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La révolution de la musique polyphonique

Jusqu'à 1930 environ , seuls des procédés mécaniques pouvaient servir à la production des sons (instruments à percussion, à cordes ou à vent). L'invention de la triode en 1906 (tube à vide à trois électrodes) permis le développement de toutes sortes de dispositifs électroniques. On su dés lors créer artificiellement de la musique en faisant appel à des courants alternatifs, c'est-à dire des oscillations électroniques, engendrées soit mécaniquement (alternateurs à fréquence musicale), soit aussi par des oscillateurs à lampes, soit encore par des cellules photoélectriques agissant sur un « moteur » de haut-parleur.

Petit résumé historique

En 1927 Pierre TOULON et Krugg BASS invente le cellulophone, un instrument de musique électrique qui utilise un générateur sonore photoélectrique à disque optique (disque de celluloïde percé de fentes).

Description schématique du brevet du Cellulophone

Le brevet de Pierre TOULON pour son cellulophone de 1927

En 1928 le brevet du premier modèle « Ondes-Martenot » est déposé (oscillateur à lampe).

Schéma électrique de l'oscillateur à batement de l'instrument ondes Martenot

Le schéma électrique de l'oscillateur Martenot

En 1929, avec 700 oscillateurs à lampes, pour 70 notes et 10 timbres, deux ingénieurs français Armand GIVELET et Edouard Eloi COUPLEUX mettent au point un orgue électronique utilisant plus de 1000 tubes. C'est le premier instrument totalement polyphonique.

En 1938 Jerome MARKOWITZ dépose le premier brevet (US Patent) de l'oscillateur stable.

Schéma de l'oscillateur stable Jerome MARKOWITZ

Le brevet de l'oscillateur stable basse fréquence de Jerome MARKOWITZ

Le trigger de schmitt inventé par Otto H. SCHMITT a ensuite été le générateur le plus répandu car il était assez facile à réaliser.

Schéma du trigger thermionique de Otto H. SCHMITT

Schéma du trigger thermionique de Otto H. SCHMITT

Le circuit simple à deux triodes qui est décrit, fournit une commande positive d'arrêt avec tout différentiel souhaité de 0,1 volt à 20 volts. Moins de 10-6 A sont requis à l'entrée, mais jusqu'à 20 mA à 200 V sont disponibles en sortie. La sortie peut être prise sur l'une ou l'autre triode ; l'une est allumée tandis que l'autre est éteinte. Un contrôle positif ou négatif est possible. Le cycle de fonctionnement occupe environ 10 µs.

Les nouvelles orgues synthétiques

Dés 1935 deux instruments très perfectionnés viennent enrichir la gamme des orgues destinés à remplacer les volumineux et onéreux titans sonores, dont s'enorgeuillistent les tribunes des cathédrales. Ces deux nouveaux venus remarquables sont l'orgue photoélectrique Welte réalisé en Allemagne et l'orgue électromagnétique Hammond construit aux Etats-Unis.

L'orgue électromagnétique Hammond, en particulier, est capable de réaliser au gré de l'exécutant un nombre pratiquement illimité de combinaisons de timbres, permettant ainsi au musicien de « créer » vraiment les sons que lui suggère son inspiration musicale et non plus seulement de combiner les quelques timbres fixes de l'orchestre classique.
C'est, pour l'époque, toute une révolution dans le domaine de la musique polyphonique qu'annoncent déjà les progrès constants de la synthèse sonore par des procédés purement électriques, réalisant ainsi une « symbiose » de la science et de l'art.

Orgue « WELTE »

Présentation promotionnelle de l'orgue WELTE de 1935 avec une photo et titre de description

Présentation promotionnelle de l'orgue WELTE en 1935

Le Welte-Lichtton-Orgel, conçu par Edwin WELTE en Allemagne entre 1932 et 1935, fut l'un des ancêtres de l'orgue électronique, fonctionnant à l'aide de générateurs sonores opto-électroniques.

Le principe de fonctionnement consiste à faire tourner, à vitesse constante, des disques de verre imprimés à la manière des pistes sonores optiques du premier cinéma parlant.

Ces plateaux de verre sont imprimés avec 18 formes d'onde différentes donnant trois timbres différents pour toutes les octaves de chaque note.

