Naissance des oscillations dans les instruments de type clarinette à paramètre de contrôle variable

par Baptiste Bergeot (Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Maine)

Jeudi 10 Octobre 2013 à 15h

Salle de Visio-Conférence, ETNA, Université du Maine, Le Mans

Ce travail de recherche est une contribution à l’étude des transitoires d’attaque dans les instruments auto-oscillants de type clarinette. L’objectif principal est d’analyser le comportement de l’instrument en réponse à une variation lente et linéaire de la pression dans la bouche du musicien.

Dans des simulations numériques ou des expériences in vitro, lorsque la pression dans la bouche du musicien varie lentement et linéairement dans le temps, on observe en général l’apparition du son lorsque la pression dans la bouche atteint une valeur, appelée « seuil d’oscillation dynamique », supérieure au seuil d’oscillation statique théorique. L’apport principal de ce travail est d’interpréter ce phénomène par la présence d’un retard à la bifurcation.

L’approche analytique est privilégiée. La contribution majeure de ce doctorat est de comprendre les fondements de la théorie de la bifurcation dynamique et de s’inspirer de la méthodologie pour étudier le retard à la bifurcation dans un modèle de clarinette simple et bien connu (le modèle dit “de Raman”). Les propriétés du seuil dynamique d’oscillation sont ainsi reliées aux caractéristiques de la variation temporelle de la pression dans la bouche que sont sa valeur initiale et sa pente. L’une des caractéristiques notoires du retard à la bifurcation se révèle être sa grande dépendance au bruit, même si ce dernier provient des erreurs d’arrondi de l’ordinateur. Les propriétés du seuil dynamique changent selon que le bruit peut être ignoré ou non.

Nous montrons ensuite expérimentalement à l’aide d’une bouche artificielle et d’une clarinette de laboratoire que le retard à la bifurcation n’est pas qu’un phénomène numérique. Il est ainsi non seulement mis en évidence expérimentalement, mais ses propriétés sont également étudiés et comparées avec celles obtenues dans le cas numérique.

Jury

Jean KERGOMARD, Directeur de Recherche, LMA (Marseille) Rapporteur

Cyril TOUZÉ, Professeur de l’ENSTA – ParisTech, ENSTA (Paris) Rapporteur

Benoît FABRE, Professeur des Universités, LAM – UPMC (Paris) Examinateur

Thomas HÉLIE, Chargé de Recherche, IRCAM (Paris) Examinateur

Jean-Pierre DALMONT, Professeur des Universités, LAUM (Le Mans) Examinateur

Bruno GAZENGEL, Professeur des Universités, LAUM (Le Mans) Directeur de thèse

Christophe VERGEZ, Chargé de Recherche (HDR), LMA (Marseille) Co-directeur de thèse

André ALMEIDA, Maître de Conférences, LAUM (Le Mans) Co-encadrant de thèse

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