Caractérisation et design des trous de registre du saxophone

1. Présentation du sujet
Pour les instruments à anche, le trou de registre est à la fois le trou de plus petit diamètre et situé au plus proche du bec. Lorsqu’il est ouvert, il doit permettre au musicien de passer d’une fréquence de jeu f1 proche de celle du premier mode du résonateur (premier registre), à une fréquence de jeu f2 proche du deuxième mode du résonateur (deuxième registre). Pour le saxophone et les instruments coniques, l’ouverture du trou de registre permet d’octavier, contrairement à la clarinette et aux instruments cylindriques qui jouent des intervalles de douzième. Les instruments de la famille du saxophone possèdent la particularité d’avoir deux trous de registre. Le trou le plus bas permet d’octavier les notes graves (du ré au sol♯), le trou le plus haut permet d’octavier les notes plus hautes que le sol♯. Dans quelle mesure ce recours à deux trous plutôt qu’un seul est-il nécessaire ? Pour répondre à cette question, deux paramètres seront étudiés : la facilité de jeu et la justesse. Ces paramètres s’évaluent sur un ensemble de notes, et un ensemble de configurations de jeu (forte, piano, embouchure ferme ou relâchée, etc.).

2. Objectifs
Ce stage consiste à caractériser expérimentalement le fonctionnement du deuxième registre du saxophone. On utilisera des modèles numériques de saxophone basés sur la physique dans toutes les étapes du projet : du prototypage au traitement des résultats, en passant par la définition du protocole expérimental. Une démarche d’optimisation sera enfin menée pour trouver un ensemble de compromis entre facilité de jeu et justesse du deuxième registre.

Les principales étapes du projet sont les suivantes : — Premièrement, un prototype modulaire de saxophone sera réalisé par impression 3D et usinage. Celui-ci sera composé de plusieurs corps coniques emboîtables et remplaçables. Les corps du haut seront percés radialement pour accueillir les trous de registre. Les corps du bas seront des cônes tronqués de différentes longueurs, permettant de jouer des notes différentes. Une proposition de prototypage est représentée en Figure 1. Les prototypes seront réalisés à partir de mesures d’impédance d’entrée d’un instrument réel et de simulations par modèle physique de saxophone. — Une fois les prototype réalisés, des mesures quantitatives de jouabilité et de justesse du deuxième registre seront mises en œuvre sur une bouche artificielle. Les mesures seront réalisées pour différents diamètres du trou de registre, ainsi que pour différentes valeurs de longueur totale de saxophone (c’est-à-dire la note jouée). — En parallèle, un jumeau numérique de l’expérience sera réalisé. Une base de donnée pourra être constituée, à partir de données géométriques, de para- mètres modaux, et de résultats numériques sur la facilité de jeu. On cherchera ainsi à déterminer les attributs géométriques ou modaux les plus influents sur la facilité de jeu.

3. Durée du stage
Ce stage débutera au deuxième semestre de l’année universitaire 2024/2025, pour une durée équivalente à un stage de Master 2
4. Contexte du stage
Ce stage aura lieu dans le cadre du laboratoire commun Liamfi (Laboratoire Interface Acoustique Musicale et Facture Instrumentale), structure de collaboration entre Buffet Crampon et le Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique de Marseille.
5. Lieu du stage
Le stage aura lieu au Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique, Aix Marseille Univ., CNRS, Centrale Med, LMA UMR7031, 4 impasse Nikola Tesla, 13453 Marseille Cedex 13.
Des déplacements à l’usine de Buffet Crampon (5 Rue Maurice Berteaux, 78711 Mantes-la-Ville) pourront être envisagés.
6. Gratification
Le stage est gratifié au taux de 4,35€/h.

7. Encadrement
Ce stage sera co-encadré par :
— Nathan Szwarcberg, doctorant en troisième année de thèse Cifre avec Buffet Crampon (nathan.szwarcberg@buffetcrampon.com),
— Tom Colinot, ingénieur-chercheur chez Buffet Crampon (tom.colinot@buffetcrampon.com),
— Christophe Vergez, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique (vergez@lma.cnrs-mrs.fr),
— Michaël Jousserand, directeur RDI chez Buffet Crampon.

8. Candidature
Vous pouvez soumettre votre candidature en envoyant un mail aux trois premiers encadrants. N’hésitez pas à candidater si :
— vous êtes étudiant·e en Master 2 ou équivalent, avec de bonnes connaissances en acoustique, CAO, acoustique des instruments de musique, traitement du signal, mécanique générale, musique ;
— vous aimez expérimenter et savez prendre les précautions nécessaires à l’obtention d’une bonne mesure. Vous adoptez un regard critique vis-à-vis d’un résultat ;
— vous savez coder en Matlab.