Jules Gavarret

“ Transmis à l'organe de l'ouïe par l'air ou par tout autre milieu à la fois compressible et élastique, ce mouvement vibratoire, lorsqu'il est assez rapide, produit une impression sur les ramifications du nerf acoustique et excite une sensation particulière appelée son. — L'acoustique est la partie de la physique qui s'occupe de la comparaison des sons, de l'étude de leurs diverses qualités, de la recherche des lois, de leur production et de leur propagation. ”

“ En vertu de leur élasticité, les grandes masses solides entrent en vibration sous l'influence d'un ébranlement périodique communiqué par l'air ambiant. Comme leur mode de division en parties vibrantes séparées par des surfaces nodales est indéfiniment variable, elles peuvent rendre tous les sons réalisables. —Dans les vastes cathédrales, lorsque la grosse cloche est en branle, lorsque l'orgue résonne, lorsqu'une puissante voix se fait entendre, les voûtes, les murailles, les gros piliers s'ébranlent sous le choc périodiquement répété des colonnes d'air en mouvement. ”

“ DU TIMBRE DES SONS MUSICAUX.
Le son est la sensation excitée dans le nerf acoustique par le mouvement vibratoire d'un corps élastique; à chacune des qualités fondamentales du son doit donc correspondre un caractère déterminé du mouvement vibratoire générateur. Nous avons établi que l'intensité et la hauteur musicale du son dépendent : la première de l'amplitude des vibrations, la seconde de la rapidité du mouvement vibratoire ou du nombre des vibrations exécutées dans l'unité de temps. ”

“ Mais, pour une même vitesse du courant d'air, le son monte à mesure que le bord tranchant du tuyau se rapproche de la lumière ; le son s'élève aussi lorsque, la position du biseau restant fixe, on augmente la vitesse du courant d'air. — Comme nous l'avons déjà dit plusieurs fois, un bruit de ce genre est, en réalité, une masse sonore composée d'un grand nombre de sons discordants. L'air du tuyau renforce, par résonnance, les sons partiels de cette masse dont la hauteur est la même que celle de ses sons propres et leur communique une intensité assez considérable pour couvrir tous les autres. ”

“ L'observateur le plus éloigné reçoit, le dernier, l'impression du bruit. Cette expérience journalière s'accorde avec la théorie pour montrer que l'ébranlement sonore se propage de proche en proche et de couche en couche dans la masse du milieu élastique ambiant, de même que les agitations produites en un seul point d'une nappe d'eau tranquille s'étendent graduellement et successivement à tous les points de sa surface.
La détermination de la vitesse de propagation des vibrations sonores dans l'air a beaucoup préoccupé les physiciens et les géomètres. ”

“ Ce n'est donc pas parce qu'ils sont trop faibles, que nous ne distinguons pas habituellement les sons harmoniques dans le son complexe, c'est surtout parce que notre attention n'est pas fixée sur eux et que leur perception consciente n'est pas nécessaire à la détermination du ton de la sensation auditive. Ces harmoniques, en effet, quoique n'étant pas nettement perçus comme sons isolés, ont souvent une intensité presque égale, quelquefois même supérieure à celle du son fondamental. En tout cas, ils donnent de la force au son rendu par l'instrument. ”

“ Quand on compare deux sons rendus par deux longueurs différentes de la même corde soumise à la même tension, le plus aigu est toujours un peu plus grave que le son théorique. Ainsi le son rendu par la moitié d'une corde est plus grave, d'un quart de ton, que l'octave aiguë de la corde entière; l'écart augmente avec le diamètre des cordes. Quelque soin que l'on prenne, d'ailleurs, pour assurer la fixité des extrémités de la corde et empêcher la communication de ses vibrations aux supports, on constate des différences notables entre les résultats de l'expérience et les indications de la théorie. ”

“ Comme le nombre des ondes propagées dans le milieu ambiant est toujours égal au nombre des vibrations du corps sonore, comme d'ailleurs l'ensemble des ondes produites dans une seconde de temps occupe nécessairement, dans ce milieu, une longueur déterminée égale à la vitesse du son, il en résulte que ces ondes sont d'autant plus courtes que le son est plus aigu, d'autant plus longues que le son est plus grave. ”

“ Les ventricules du larynx isolent les rubans vocaux, les rendent indépendants, leur permettent de vibrer librement.
Les tons sont déterminés par la longueur et la tension des cordes vocales. — L'intervalle des bords libres des rubans vocaux augmente à mesure que le ton baisse, diminue à mesure que le ton s'élève.
M. Malgaigne avance que l'épaisseur de la partie vibrante des rubans vocaux diminue à mesure que leur tension augmente ; il développe, dans plusieurs passages, cette pensée que cet amincissement contribue, pour sa part, à l'élévation du ton. ”