Un capteur constitué d'une cellule photoélectrique est placé devant chaque piste et capte les variations de lumière d'une source lumineuse située de l'autre côté du disque.
Les variations sont ensuites amplifiées et restituées sur un haut-parleur.

Dessin de principe du générateur sonore de l'orgue photoélectrique WELTE

Principe du générateur sonore de l'orgue photoélectrique Welte

Lire plus :
principes et description de l'orgue Welte (rubrique appareils anciens).

Orgue « HAMMOND »

L'orgue Hammond fonctionne par électromagnétisme.

Les générateurs constituant cet orgue sont eux aussi d'une extrême simplicité. Ce sont des roues dentées tournant devant des capteurs constitués de bobines à noyaux en fer doux équipés d'un aimant. Un axe entraîné par un moteur synchrone, porte des roues dentées de 2 à 192 dents.

Dessin de principe du générateur sonore de l'orgue Hammond

Principe de génération sonore de l'orgue électromagnétique Hammond

En passant devant le capteur, les dents d'une roue engendrent dans ce dernier une modification de son état magnétique. Cette modification induit dans la bobine un courant alternatif dont la fréquence est déterminée par le nombre de dents passant par seconde devant l'extrémité du noyau aimanté.

Lire plus :
principes et description de l'orgue Hammond (rubrique appareils anciens).

Rétrospective

La musique synthétique pure

Il est remarquable que chaque progrès dans la technique instrumentale a été suivi presque aussitôt d'un élargissement de l'inspiration musicale des compositeurs. Grâce à la synthèse sonore, il devient possible à l'inspiration de se manifester au prix d'un certain apprentissage.

En effet, puisque nous savons enregistrer sur film tous les timbres connus, puis les reproduire grâce à la cellule photoélectrique, rien ne s'oppose qu'à l'enregistrement photographique nous substituions dans le lecteur de sons une bande créée de toutes pièces et au seul gré de notre inspiration. C'est ce qu'a réalisé le physicien allemand Pfaenninger, en traçant des courbes sur une bande et en faisant défiler ensuite cette bande dans un lecteur approprié.

Un second procédé de synthèse a été étudié, notamment par les Italiens Gennelli et Pastori. Il s'agit d'une reconstitution électrique de la voix humaine toujours par le procédé du dosage des harmoniques.
Le générateur n'est plus suivi, dans ce procédé, que de cinq filtres correspondant à la fondamentale émise et à quatre harmoniques supérieurs. Le générateur est du type à lampes, ce qui permet de faire varier la fréquence fondamentale.
Ce procédé n'autorise que la création des voyelles, qu'on peut produire d'une absolue pureté.

Transposition des octaves

Lorsqu'il s'agit de musique reproduite, film ou disque, il est possible, en partant de la musique exécutée par les instruments classiques, de créer des timbres nouveaux, plus parfaits que les timbres réels, plus agréables aussi, par le procédé de la transposition artificielle.

C'est un Russe, M. Yankowski, qui, le premier, eut l'idée de cette transposition.
Il avait remarqué que, dans certains instruments, le timbre, particulièrement riche dans une certaine tessiture, devenait quelconque, voire désagréable dans d'autres.
Il est incontestable, par exemple, que l'aigu du piano est infiniment plus sec que le médium ou le grave.
Par contre, la légèreté du violon sur la chanterelle ne persiste pas sur les autres cordes.

Par le truchement de l'enregistrement, il devient possible de transposer d'une octave dans l'autre un passage exécuté dans la tessiture la plus agréable d'un instrument. Supposons que nous voulions obtenir le la5 du piano, déjà aigu, moins agréable que le la3 de 435 périodes : nous enregistrons le passage en prenant pour base l'octave du la3, mais, à la reproduction, nous ferons dérouler l'enregistrement dans le lecteur quatre fois plus vite qu'il n'a été enregistré. Si, à l'enregistrement, le mouvement a été ralenti quatre fois, il se retrouvera normal à la reproduction, mais les notes, riches de timbre, du la3 deviendront le la5 cherché.

Il y a, dans cette voie, beaucoup à chercher et à réaliser, car les possibilités artistiques ainsi offertes, à l'inspiration sont considérables en combinant les procédés de synthèse sonore.

Clavier

Au cours de son évolution, le clavier d'un orgue est passé progressivement de 2 à 5 octaves. Nous considèrons aujourd'hui le clavier 5 octaves à 61 touches (do1 à do6) comme la norme généralement adoptée.