Cette thèse traite des différents régimes d'oscillation des instruments de la famille des cuivres. On étudie en particulier la manière dont le musicien contrôle et sélectionne ces régimes. L'association d'un instrument, des lèvres et de la bouche d'un musicien forme un système dynamique complexe. Le couplage non linéaire entre les modes mécaniques des lèvres et les modes acoustiques de la colonne d'air de l'instrument peut, selon les paramètres, mener à un régime stationnaire, à des auto-oscillations périodiques de différentes fréquences, ou a des oscillations quasi-périodiques. Le contrôle musculaire sur les lèvres et sur la pression dans la bouche permet à un musicien entraîné de choisir le régime d'oscillation souhaité.
Encadrement
-* Directeur : C. VERGEZ
-* Co-directeur : J. GILBERT
Jury
-* José ANTUNES Principal Researcher, ITN, Sacavém, Portugal Rapporteur
-* Jean-François PETIOT Professeur, Ecole Centrale de Nantes Rapporteur
-* Murray CAMPBELL Professor, University of Edimburgh, Scotland Examinateur
-* Vincent FREOUR Research Engineer, Yamaha, Iwata, Japan Examinateur
-* Christophe VERGEZ Directeur de Recherche CNRS, LMA, Marseille Directeur de thèse
-* Joël GILBERT Directeur de Recherche CNRS, LAUM, Le Mans Co-directeur de thèse
-* Marthe CURTIT Ingénieur de recherches, ITEMM, Le Mans Invitée
Résumé
Deux approches sont proposées pour mieux comprendre les conditions d’émergence des différents régimes de l’instrument et leur contrôle par le musicien. D’une part, on étudie un modèle physique de cuivre, qui consiste en une valve lippale à 1 degré de liberté couplée non linéairement à une expression modale de l’impédance d’entrée de l’instrument. Les seuils d’apparition et les caractéristiques de différents régimes d’oscillation de ce modèle sont étudiés à l’aide de plusieurs outils de dynamique des systèmes : l’analyse de stabilité linéaire, la simulation numérique et l’équilibrage harmonique. L’objectif sous-jacent est d’estimer la capacité de ce modèle à reproduire le comportement de l’instrument qu’il modélise. Un dispositif expérimental est également développé, dans le but de mesurer simultanément plusieurs paramètres de jeu employés par un musicien en même temps que la réaction de l’instrument.
Les résultats des différentes approches permettent de mieux comprendre les comportements liés aux régimes d’oscillation des cuivres. Les mesures réalisées sur plusieurs musiciens donnent les plages de variation des différents paramètres de contrôle mesurés. Les résultats des méthodes d’analyse du modèle se complètent. Elles donnent à la fois une vision globale de l’apparition de certains régimes oscillants du modèle d’instrument, et des informations plus détaillées sur certains points de fonctionnement. Certaines situations de jeu particulières sont étudiées plus en détail, notamment la note pédale du trombone, l’influence de l’utilisation d’une sourdine passive ou active sur celle-ci et la nature des sons multiphoniques.