Bouches artificielles asservies : étude de nouveaux outils pour l'analyse du fonctionnement des instruments à vent

Didier Ferrand (1) , Thomas Hélie (2) , Christophe Vergez (1) , Baptiste Véricel (2) , René Caussé (2)

1 LMA - Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille]
2 STMS - Sciences et Technologies de la Musique et du Son

Depuis quelques décennies, l'utilisation de bouches artificielles en acoustique musicale s'est généralisée. Ces dispositifs expérimentaux ont déjà permis de nombreuses avancées dans la compréhension du fonctionnement des instruments à vent. Mais leur principale qualité qui est de figer les paramètres de contrôle (PC) de l'instrument pour des mesures maîtrisées, est également source de limitations. Nous proposons de lever ces restrictions tout en conservant la maîtrise des paramètres de contrôle (PC) grâce à des actionneurs asservis. Pour cela, nous utilisons des techniques standard de l'automatique. Une boucle de contrôle est formée en associant: (1) un capteur qui mesure la valeur de la variable (PC) à contrôler, (2) un système dit "correcteur", c'est-à-dire, un algorithme qui en fonction de l'écart entre mesure et consigne génère une commande adaptée, et (3) un actuateur, organe piloté par la commande qui agit directement ou indirectement sur la variable (PC) à contrôler. Nous présentons les premiers résultats d'expériences permises par deux bouches artificielles spécialisées qui ont été ainsi "robotisées": l'une est adaptée aux instruments à anches ou à bec, et l'autre aux cuivres (grâce à des lèvres artificielles capables d'auto-osciller). Dans ces expériences, une ou plusieurs variables sont asservies sur des consignes statiques ou lentement variables qui peuvent être: le débit ou la pression d'air alimentant la bouche, la position de la bouche qui permet de gérer l'appui des lèvres sur l'embouche, volume d'eau dans les lèvres artificielles, etc. L'étude proposée ici se focalise sur l'évaluation de la qualité du contrôle obtenu en termes de précision, reproductibilité et robustesse. Elle permet de valider pertinence de cette approche (à ce stade, pour des consignes lentement variables). Il s'agit donc d'un premier pas vers une reproduction artificielle des moyens de contrôle dont dispose le musicien sur son instrument.

Mots clés: Bouche artificielle; Asservissement; Contrôle; Instrument à vent

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]; Acoustique [physics.class-ph]

Didier Ferrand, Thomas Hélie, Christophe Vergez, Baptiste Véricel, René Caussé. Bouches artificielles asservies : étude de nouveaux outils pour l'analyse du fonctionnement des instruments à vent. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00550907⟩