I-Embouchure des tuyaux sonores
Les tuyaux sonores sont des tubes creux dans lesquels on produit des sons en faisant vibrer la colonne d’air qui y est enfermée. La matière des tuyaux est sans incidence sur le son, le timbre (harmoniques) seul est modifié.
Si l’on ne faisait que souffler dans les tuyaux, il n’y aurait pas de son, mais seulement un mouvement progressif continu de l’air. Pour qu’un son se produise, il faut par un moyen quelconque, exciter dans l’air une succession rapide de condensations et de raréfactions, qui se propagent ensuite à toute la colonne d’air dans le tuyau. On utilise pour cela une embouchure. Ainsi, dans les tuyaux sonores on trouve les tuyaux à bouche et les tuyaux à anche.
I-1-Tuyaux à bouche
Toutes les parties de l’embouchure sont fixes. Les tuyaux ont toujours une grande longueur par rapport à leur diamètre. La Fig. 192 représente un tuyau à bouche, et la Fig. 193 en montre une coupe longitudinale. La partie inférieure (P), par laquelle arrive l’air est le pied ; il sert à fixer le tuyau sur une soufflerie. À la sortie du pied, l’air passe dans une fente étroite (i), appelée lumière. En regard de celle-ci est pratiquée, dans la paroi opposée, une ouverture transversale qui est la bouche ; son bord (a), taillé en biseau, est la lèvre supérieure, et le bord (b), la lèvre inférieure. Ce système permet de créer des pulsations qui se transmettent à l’air dans le tuyau, et y font naître une suite de demi-ondes sonores alternativement condensées et raréfiées. Pour que le son soit pur, il y a des conditions à respecter sur les dimensions des éléments de l’embouchure.
1-2-Tuyaux à anche
Dans ces tuyaux, la colonne d’air est ébranlée à l’aide de lames élastiques appelées anches. Celles-ci se divisent en anches battantes et en anches libres.
a-Anches battantes
L’anche battante se compose d’une pièce de bois ou de métal (a) appelée rigole, qui est creusée en forme de cuiller comme le montre la Fig. 198. Elle est recouverte d’une lame de laiton (l) très flexible, appelée languette. Un fil de fer (br) appelé rasette s’applique sur la languette. En enfonçant plus ou moins la rasette, on joue sur la longueur de la lame vibrante, ce qui permet de régler le nombre de ses vibrations. L’anche est placée en haut d’un tuyau rectangulaire (KN), qui est le porte-vent (Fig. 197). Ce tuyau est fermé partout sauf à son pied, qu’on fixe sur le sommier d’une soufflerie. Lorsqu’on fait arriver l’air dans le porte-vent, il se produit dans ce système la même série de pulsations que dans les tuyaux à bouche.
b-Anches libres
L’anche libre a été inventée par Grenié en 1810. La rigole dans ce système (Fig. 199) consiste en une petite caisse de bois (a), dont la paroi antérieure est une plaque en laiton. Au milieu de celle-ci, il y a une ouverture longitudinale dans l’intérieur de laquelle est la languette (l) qui peut vibrer. Une rasette (r) sert encore à régler la longueur de la partie vibrante de la languette. L’anche est placée dans le tuyau (KN), et lorsqu’un courant d’air arrive dans celui-ci, un phénomène de vibrations s’installe et des ondes sonores se produisent.
Dans ces systèmes à anches, la hauteur du son produit croît avec la vitesse du courant d’air.
II-Disposition des nœuds et des ventres
Au niveau de la bouche, il y a toujours un ventre de vibrations.
II-1-Tuyaux fermés
Ces tuyaux sont aussi appelés Boudons. Le fond opposé à l’embouchure est toujours un nœud de vibrations. Dans tout tuyau fermé, il y a donc au moins un nœud et un ventre (Fig. 205); c’est alors que le tuyau rend le son fondamental. La distance VN égale le quart de la longueur d’onde du son émis. Si l’on force le vent, la colonne d’air se subdivise en trois parties égales (Fig. 206). Il se produit un nœud et un ventre intermédiaires et on obtient un son à une fréquence trois plus élevée. On peut de la même façon obtenir un son de fréquence 5 fois plus élevée (Fig. 207). Ainsi un tuyau fermé rend successivement les sons : 1, 3, 5, 7,…
II-2-Tuyaux ouverts aux deux bouts
Dans ces tuyaux, il y a toujours un ventre aux deux extrémités et au moins un nœud entre les deux (Fig.208). On a alors le son fondamental et la longueur d’onde du son est deux fois la longueur du tuyau. Si l’on force le vent, il se produit des nœuds et des ventres intermédiaires (Fig. 209-210). Ainsi un tuyau ouvert rend successivement les sons : 1, 2, 3, 4, 5,…
N.B. Les figures et certaines explications de cette fiche sont tirées du livre :
«Traité de physique expérimentale et appliquée », A. Angot, Paris, chez l’auteur-éditeur, 1870
