que rextrémité opposée à rembouchure est ouverte ou fermée.

21i. Bemoulli a le premier reconnu qu'un même tuyau peut successivement rendre des sons de plus en plus élevés lorsqu'on force le courant d'air qui le fait parler ; cependant on ne peut tirer d'un même tuyau toutes les notes de Fécbelle musicale, mais seulement des harmoniques du son fondamental. Ce résultat prouve que la colonne d'air contenu dans le tuyau se subdivise en parties aliquotes de plus en plus courtes, vibrant à l'unisson, c'est-à-dire qu'il y existe des nœuds également distants entre euï, où l'air ne vibre pas, mais subit seulement des variations continuelles de densité et de pression,, et des ventres^ où Tair vibre constamment, sans changer de densité ni de pression.

Aussi, si Ton ouvre un trou en regard des nœuds, le son est complètement changé, parce que la tranche d'air intérieure, se trouvant ^ la pression atmosphérique, prend une densité constante et se transforme en ventre.

La réflexion des ondes sonores sur le fond fait que dans les tuyaux fermés (bourdons) , le fond opposé à F embouchure est toujours un nœud, tandis qu'à la bouche se trouve constamment un ventre. Dans tout tuyau fermé, il y a donc au moins un nœud et un ventre ; c'est alors que le tuyau rend le son fondamental. La longueur du tuyau égale le quart de la longueur totale de Tonde sonore complète ; par conséquent, la hauteur du son est en raison inverse de la longueur du tuyau. Si l'on force le vent, le fond restant toujours un nœud et la bouche un ventre, la colonne d'air se subdivise en 8, 5, 7, 9,... parties, c'est-à-dire qu'elle donne les harmoniques impairs.

Dans les tuyaux ouverts, il y a toujours un ventre à chaque extrémité et au moins un nœud entre les deux ; on a alors le son fondamental, et la longueur d'onde complète est

220 PHYS10L0Gi£.

double de la longueur du tuyau. Si l'on force le vent, la colonne d'air se subdivise en 2, 3, 4, 5..., parties égales.

215. Le choc de Tair contre le biseau donne naissance au son; il produit un sifflement ou frôlement particulier, qu'on entend isolément quand il n'y a pas de tuyau adapté. Ce bruit est le mélange d'un grand nombre de sons discordants ; la cavité du tuyau vient renforcer, par résonnance, dans ce mélange de sons, ceux qui correspondent à ses sons propres. Ces derniers prennent alors une intensité supérieure à celle de tous les autres, qu'ils couvrent complètement ou bien incomplètement, lorsqu'on entend le frôlement de l'air à côté du son musical.

Dans les jeux d'orgue, on emploie autant de tuyaux qu'il y a de notes à produire ; chacun ne donne que le son propre. On a recours à divers artifices dans les instruments où Ton souffle par la bouche, et l'on parvient ainsi à produire les notes de la gamme : par exemple, dans la flûte, le tuyau sonore est percé de trous que les clefs ouvrent ou ferment. En regard de ces orifices, il y a des ventres dans la vibration de la colonne d'air du tuyau ; le musicien trouve de cette façon à sa disposition toute une série de tuyaux de longueurs différentes.

n. — Tuyaux a anche.

216. Dans ces tuyaux on place sur l'embouchure (rigole), représentée par un morceau de bois ou de métal creusé en forme de cuiller, de petites lames élastiques, appelées ancAe5 ou languettes (yXcuTrt?) , dont les vibrations ébranlent la colonne d'air. Un fil de fer, qu'on désigne sous le nom de rasette^ permet d'allonger ou de raccourcir la partie vibrante de la languette, c'est-à-dire d'augmenter ou de diminuer le nombre de ses vibrations. L'anche est adaptée au bout d'un

AVOtlSTlQUE. — IHSTH13HENTS DE MUSIQUE, 231

tuyau rectangulaire, qui est le porte-vent, dont le pied est fixe sur le sommier d'une soufflerie.

11 y a deux espèces d'anches. L'anche battante (fig. 82) est légèrement écartée des bords de la rigole, mais la fleûbilité lui permet de s'en rapprocher facilement et de la fermer. Dans Yanche libre (fig. 83), lalanguette, aulieu débattre

Fk. 83. — AncliebBttanleCj.

Sur les bords delà rigole, entre dans la rigole, sans toucher ses bords, de manière à osciller en dedans et en dehors. Leurs vibrations sont transversales et soumises aux lois qui régissent les verges élastiques, c'est-à-dire que leur nombre est en raison inverse du carré des longueurs et en raison directe des épaisseurs, quelle que soit la largeur. L'élasticité de ta substance exerce en outre une grande influence.

