LUTHERIE AMATEUR

Bonsoir,
Je suis un élève en première S et avec des amis nous faisons un travail personnel encadré dans le cadre de notre scolarité (sorte de gros exposé), à propos de la variation du son du violon en fonction des bois qu'il rencontre. Étant tombé par hasard sur votre site j'aurais voulu savoir si vous pourriez participer à mon TPE en m'aidant sur un point qui me pose problème.
Dans le violon (et dans la majorité des instruments acoustiques ayant une caisse de résonance), la table d'harmonie est faite en Épicéa (arrêtez moi si je me trompe), l'épicéa est un bois qui structurellement est assez simple avec des trachéides dans lesquelles le son peut circuler sans problème (c'est ce qu'on en a déduit), la vitesse de propagation du son dans l'épicéa étant de 6900 m.s-1.
Néanmoins le son lorsqu'il traverse un milieu très dense se propage à une vitesse plus élevée, l'épicéa est considéré comme ayant une densité faible.
Alors pourquoi sa vitesse de propagation du son est élevée, avons nous vu juste ?

Par ailleurs le chêne qui est un bois très dense n'est pas utilisé en lutherie alors que pourtant on aurait pu penser que sa vitesse de propagation du son est élevée.

De plus l'érable, utilisé pour le fond des violons est un bois qui au contraire absorbe le son.
Pourquoi, alors que la densité de l'érable est supérieur à celle de l'épicéa ?!

Je ne sais pas si vous aurez la possibilité de m'aider, en tout cas merci.
Alfian

Bonjour Alfian et bienvenue sur le forum. Un petit détour par la case "présentations" dans le trombinoscope dans Bla bla serait sympa.
Concernant tes questions, malgré le fait d'être violoniste, je ne pourrais pas te répondre, trop technique pour moi Mais je ne pense pas que le son ne soit qu'une histoire de densité...

Pardon, ça y est j'ai posté ma présentation.

Alfian a écrit : Dans le violon (et dans la majorité des instruments acoustiques ayant une caisse de résonance), la table d'harmonie est faite en Épicéa (arrêtez moi si je me trompe), l'épicéa est un bois qui structurellement est assez simple avec des trachéides dans lesquelles le son peut circuler sans problème (c'est ce qu'on en a déduit), la vitesse de propagation du son dans l'épicéa étant de 6900 m.s-1.
Néanmoins le son lorsqu'il traverse un milieu très dense se propage à une vitesse plus élevée, l'épicéa est considéré comme ayant une densité faible.
Alors pourquoi sa vitesse de propagation du son est élevée, avons nous vu juste ?

Il faut garder à l'esprit que le chaque élément d'un violon joue un rôle dans la production du son, il faut donc déjà en appréhender le principe acoustique avant de se lancer dans des raccourcis hasardeux. Le principe exposé après est simplifié et n'hésitez pas à me reprendre si je dis des conneries :mrgreen:
- L'archer en frottant la corde produit une vibration (un son donc)
- La vibration est transmise au chevalet puis transmise à la table d'harmonie via les deux pieds du chevalet
- Le rôle de la table d'harmonie est de transmettre cette vibration à l'ensemble de la caisse et de mettre en mouvement le volume d'air de la caisse afin d'amplifier (ce n'est qu'un des rôles de la table) ce fameux son.
- La barre d'harmonie placée approximativement sous le pied des graves va développer les fréquences basses du violon
- L'âme du violon sous l'autre pied reliant la table au fond a à la fois un rôle structurel car il soutient la structure du violon mais favorise également les aigus.
- le fond à un pour rôle de projeter le son et de le faire rayonner vers l'extérieur de la caisse via les ouïes de la table d'harmonie.

Le rôle de la table est donc d'entrer en vibration pour mettre en mouvement l'air à l’intérieur de la caisse. On pourrait y mettre n'importe quel bout de bois si on voulait en faire un meuble ou bibelot, sauf que le but du jeu est d'obtenir un son mélodieux, avec une certaine richesse harmonique, une certaine nervosité, une certaine durée de note, une certaine enveloppe, ...
Tout ces paramètres sont gérés par les propriétés mécaniques des bois utilisés, le sens de la fibre, le volume d'air en mouvement et tout un tas d'autres paramètres comme la qualité des assemblages, le vernis, ...

Concernant l'épicéa utilisé pour les table, il l'est car c'est le matériau ayant le meilleur rapport qualité acoustique / poids résistance avec une certaine dureté (relative), une très bonne souplesse et une grande légèreté.
Pour l'érable, c'est le bois qui a les meilleures qualités acoustiques. Certains instruments anciens possèdent des fonds en peuplier, le saule, le noyer et même certains arbres fruitiers mais on a pas trouvé mieux que l'érable.

