Olivier LACHAMBRE - Lionel LACASSIN - 11 Février 2003

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1 Olivier LACHAMBRE - Lionel LACASSIN - 11 Février 2003
Conception d’un Xylophone Olivier LACHAMBRE - Lionel LACASSIN - 11 Février 2003

2 Plan I -ELEMENTS D’ACOUSTIQUE MUSICALE 1 - La gamme occidentale
2 - Le timbre des voix et instruments 3 - La perception des sons 4 - Les différentes types de vibraphone II -THEORIE MECANIQUES ET ACOUSTIQUE DU XYLOPHONE 1 - Théorie mécanique 2 - Rayonnement sonore III -MESURES ET EXPERIENCES 1 – Matériel utilisé 2 - Vibration des poutres à section carré 3 - Vibration des poutres à section rectangulaire IV -REALISATION DU XYLOPHONE 1 - Choix et réalisation 2 – Tests

3 I – Eléments d’acoustique musicale

4 I - Eléments d’acoustique musicale
La gamme occidentale x 2(1/12) 261,6 Hz 277,2 Hz 293,7 Hz 329,6 Hz 349,2 Hz 392,0 Hz 493,9 Hz 523,3 Hz 311,1 Hz 370,0 Hz 415,3 Hz 466,2 Hz Do Do # Ré Mi Fa Sol La Si Ré # Fa # Sol # La # 440,0 Hz x 2

5 I - Eléments d’acoustique musicale
Le timbre des voix et des instruments La richesse des harmoniques détermine le timbre Exemple du piano Exemple de la guitare

6 I - Eléments d’acoustique musicale
La perception des sons La sensibilité de l’oreille module les sons perçus Diagramme de Fletcher

7 I - Eléments d’acoustique musicale
Les différents types de vibraphones Cadre Résonateurs Poutres Les principales caractéristiques d’un vibraphone : Matériaux Géométrie des poutres Dimension des poutres Présence d’un résonateur Exemple de xylophone Exemple de vibraphone

8 II -Théories mécanique
et acoustique du xylophone

9 II - Théorie mécanique et acoustique du xylophone
Solutions de la forme : Recherche des modes propres Fréquences de résonance

10 II – Théorie mécanique et acoustique du xylophone
Le rayonnement sonore des poutres Les équations de base : - L’équation de Navier Stokes : - L’équation de conservation de la masse : Les conditions aux limites Fluide Solide Les lieux du rayonnement sonore :

11 III – Mesures et expériences

12 Microphone et son amplificateur
Accéléromètre

13 Marteau analyseur d’impulsion
Analyseur en fréquences

14 III – Mesures et expériences
Vibration des poutres à section carré

15 Mesure de la directivité des émissions sonores
Dans le plan d’excitation Dans le plan normal au plan d’excitation

16 III – Mesures et expériences
Vibration des poutres à section rectangulaire

17 Mesure de la directivité des émissions sonores
Dans le plan d’excitation Dans le plan normal au plan d’excitation

18 IV – Réalisation et tests
Notre réalisation

19 IV – Réalisation et test
Choix et réalisation et d’où

20 IV –Réalisation et test
Tests sur la réalisation Note Fréquence Longueur théorique Longueur pratique Ecart relatif Sol 195,998 22, 22,6 1,220% La 220,000 21, 21,3 0,833% Si 246,942 19, 20,2 1,550% Do 261,626 19, 19,6 1,421% Re 293,665 18, 18,4 0,873% Mi 329,628 17, 17,3 0,482% Fa 349,228 16, 16,9 1,035% 391,995 15, 16,0 1,343% 440,000 14, 14,9 0,013%

21 Remerciements Bibliographie
Nous tenons à remercier nos tuteurs de projets, MM. Denis Duhamel et Hai-Ping Yin, qui ont tous deux fait preuve de la plus grande compétence, de beaucoup de patience et de gentillesse dans l’encadrement de ce projet, ainsi que les membres du LAMI qui nous ont aidés, notamment lors des séances de mesure en laboratoire et lors de la réalisation du xylophone. Bibliographie [1] Vincent Doutaut, Étude expérimentale et simulation numérique d’instruments de percussion à clavier, Thèse de doctorat de l’École Nationale Supérieure des Télécommunications, 1996 [2] Jean-Claude Risset, Son musical et perception auditive in Les instruments de l’orchestre, Bibliothèque Pour la Science, 1995 [3] Frederick Saunders, Physique et Musique in Les instruments de l’orchestre, Bibliothèque Pour la Science, 1995