“ Tout corps élastique, quel que soit son état physique, peut servir de véhicule aux ébranlements sonores. Les géomètres ont déduit des propriétés des corps élastiques, les expressions théoriques de la vitesse de propagation du son dans les gaz, dans les solides et dans les liquides, c'est-à-dire de la vitesse de transmission d'un ébranlement subit, instantané dans ces divers milieux. ”

“ Mais, par contre, le mouvement vibratoire se localise nécessairement dans la partie fibreuse de la corde vocale, quand le faisceau interne du muscle thyro-aryténoïdien est relâché et dépourvu d'élasticité. — Sous l'influence d'une même tension, le ruban fibreux, vibrant seul, rend nécessairement un son plus élevé que lorsqu'il est alourdi par la partie musculaire contractée de la corde vocale ; en voix de fausset, le chanteur peut donc aborder des régions de l'échelle musicale interdites à sa voix de poitrine. — Le registre de fausset et le registre de poitrine peuvent avoir des notes communes ”

“ Il est donc tout naturel d'admettre que, dans tous ces cas, l'oreille se conduit conformément aux principes posés par Fourier; qu'elle décompose le mouvement composé de l'air, dans le conduit auditif, en ses éléments pendulaires ; qu'elle dégage ainsi les sons rendus par les divers centres d'ébranlement et confondus dans un même mouvement ondulatoire de l'air ; qu'en outre elle parvient à distinguer ces sons partiels simples les uns des autres, parce qu'elle leur rend l'état d'indépendance dont ils jouissaient avant la fusion de leurs ondes respectives. ”

“ Ses études de la voix chuchotante lui permirent de poser les deux principes fondamentaux suivants, dont la parfaite exactitude est aujourd'hui universellement reconnue : 1° A chaque voyelle correspond un bruit propre de la bouche dont la hauteur est sensiblement la même chez l'homme, chez la femme et chez l'enfant. - Le bruit du chuchotement peut toujours, dans la bouche d'une femme ou d'un enfant, être rendu aussi grave que dans la bouche plus vaste d'un homme, parce que le rétrécissement de l'orifice labial de la cavité suffit pour compenser une diminution de capacité. ”

“ Lorsque, au lieu de se produire à l'origine d'un tuyau cylindrique, le mouvement vibratoire s'effectue en plein air, dans une masse gazeuse indéfinie dans tous les sens, les ébranlements se propagent évidemment avec une vitesse constante dans toutes les directions. ”

“ Des trous latéraux permettent, comme dans la clarinette, d'obtenir les sons intermédiaires.
Coniques et fermés du côté du sommet du cône, le cor, le trombone et la trompette parlent aussi comme des tuyaux ouverts ; mais, n'ayant ni clefs ni trous latéraux, ils ne peuvent rendre que leurs sons propres. — Le tuyau du cor et du trombone est tellement long et le son fondamental est tellement grave que, dans les régions moyennes de l'échelle
musicale, les harmoniques sont assez rapprochés les uns des autres pour donner la plupart des degrés de la gamme. ”

“ Nous avons à étudier, dans le larynx, considéré comme organe de la phonation, des cartilages en même temps que les ligaments et les muscles quiles unissent et les mettent en mouvement, une membrane fibreuse élastique et une membrane muqueuse qui tapissent les parois de sa cavité. ”

“ Il s'établit ainsi, dans la colonne gazeuse, une série de nœuds de vibration dont l'intervalle commun est égal à la longueur d'une concamération ou d'une onde incidente, simple, et une série de ventres de vibration placés à moitié de la distance de deux nœuds consécutifs. — Les nœuds sont placés sur des lames gazeuses simultanément traversées par deux ondes dont les vitesses sont de sens contraires, et toutes les deux condensantes ou dilatantes ; sur ces lames nodales la vitesse est constamment nulle et les variations de densité sont maxima. ”

“ De ce fait que, dans la sensation auditive excitée par les divers instruments de musique, nous distinguons nettement le son fondamental de ses harmoniques, nous sommes en droit de conclure que l'oreille n'anul besoin du secours d'appareils particuliers pour décomposer les sons complexes en une série de sons partiels simples, qu'en réalité, elle est douée de la faculté de dégager les uns des autres les éléments pendulaires d'une masse sonore transmise par l'air. ”

“ Tant que l'air n'est pas raréfié, le son rendu par le timbre est nettement entendu au dehors. Mais, du moment que les pistons de la machine sont mis en jeu, le son s'affaiblit graduellement à mesure que la densité du gaz diminue dans la cloche; il s'éteint complètement lorsque le vide est poussé aussi loin que possible. Si alors on laisse rentrer l'air, le son renaît, devient graduellement plus fort et reprend
son intensité primitive lorsque la tension gazeuse est la même à l'intérieur qu'à l'extérieur de la cloche. ”

