La facture instrumentale, si traditionnelle soit-elle, ne boude pas le regard du scientifique. Même si la recherche dans ce domaine reste encore très discréte vis à vis du grand public, elle n'en est pas moins très présente et très active en France comme un peu partout dans le monde.

Cet article de vulgarisation scientifique est le premier d'une longue liste que je souhaite vous présenter régulièrement sur laguitare.com afin de vous informer des différents projets et travaux qui ont vu ou qui vont voir le jour.

Ce sera le cas, par exemple, du projet PAFI (Plateforme modulaire d'Aide à la Facture Instrumentale) qui "propose une démarche partenariale ambitieuse et totalement originale entre des laboratoires de recherche, un pôle national d'innovation des métiers de la musique et un collectif d'artisans-luthiers agissant au nom d'associations professionnelles de la facture instrumentale, représentatif du tissu des micro-entreprises françaises".

Coordonné par L'ITEMM, ce projet est le fruit de la collaboration de Vincent Doutaut du pôle de l'innovation de l'ITEMM, Jean-Marie Fouilleul, artisan luthier et François Gautier, Acousticien au LAUM (Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine). A suivre prochainement sur lagiutare.com...

Tous ces projets ont pour objectif d'offrir aux luthiers et fabricants, des outils de mesures et d'analyses leur permettant d'avoir un autre regard et peut être une autre approche sur les matériaux utilisés et la façon dont ils interviennent dans la conception d'un instrument. Que le but soit d'innover ou de mieux comprendre, ce travail de collaboration entre scientifiques et luthiers est une aventure passionnante que je vais tenter de relayer auprès de vous.

Le présent article concerne la rencontre d'Alex Boudreau, ingénieur en traitement de signal et de Benoît Lavoie, jeune luthier québécois qui présentent une étude acoustique qui tente de mesurer l'insentisté sonore (décibels) de deux types de guitares (archtop et flat-top) dans trois conceptions différentes.

Ces mesures ont été réalisées à l'aide de l'outil Itrack de la société canadienne Soft db dont Alex Boudreau est un des associés.

Avant de rentrer dans le détail de l'étude, voici comment fonctionne l'outil Itrack dont les champs d'application sont :

- Réduction du bruit industriel;

- Acoustique architecturale;

- Conception Vibro-acoustique.

L'Itrack, en photo ci-contre est composé de :

- Sonde d'intensité équipée du système de repérage spatial, de boutons de contrôle et d'indicateurs;

- Caméra USB haute vitesse (utilisée pour le repérage spatial et l'image d'arrière plan);

- Ordinateur portable robuste avec carte DSP intégrée et logiciel I-Track installé;

- Logiciel I-Track additionnel pour l'utilisation des fonctions de post-traitement;

- Caisson de transport robuste.

Comme vous pouvez le voir sur les photos ci-dessous, des images acoustiques donnent une représentation de l'intensité en décibels d'une source sonore à travers un jeu de couleurs.

Voyons maintenant comment l'itrack a été utilisé pour la guitare :

La mesure est basée sur l’utilisation d’une sonde d’intensité acoustique couplée à un système de positionnement 3D et d'une caméra. Pendant la mesure, un actionneur vibratoire est attaché au pont de la guitare, ce qui permet de générer un son d’un manière contrôlé (photo ci-dessus à gauche).

Le dispositif, qui est en fait un actionneur inertiel, ressemble à un haut-parleur sans cône. Ce système est excité par un générateur de bruit blanc et un simple amplificateur audio. (Un bruit blanc est une réalisation d'un processus aléatoire dans lequel la densité spectrale de puissance est la même pour toutes les fréquences. NDLR)

Une fois la guitare en vibration, la sonde d’intensité est utilisée pour balayer la surface de la table d’harmonie. Lors du balayage, l’instrument de mesure enregistre l’intensité sonore ainsi que la position pour chaque point de mesure.

La sonde est à environ 7.5 cm au-dessus de la table d’harmonie. Donc, seul le champ sonore proche est mesuré.

Ce type de mesure permet d’obtenir de l’information sur le son propagé par l’instrument mais l’interprétation des images doit être réalisée avec un certain sens critique.

L' image, en haut à droite, présente un schéma de la caméra ainsi que tous les points de mesures au-dessus de la table d’harmonie pour une mesure d’image.

Représentation de la mesure.

Après la mesure, un logiciel d’analyse sur PC construit une image acoustique à partir des données enregistrées pendant le balayage.

Puisqu’un bruit blanc est utilisé pour exciter la guitare, une analyse spectrale peut être réalisée pour isoler une fréquence spécifique ou un groupe de fréquences. Par exemple, la figure ci-dessus montre une image pour la bande de 1/3 d’octave à 125 Hz (Si grave sur la corde de Mi) pour une guitare archtop de conception traditionnelle.