Les groupes d’instruments de musique

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Exercices
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Sons et musiques

Les instruments de musiques sont divisés en trois grands groupes : les instruments à vent, les instruments à cordes et les instruments à percussion.

n Les instruments à vent produisent leurs sons grâce au souffle du musicien qui met l’air en vibration.

  •  Ils sont subdivisés en deux catégories :

– les bois (clarinette, hautbois, basson, saxophone, flûte traversière…), le son est produit par la vibration d’un biseau (flûtes) ou d’une anche, simple (clarinette, saxophone…) ou double (hautbois, basson…) ;

– les cuivres (trombone, trompette, cor, tuba…), ce sont les lèvres du musicien qui font vibrer l’air dans une embouchure.

  •  Les excitateurs :

– le système lame d’air/biseau, une arête placée devant la sortie d’air fait osciller celui-ci alternativement de part et d’autre de l’obstacle, et on entend alors un léger sifflement, généralement très aigu, c’est le son de biseau ;

– le système des anches, une anche est une lamelle de métal, de bois ou autre matériau élastique, relativement étroite, longue et mince. Elle produit un son de hauteur bien définie dont la fréquence s’appelle la « fréquence propre de l’anche ».

  •  Les résonateurs : pour obtenir des sons intenses, les systèmes excitateurs doivent entrer en résonnance avec une colonne d’air dont la longueur fixera la hauteur du son obtenu. Pour obtenir des notes différentes, on peut utiliser plusieurs tubes de longueurs différentes (par exemple la flûte de Pan), ou bien un seul dont la longueur peut varier (par exemple le trombone à coulisse).

n Les instruments à cordes fonctionnent par la vibration des cordes au-dessus d’une caisse de résonance qui amplifie le son et lui donne son timbre.

  •  Les cordes sont subdivisées en trois catégories :

– les cordes frottées (violon, alto, violoncelle, contrebasse…), les cordes sont frottées à l’aide d’un archet ;

– les cordes pincées (guitare, harpe, clavecin…), les cordes sont pincées, directement par les doigts du musicien ou par l’intermédiaire d’un mécanisme ;

– les cordes frappées (piano…), chaque touche de l’instrument actionne un marteau frappant une corde.

  •  Les excitateurs : quel que soit le système d’actionnement des cordes, le principe reste le même, c’est ici l’excitateur (une corde vibrant dans l’air) qui impose la hauteur de la note produite par un instrument à corde. La hauteur de la note obtenue est inversement proportionnelle à la longueur de la corde actionnée et à la racine carrée de sa masse linéique. On peut aussi obtenir une note plus aiguë en augmentant la tension de la corde.
  •  Les résonateurs : les caisses de résonnance des instruments à cordes servent essentiellement à amplifier le son, la hauteur de la note étant fixée par l’excitateur.

n Les instruments à percussion émettent leur son par la frappe ou le grattage d’une membrane ou d’un matériau résonant.

  •  Ils sont divisés en deux groupes :

– les instruments à peau (grosse caisse, caisse claire, tambour, tambourin, timbale, djembé…), le son est produit par la vibration d’une membrane tendue sur un fût, jouant le rôle de caisse de résonnance ;

– les idiophones (guimbarde, triangle, xylophone, cymbale, castagnettes…), le son est directement produit par le matériau dont l’instrument est constitué, lors d’un impact avec une baguette ou avec une autre partie de l’instrument.

  •  Les excitateurs : le son est produit par la mise en vibration d’une membrane tendue ou d’un solide. Les caractéristiques physiques de l’excitateur (dimensions, masse volumique, tension s’il s’agit d’une membrane…) déterminent la hauteur de la note.
  •  Les résonateurs : ils sont constitués de fûts (par exemple une grosse caisse) ou de tubes (par exemple un xylophone) et servent essentiellement à amplifier le son.

1. Le didgeridoo est un instrument en bois originaire d’Australie et constitué d’un morceau de tronc d’eucalyptus creux. Pour en jouer, il faut faire vibrer ses lèvres dans une embouchure. Préciser à quel groupe d’instruments et à quelle catégorie le didgeridoo appartient.

2. Dans un instrument à cordes, la hauteur d’un son est-elle imposée par la corde ou la caisse de résonance ?

3. Parmi les propositions suivantes, laquelle correspond à la formule de la fréquence fondamentale de la note obtenue par une corde de longueur L, de masse linéique μ et de tension T ?

a.  b.  c.  d. 

4. Une corde de guitare est accordée sur la fréquence du la1 (110 Hz). Quelle sera la fréquence fondamentale produite par cette corde si le guitariste divise par deux la longueur pouvant vibrer en appuyant sur le milieu de la corde ?

5. L’accord des instruments à vent est très sensible à la température. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, cela n’est pas dû à la dilatation des matériaux qui les composent, car elle ne provoque qu’un allongement négligeable de la longueur de la colonne d’air.

En effectuant une recherche sur internet, expliquez pourquoi un instrument à vent produit des sons plus aigus si la température augmente.