Benjamin Elie. Caractérisation vibratoire et acoustique des instruments à cordes - Application
à l'aide à la facture instrumentale. Acoustics. Université du Maine, 2012. French.
https://hal.archives-ouvertes.fr/file/i ... n_Elie.pdf

Et même là, vous ne serez pas plus avancé car il y a également des notions de psycho-acoustique c'est une autre histoire :mrgreen:

Alfian a écrit : Par ailleurs le chêne qui est un bois très dense n'est pas utilisé en lutherie alors que pourtant on aurait pu penser que sa vitesse de propagation du son est élevée.

J'imagine qu'en 400 ans de facture de violon, si ce bois n'a pas été retenu, c'est qu'il ne devait pas faire l'affaire. Je rappel une fois de plus qu'un violon n'est pas une horloge comtoise comme expliqué plus haut

Alfian a écrit : De plus l'érable, utilisé pour le fond des violons est un bois qui au contraire absorbe le son.
Pourquoi, alors que la densité de l'érable est supérieur à celle de l'épicéa ?!

Je ne sais pas si vous aurez la possibilité de m'aider, en tout cas merci.
Alfian

Voir l'explication plus haut

En fait la table ne fait pas que mettre en vibration l'air contenu dans le corps, mais également fait office de "haut parleur" en projetant les ondes vers l'extérieur. C'est une membrane qui projette les ondes vers l'extérieur et l'intérieur. Les ouies permettent donc aux ondes de sortir du corps pour aller vers l'extérieur. La table se doit donc d'être souple et résistante vu que c'est elle qui vibrera avec l'amplitude la plus forte...

Je ne suis pas sûr du tout que l'affirmation matériau dense=propagation rapide du son soit valable avec un matériau anisotrope comme le bois. Par ailleurs l'épicéa, et plus généralement les résineux, a la particularité d'être constitué de fibres dures et lourdes (le bois d'été) et de fibres "spongieuses" et légères (le bois de printemps) le son se propage le long des cernes de bois d'été. Demande-toi à quelle vitesse il se propage dans d'autres bois, elle est le plus souvent inférieure à celle qu'on a avec l'épicéa.

J'y connais rien mais ce que je lis c'est que:

module d'élasticité élevé et densité faible => vitesse du son élevée

Ce qui répond à la question, en trois lignes… :siffle:

On se fout de la vitesse de propagation des ondes dans la matière. Ici, la table fonctionne comme une membrane, et le bois permet "juste" d'avoir une élasticité/résistance différente dans le sens de la sollicitation maxi (parallèlement aux cordes) et perpendiculairement à celle-ci.
Le principal avantage mécanique de l'épicéa, dans le cas qui nous intéresse, c'est d'avoir une anisotropie forte. En plus, il est facile à travailler et bouge moins que d'autres trucs, comme le chêne sus-cité.
Pour de la simulation, il faudra regarder du côté des fonctions "coques".

Pardonnez mon absence, je viens de lire vos messages et je vais essayer de raisonner dans la bonne direction.
Je pense que l'utilisation de l'épicéa est du en priorité au fait que c'est un bois de la famille des résineux possédant une structure moins complexe que les autres bois de type feuillus.

Par ailleurs j'ai appris de la part de mon luthier, que lors de la fabrication du violon les luthier passent de la silice afin de boucher les pores du bois afin que le vernis ne puissent passer dedans.
J'ai supposé que ces fameux pores sont les canaux résinifère radiale étant donné que dans l'axe tangentielle au niveau microscopique se sont les seules pores que j'ai trouvé.
Est-ce les bon pores.
Merci de vos réponses encourageantes !

Rasoir d'Ockham !!

Ne cherche pas des explications compliquées et ronflantes. Le plus simple prévaut et est généralement l'explication.
Les résineux sont plus anisotropes que les feuillus. Le bouche pore simplifie l'étape de vernissage. C'est tout.

Bienvenu Alfian ...

Le message d'accueil de la B.R.A.B va bientôt arriver dans ta boîte à MP ... :mrgreen:

Ta présentation dans le Trombinoscope de la section Bla Bla est la prochaine étape ... :app:

docteur.bondage a écrit :Rasoir d'Ockham !!

Ne cherche pas des explications compliquées et ronflantes. Le plus simple prévaut et est généralement l'explication.
Les résineux sont plus anisotropes que les feuillus. Le bouche pore simplifie l'étape de vernissage. C'est tout.

+10
et encore, sur de l'epicea, aucun besoin de boucher les pores.