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Spécial “10
e
anniversaire”
Acoustique
&
Techniques n° 42-43
Simulation numérique
À la marge de l’acoustique musicale et de l’informatique
musicale, la synthèse de sons instrumentaux fondée sur
le fonctionnement physique des instruments de musique
permet de tester des modèles de fonctionnement.
Cette utilisation de la synthèse sonore passe par une
comparaison entre un son synthétisé et le son produit
directement par l’instrument. Dans le continuum entre la
résolution numérique des équations du fonctionnement et
la synthèse sonore orientée vers la production musicale,
l’accent est mis sur la rigueur de la résolution pour la
première tandis que la deuxième doit avant tout proposer
à l’utilisateur des modes d’interaction et de gestion
conviviaux (voir plus loin).
Approches par résolution d’équations locales
La modélisation en éléments finis de marimba [44],
xylophones [45] convient particulièrement à ces
instruments à son non-entretenu, dont la dynamique
s’écrit directement à partir de l’analyse modale. Outre une
grande finesse de description, la simulation temporelle de
la vibration et du champ rayonné de xylophone [46] [47],
guitare [48] (voir Figure 4), timbale [49] fait appel à des
techniques numériques variées, chaque fois adaptées à
leur objet (plaque, champ acoustique, corde) et qu’il faut
intégrer dans un même ensemble ; ces simulations offrent
de grandes possibilités à la synthèse de sons réalistes au
prix d’un coût de calcul important.
Restreintes à la vibration de la corde mais appliquées au
traitement détaillé de la non-linéarité d’interaction corde-
archet, les études effectuées à Cambridge ont permis de
considérables progrès dans la compréhension du jeu du
violon [50].
Approches par résolution d’équations globales
Suivant la voie initiée dans [51] il y a plus de 30 ans, on
peut analyser l’instrument de musique sous forme de sous-
Fig. 3 : Visualisation des champs de vitesse et de vorticité au
voisinage d’un trou latéral obtenus expérimentalement
par vélocimétrie particulaire (PIV), d’après [43]
Fig. 4 : Simulation numérique de l’intensité du son rayonné par une guitare à 200 Hz
dans trois plans de coupe de l’instrument et en 3D, d’après [48]
Dix ans d’acoustique musicale