Etude du résonateur
Nous avons étudié précédemment la vibration de la corde, et nous avons constaté que la surface de cette dernière ne lui permet pas de faire vibrer l'air au point de produire une onde acoustique détectable par nos oreilles. Il nous faut donc coupler cette corde avec un système qui va traiter cette vibration en l'amplifiant et la filtrant de manière à obtenir un son correspondant aux attentes des musiciens. C'est le rôle du résonateur composé d'une table de résonance, d'un fond et d'une couronne d'éclisses entourant un volume d'air qui communique avec l'air extérieur par les ouïes de la table.
Un organe essentiel: le chevalet
La vibration de la corde doit est transmise au résonateur par un chevalet qui joue un rôle considérable dans la chaîne de traitement des vibrations; c'est un premier filtre dans la réalisation de la sonorité recherchée. Le chevalet idéal transmettrait intégralement les vibration à la table et transformerait les mouvements avec une absorption de puissance aussi faible que possible, mais le chevalet à une inertie due à sa masse et le matériau qui ,le constitue possède des caractéristique d'élasticité et de compression non négligeable vis á vis de la bande passante (largeur de la bande de fréquence transmise) nécessaire au bon fonctionnement de l'instrument.
Les instruments les plus délicats sont bien sûr ceux de la famille du violon, la forme très recherchée de leurs chevalet n'est pas le fruit du hasard, mais le résultat de longues recherches effectuée par les luthiers au fil des temps et la finesse du son d'un violon dépend de l'habileté du luthier à tailler et adapter le chevalet brut qu'il reçoit à l'instrument.Il va travailler les pieds et jambes du chevalet, ses épaisseurs, la répartition des masses aux différents points etc...
L'angle formé par les cordes sur la tête d'un chevalet est également très important car il détermine la pression (ou la traction dans le cas d'une guitare) exercée sur la table, une pression trop forte immobiliserai le chevalet tandis qu'une pression trop faible amollirait la transmission et le rendement serait médiocre. Il faut veiller à conserver le chevalet d'un instrument en parfait état et bien posé à plat sur la table pour les instrument á archet.
le résonateur. Le signal transmi par le chevalet arrive sur la table d'harmonie de l'instrument et va subir les transformations nécessaires à l'obtention du son final; au niveau des considérations énergétiques, le résonateur est un "absorbeur", il en résulte une perte de signal qui sera plus marquée dans les fréquences hautes car le système est "lourd" par rapport à la vitesse vibratoire demandée, nous pouvons également prendre en compte le côté élastique qui fait agir le résonateur comme un ressort.
Ces considérations sont prise pour un système simple qui possèderait une seule fréquence de résonance, ce qui entrainerait pour cette fréquence des valeurs importantes d'amplitude de pression sonore. Mais en réalité, le résonateur possède plusieurs fréquences de résonances distinctes qui vont favoriser différentes fréquences fournies par les cordes. C'est ce que l'on appelle l'admittance d'un système, il peut se mesurer avec des appareils très sophistiqués mais on fera plutot un test à l'oreille "d'équilibre de l'instrument" l'atelier d'un luthier n'étant pas un labo d'acoustique. On peut se rendre compte des noeuds et ventre de vibration en soupoudrant une partie du résonateur avec une poudre fine et assez lourde (limailles) et faire vibrer l'instrument , on obtient une figure de Chladni pour une fréquence donnée. en laboratoire ces mesure sont faites par interférométrie laser, en voici un exemple sur un fond de violon à 165 Hz
Tout l'art de la lutherie réside dans le choix de ces fréquences par la sélection du bois, le choix des dimensions, le barrage de la table, les épaisseurs, les colles, les vernis ...
La pression sonore à une distance donnée de l'instrument et dans une direction particulière
par rapport à l'axe de l'instrument peut être calculée en faisant la somme des pressions de t
ous les petits éláments constituant la surface rayonnante du résonateur. Dans les fréquences
graves, la vitesse est lente et tous les éléments vibrent en phase, les maxima et les minima interviennent
en même temps partout sur la surface, il n'en est pas de même pour les fréquences aigües les
différents points ne sont plus en phase et la directivité de l'instrument est plus pointue et ces
fréquences ne sont audibles que dans l'axe, l'instrumentiste n'entend donc pas la même chose que
l'auditeur dans la salle.
