DANS QUELLE MESURE LA MATIÈRE ET LA STRUCTURE DE LA CORDE DE GUITARE ONT-ELLES UNE INFLUENCE SUR LE SON PERÇU ?
1. EXPÉRIMENTATION
Pour essayer d’apporter une réponse à cette question, nous avons fait plusieurs expériences d’enregistrement.
Pour cela nous avons utilisé plusieurs outils, à savoir un microphone, un ordinateur possédant les logiciels Analog et Audacity, un diapason, et bien sûr une guitare folk électro-acoustique sur laquelle nous avons monté trois types de cordes différents mais de même fréquence (cordes en nylon, en acier plaqué nickel et en bronze-phosphore). Nous avons ensuite procédé à plusieurs enregistrements :
• Nous avons tout d’abord procédé à l’enregistrement du «La» du diapason, qui nous a servi de «témoin» pour comparer les sons obtenus par les cordes avec un son pur.
• Puis nous avons enregistré la même note avec la corde en nylon, la corde en acier plaqué nickel et la corde en bronze-phosphore, après avoir accordé la guitare pour être sûrs que la fréquence soit la même pour chaque son joué.
• Nous avons ensuite analysé les spectres de chaque son obtenu (ci-dessous) afin de voir si l’on pouvait y observer des modifications qui pourraient justifier le changement de sonorité d’une corde à l’autre.
Nous allons maintenant vous présenter les résultats que nous avons obtenus en tracant les spectres des sons joués avec les trois types de corde.
2. MODIFICATION DU SON PAR LA MATIÈRE
Nous avons donc enregistré, avec chaque corde, un «La» de fréquence 440 hz sur le logiciel Audacity. Voici les différents spectres que nous avons obtenu :
Corde en acier plaqué nickel :
» Écouter le son plaqué nickel
Corde en bronze-phosphore :
» Écouter le son bronze-phosphore
» Écouter le son bronze-phosphore
Corde en nylon :
» Écouter le son nylon
» Écouter le son nylon
Nous pouvons tout d'abord vérifier que la composition du son produit correspond effectivement au modèle cité précédemment. En effet, on remarque que tous les pics situés après le premier (son fondamental) ont une fréquence qui est un multiple de la fréquence du son fondamental.
Exemple pour la corde en acier plaqué nickel :
On prend la fréquence du son fondamental (440 Hz) et on la multiplie par deux, trois et quatre. On obtient alors 880 Hz, 1320 Hz, 1760 Hz, c'est-à-dire les fréquences des harmoniques 2, 3 et 4.
Nous pouvons également remarquer des points communs entre ces trois spectres :
• Ils ont tous une structure globale comparable, avec des pics d’intensité de moins en moins importants pour une fréquence croissante.
• Le premier pic (le son fondamental) a une fréquence d’environ 440 Hz et les fréquences des autres pics (qui représentent les harmoniques) sont des multiples de cette fréquence.
Nous pouvons en revanche remarquer également des différences entre ces spectres :
• Tout d’abord, on remarque que, pour une fréquence élevée, les pics d’intensité des différents spectres ne sont pas tous aussi marqués. Exemple : Pour le spectre de la corde en acier plaqué nickel, on remarque, pour la fréquence f=1100 Hz, que l’harmonique a une intensité d’environ -77dB alors que pour la même fréquence, l’harmonique de la corde en bronze-phosphore est d’environ -87 dB. Pourtant, l’intensité de la note fondamentale est quasiment égale, ce qui signifie que cette différence ne dépend pas de la force avec laquelle on a pincé la corde.
• De plus, on remarque une énorme différence entre les spectres des deux cordes en métal et le spectre de la corde en nylon. En effet, pour les cordes en métal, la «forme» des spectres est très largement différente de celle du spectre la corde en nylon car sur ce dernier, on remarque qu’il n’y a presque pas de «coupures» entre les différentes harmoniques, comme si les creux entre elles étaient remplis. C’est sans doute ce qui confère à la corde en nylon un son plus riche et plus «rond» à l’audition.
• On remarque également des différences au niveau des harmoniques. Pour les cordes en bronze-phosphore et en acier plaqué nickel, elles sont plutôt ressemblantes, c’est-à-dire qu’aucune harmonique ne prend le dessus. Les harmoniques paires et impaires sont quasiment représentées dans les mêmes proportions. À l’inverse, on observe que les harmoniques impaires de la corde en nylon ont une intensité globalement beaucoup moins importante que les harmoniques paires, ce qui donne à la corde un son plus «chaud» et agréable comme expliqué précédemment.
3. MODIFICATION DU SON PAR LA STRUCTURE
Nous avons vu précédemment que la fréquence fondamentale de vibration de la corde de guitare peut être calculée grâce à la relation suivante :
Avec :
L : longueur de la corde (en m)
T : intensité de tension de la corde (enN)
μ : masse linéaire de la corde (en kg/m)
Nous pouvons donc en déduire que la fréquence fondamentale de vibration de la corde dépend de la masse linéaire de la corde (μ en kg/m), de la force avec laquelle on tend la corde (T en N) et de la longueur de la corde (L en m).
Nous pouvons également en déduire les influences suivantes de chacun de ces facteurs :
• Plus la corde est légère (diamètre plus failbe = μ plus faible), plus la fréquence fondamentale de vibration de la corde est élevée, c’est-à-dire plus la note est aigue.
• Plus la corde est tendue (plus T est élevée), plus la fréquence fondamentale de vibration de la corde est élevée.
• Moins la corde est longue (plus L est faible), plus la fréquence fondamentale de vibration de la corde est élevée.
Il existe plusieurs types de structure pour une corde de guitare. On a tout d’abord la corde monofilament, qui est en général utilisée pour les notes aigues (les deux ou trois premières cordes de la guitare). Sa structure est très simple :
Il existe également une autre structure pour la corde de guitare, la corde filée. Sa structure est la suivante :
Afin de savoir si les différences observées entre les spectres précédents sont entraînées par la différence de structure des cordes, nous avons réalisé l'enregistrement d'une même note avec deux cordes de même matériau (bronze-phosphore) mais de structures différentes. Voici les spectres que nous avons obtenus :
Spectre du son produit par la corde filée :
» Écouter le son de la corde filée
Spectre du son produit par la corde monofilament :
» Écouter le son de la corde monofilament
» Écouter le son de la corde monofilament
On observe qu'il n'y a pas de différences flagrantes entre les deux spectres. Il y a bien sûr de petites variations d'intensités aux différentes fréquences mais elles restent minimes. On peut donc en déduire que la structure de la corde (filée ou monofilament) n'a pas d'influence notable sur le son produit par la corde de guitare.