Les anches sont rigides par elles-mêmes, ou bien elles ne sont rigides que par tension, lorsqu'elles sont formées par des membranes élastiques. Les imes et les autres peu-

) T. Iimu paite-TCnt ; BCS, wn ula A, sir tipullo ippuic li risrll 'J R, rigoli;; AL. Iinpienoi F^, ri

ibouchuro (rigola) mniianUg ie l*vicli« V porio-yonl; VVS, pied.

332 PBTHOLOGTE.

Vient £11*6 simples ou doubles ; ces deruîëres laissent entra elles une fente, un ori6ce, par lequel s'échappe le courut d'ûr. La hauteur du son est d'autant plus grande, que cet orifice est plusétroitou piusroinl.

217. Le timbre de tuyaux h nnclie rii/ide dépend en partie de l'ancbe dont les vibrations engendrent le son, n partie du luyau qui joue le rôli? de caisse de résonnance.

Les anches libres, non munies d'un tube de résonnance, rendent un son slridentqui renferme une longue série d'harmoniques allant jusqu'à la vingiième et au delà. L'anche de la clannette est une anche battnnie; l'anche du hauUxnseï du basson est composée de deux lames courbes suivant leur laideur, limitant une ouverture elliptique: les deux Umea battent l'une contre l'autre en fonctionnant chacune comme l'ancbe simple.

Les tubes de résonnance (crirnets dbarnionie) associés ain anches renforcent considérablement ceux des harmoniques qui correspondent aux sons piopres de ces tuyanx. Dans l'orgue et l'harmonium, où le son est produit par le mouvement alternatif d'une anche iiiélalliqut- dont le» vibratiais ont une durée constante, le timbre dépend essentieUanait de la forme et de la nature du Luyau de résonnance. Parai lesinstnimentsdilsàbec, le tube cylindrique de la clarinede renforce principalement les harmoniques impairs , taoA que les tubes à forme conique (hautbois, basson) reDforcen assez uniformément tous les harmoniques. Enfin, dans les instruments dits à bocal (trompette, cor, etc.], dans lesqnds les lèvres du musicien remplissent te réle d'ancbes mesbraneuses, ta forme et l.i tension des lèvres de même qtw l'intensité du souille déterminent les sons qui pnooteA naissance, tandis que le timbre dépendde la nature da tajaB.

218. Les anches membraneuses ne sont pas employées dans les arts, mais ont été étudiées parles pbyndemet

les physiologistes (Biot, Cagniard-Latour, Mûller, Helmholtz, etc.). On les obtient en tendant une ou deux languettes élastiques organiques (caoutchouc, tissu artériel, etc.) sur l'extrémité supérieure d'un tube coupée suivant deux plans obliques ou horizontaux, de manière à ne laisser à l'air qu'une fente étroite. Les membranes disposées obliquement parlent plus facilement que les perpendiculaires à l'axe du tuyau.

Les lèvres humaines, dans le jeu des instruments à cuivre, remplissent le rôle d'anches membraneuses faiblement élastiques. Il en est de même de lèvres vocales du larynx.

219. Gomme les instruments à cordes, nous pouvons également distinguer trois éléments dans les instruments à vent; à savoir :

!• Vêlement moteur ou Yimpulseur: c'est le courant d'air qui arrive par le porte-vent (soufflerie ou bouche).

2** Vêlement résonnant, l'appareil de renforcement que Ton appelle tuyau sonore ; l'air renfermé dans le tuyau donne les harmoniques dû son produit à l'embouchure.

3' Vêlement vibrant. Pour les flûtes, ce rôle est réservé au courant d'air qui se brise contre le biseau. En effet, les recherches de Savart sur les liquides, et de Masson sur l'écoulement des gaz, ont prouvé que toutes les fois qu'un liquide s'échappe par un orifice étroit avec une vitesse suffisante, il se produit à l'orifice une succession de pulsations périodiques, et que le liquide, brisé contre le biseau, produit un mélange de sons faibles. La colonne d'air du tuyau en renforce quelques-uns par voie de résonnance.

Dans les tuyaux à anche, le courant d'air fait vibrer la languette ; ce mouvement vibratoire de l'anche donne naissance au son. Le mode de production de ce son trouve deux explications différentes. Suivant les uns (Savart, Biot, Masson), le son est dû à la périodicité de l'écoulement de l'air ;

224 PHYSlOLOGlt:.

là languette est soumise à une action purement mécanique; le son propre de Tanche est tout à fait accessoire et modiûe seulement, par son mélange, le son dû aux vibrations de lair. Suivant MûUer et quelques autres, il n'y a aucune raison d'admettre que les sons des anches simples proviennent des inlerruplions du courant d'air, ni que le châssis se ferme périodiquement pendant la vibration de la languette. Millier pense donc que les interruptions du courant d'air ne font que renforcer le son.

