Production de son par couplage écoulement / résonateur acoustique : étude des paramètres de facture de flûtes par expérimentations et simulations numériques

par François Blanc

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Benoît Fabre.

Soutenue en 2009

à Paris 6 .

mots clés

• Facture de flûte
• Réceptivité de jet
• Simulation numérique
• Visualisation d'écoulement
• Modélisation
• Auto oscillation
• Simulation par ordinateur
• Flûte

Résumé

Ce travail porte sur la production de son par interaction entre un écoulement et un résonateur : le couplage est très sensible aux détails géométriques de la lumière. Dans la facture de la flûte à bec, la présence de chanfreins à la lumière est cruciale tant pour le timbre et la stabilité de l'instrument que pour le confort de jeu de l'instrumentiste. Des visualisations de naissances de jets à la caméra rapide couplées à des simulations numériques révèlent que l'influence de la géométrie de la lumière a une influence faible sur le comportement du jet, et indiquent que le rôle joué par les chanfreins se situe dans l'interaction entre le jet et le champ acoustique issu du résonateur de l'instrument. Un modèle analytique simple de réceptivité d'un jet soumis à une perturbation transverse est développé, tenant compte de la géométrie de la lumière. Ce modèle est étudié dans le cas d'un oscillateur simple. Le comportement d'un instrument dont la géométrie du système excitateur peut être changée est étudié à la bouche artificielle, avec des instrumentistes expérimentés. Enfin, l'étude d'une famille de flûtes révèle que le facteur adapte la géométrie de l'excitateur dans chaque instrument dans deux buts : le spectre des notes graves est enrichi, tandis que les pressions de jeu sont du même ordre de grandeur pour tous les instruments.

Titre traduit

Sound production by the coupling of a flow and a resonator : study of the making parameters of flue intruments by flow experimentations and numerical simulations

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