“ Les sons propres d'une membrane tendue sont donc aussi nombreux que les modes de division qu'elle peut affecter; nous savons, d'ailleurs, que ces sons propres ne sont pas des harmoniques du son fondamental.
Lorsque, dans le voisinage d'une membrane tendue, l'on rend avec force le son fondamental, la membrane résonne à l'unisson par influence. La membrane répond de même à l'un quelconque de ses sons propres émis avec force; elle vibre, résonne et rend un son de même hauteur que le son excitateur choisi. ”

“ La vitesse de propagation de la condensation est évidemment uniforme ; elle varie avec la nature du milieu élastique sur lequel on opère. A un moment donné, il n'y a jamais dans le tuyau qu'une seule couche gazeuse comprimée; la distance de cette couche comprimée à l'extrémité du tuyau, au lieu d'origine de l'ébranlement, est égale au produit de la vitesse de propagation du mouvement de condensation par le temps écoulé depuis le moment où la compression instantanée a été exercée. ”

“ Pour Ferrein l'air n'est pas le corps sonore; le son rendu est celui des rubans vocaux en vibration. Il démontre très-bien que le larynx ne peut pas être comparé à un instrument à embouchure de flûte; mais il ne dit rien des instruments à anches; il ne semble pas se douter qu'au point de vue du mode de génération du son, les jeux d'anche et les jeux de flùte des orgues n'ont rien de commun. ”

“ Vibrations des verges et des lames élastiques.
Une verge élastique est un corps rigide dont deux dimensions sont très-petites, par rapport à la troisième ; le corps se présente sous la forme d'un prisme ou d'un cylindre très-allongé. — Lorsque la différence des deux petites dimensions est considérable, le corps rigide prend le nom de lame. ”

“ Il veut bien reconnaître qu'il y a une certaine analogie entre l'anche humaine et l'anche du hautbois, mais il se refuse, avec raison, à une complète assimilation du hautbois et de l'appareil vocal. Il fait observer que, dans le hautbois, le son est produit par les vibrations de l'anche ; mais la longueur du tuyau commande la rapidité du mouvement vibratoire de l'anche qui, dans tous les cas, s'harmonise avec un des sons propres du tuyau. ”

“ L'oreille est constituée, chez l'homme et chez les mammifères, par une série de cavités qui sont, de l'extérieur à l'intérieur : 1° L'oreille externe, comprenant le pavillon et le conduit auditif externe ; 2° l'oreille moyenne ou le tympan; 3° l'oreille interne ou le labyrinthe. — Ce labyrinthe est composé de parties membraneuses contenues dans une cavité osseuse extrêmement compliquée, creusée dans l'épaisseur du rocher; les ramifications terminales du nerf acoustique se distribuent à ces parties membraneuses, dont l'ensemble constitue le véritable appareil de l'audition. ”

“ Dans cette belle théorie de l'audition, les sons simples de hauteurs différentes, successifs ou simultanés, excitent des sensations différentes et sont distinctement perçus, parce que chacun d'eux fait vibrer par influence et impressionne un groupe déterminé et distinct de fibres radiales et de filets nerveux terminaux. — Un son complexe transmis à l'oreille fait vibrer, par influence, le groupe de fibres radiales correspondant au son fondamental et, en même temps, les divers groupes de ces fibres radiales accordées pour les divers harmoniques qui entrent dans la composition de ce son complexe ”

“ On peut compléter, dans une certaine mesure, la série des notes de la gamme ou améliorer les tons faux en enfonçant le poing dans le pavillon du cor et en modifiant la longueur du tuyau du trombone. — Dans les instruments de cuivre, les vibrations de l'air sont très-énergiques ; la grande résistance de leurs parois est nécessaire à la conservation de la force du son. Aussi l'expérience démontre-t-elle que les clefs dont on a muni les cors et les trompettes, pour compléter la gamme, altèrent l'intensité du son rendu et l'éclat du timbre. ”

“ Bien que le ton et l'intensité soient les mêmes, l'oreille ne confond pas les sons rendus par un haut-bois, par une flûte, par un violon, etc., etc. Grâce aux travaux de M. Helmholtz, les véritables causes du timbre sont aujourd'hui bien connues ; nous consacrerons un chapitre spécial à leur étude.
Limites des sons perceptibles. — On a beaucoup discuté sur les limites des sons musicaux appréciables. - Tous les physiciens s'accordent aujourd'hui pour reconnaître que le son rendu par un tuyau d'orgue ouvert de 32 pieds de longueur est le plus grave qui donne à l'oreille une sensation musicale. ”

“ On comprend ainsi pourquoi, à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère,
un même ébranlement produit un son de plus en plus faible. Au sommet du mont Blanc, la détonation d'un coup de fusil s'accompagne d'un bruit dont l'intensité ne dépasse pas celle d'un coup de pistolet au pied de la montagne. Dans sa célèbre ascension aérostatique, Gay-Lussac constata qu'à sept mille mètres d'altitude, dans un air très-raréfié, l'intensité de sa voix était très-faible. ”