Helmhoitz partage l'opinion des premiers. Le son, dit-il, est produit par les secousses intermittentes imprimées à l'air à chaque vibration, lorsque l'anche lui ferme le passage, tout à fait comme dans la sirène. L'ouverture et la fermeture alternatives du canal de l'instrument transforment le courant d'air continu en mouvement alternatif périodique, qui peut se diviser en une série de vibrations simples. Avec le microscope à vibrations , Helmhoitz a constaté que Tanche exécute des vibrations simples tout à fait régulières. Aussi ne pourrai t>elle produii-e dans Tair qu'un son simple, et non un son complexe, si le mouvement vibratoire était en réalité directement produit par la vibration de Tanche.

Article IV. — Différences des instruments de musique.

220. En analysant les sons musicaux des divers instruments de musique, on reconnaît que les sons élémentaires qui composent un son quelconque diminuent d'intensité à mesure que la hauteur du son augmente. Cette diminution porte non-seulement sur le son fondamental, mais encore sur les harmoniques.

On remarque, en outi*e, que les harmoniques d'ordre im*

ACOL^STIQUE. — INSTRUMENTS DE MUSIQUE. 225

pair, c'est-à-dire la tierce, la quinte, la septième, etc., du son fondamental, s'entendent plus facilement que les harmoniques d'ordre pair, qui représentent des octaves.

Le nombre et le rang des harmoniques qui prennent naiasance dans une circonstance donnée ne présentent nécessairement rien de fixe; il y a, sous ce rapport, une variété extrême qui produit précisément la diversité des timbres. Helmholtz explique de la manière suivante les différents caractères du timbre de divers instruments :

V Des sons simples, comme ceux des diapasons associés à des tuyaux résonnants, ceux des grands tuyaux bouchés de l'orgue, présentent beaucoup de douceur, de charme, n'ont aucune dureté, mais ils manquent d'énergie et sont sourds dans les régions graves.

2*^ Les sons accompagnés d'une série d'harmoniques graves de moyenne intensité, jusqu'au sixième environ, sont pleins et d'un bon emploi en musique, (comparés aux sons simples, ils ont quelque chose de plus riche^ de pins fourni, et sont cependant parfaitement harmonieux et doux^ tant que les harmoniques supérieurs font déftiut. A cette catégorie appartiennent les sons de piano, des tuyaux ouverts de l'orgue, les sons faibles et doux de la voix humaine et du cor, ces derniers formant la transition du côté des sons munis d'harmoniques élevés, tandis que les llùtes et* les jeux de flûtes, avec peu de vent, se rapprochent des sons simples.

3° Quand les sons partiels impairs existent seuls, coimne dans les petits tuyaux bouchés d(^ l'oij^Mie, les coidrs de piano pincées au nûlieu et la clarinette, le son |)rend un caractère creux et même nasillard^ pour nn grand nombre d'harmoniques.

V Si le son fondamental domine, le timbre est ])lein ; il est vide ti\x contraire, -si l'intensité du son fondamental ne

MANDL. — Larynx. î'^

remporte pas suffisamment sur celle des harmoniques. Ainsi le son des grands tuyaux ouverts de l'orgue est plus plein que celui des petits tuyaux de même nature ; le son des cordes est plus plein lorsqu'elles sont ébranlées par les marteaux du piano que lorsqu'elles sont frappées avec un morceau de bois ou pincées par les doigts ; le son des tuyaux à anche associés à des appareils résonnateurs appropriés est plus plein que celui des mêmes tuyaux sans caisses résonnantes.

b° Quand les harmoniques supérieurs, à partir du sixième ou du septième, sont très-nets, le son devient aigu et dur, parce que les harmoniques supérieurs font des dissonances entre eux. Le degré de mordant peut varier ; avec pne faible intensité, les harmoniques supérieurs ne diminuent pas essentiellement la possibiUté de l'emploi musical du son ; ils augmentent au contraire le caractère et la puissance d'expression de la musique. Dans cette catégorie figurent, avec une importance particulière , les sons des instruments à archet, puis la plupart des instruments à anche, le hautbois, le basson, l'harmonium, la voix humaine. Les sons durs et éclatants des instruments de cuivre sont extraordinairement pénétrants, et, par suite, donnent l'impression d'une grande puissance, à un plus haut degré que les sons de métne hauteur, mais d'un timbre doux. Aussi conviennent-ils peu par eux-mêmes à la musique de chambre, mais ils sont d'un grand effet à l'orchestre.