ARTheque - STEF - ENS Cachan | Ondes et musique

ONDES ET MUSIQUE

Frédéric MARTHALER

Chercheur LD.E.S., Université de Genève

Ancien professeuràl'École d'ingénieurs de Bienne (Suisse)

MOTS-CLÉS:ONDES - MUSIQUE - VIBRATIONS - TÉLÉVISION - VIDÉO - APPRENDRE

RÉSUMÉ:Lebut de cet atelier était de concevoir le montage de fragments de films vidéo qui ont été tournés par la RAI (siège de la Vallée d'Aoste), sous la direction du réalisateur Albino Imperial et de l'auteur et, éventuellement d'en proposer d'autres pour obtenir un court-métrage vidéo professionnel, capable d'introduire pour un public moyen les notions d'acoustique nécessaires à la compréhension de la musique et des sons.

SUMMARY :In this workshopitwas prewiewed to mount differents video fragments, which were made from the RAI (Italian TV in Aosta), under the direction of the specialist Albino Imperial and the author and, eventually, and to propose others sequences and obtain, by the way, a short professional videofilm, so a middle public would be able through acoustic notions to understand music and sounds.

1. INTRODUCTION

Chacun semble convaincu qu'il y a un lien entre les ondes et la musique, cependant sans pouvoir dire vraiment ni ce qu'est une onde, ni ce qu'est la musique. Le but de notre travail était d'essayer de répondre à de telles questions et d'établir entre ces deux entités une relation facile à comprendre.À l'origine, l'auteur voulait simplement essayer de soulever le voile, répondre à la curiosité de certains, susciter cette curiosité chez ceux qui ne l'avaient pas encore. Une émission de télévision semblait un vecteur tout indiqué pour une telle vulgarisation. La musique, qu'est-ce que c'est? C'est une tautologie de poser la question ainsi, pensent beaucoup de gens. Tout le monde sait ce que la musique apporte dans sa propre vie, tout le monde pense aussi que c'est pareil pour tous ses semblables et la question ne va pas plus loin. Chacun est persuadé de savoir, de connaître et de comprendre ce qui n'est en somme qu'une évidence.À quoi bon alors de se poser des questions?

La réalité est autre. Sous le vocable musique, il y a des quantités de représentations selon les époques, les lieux géographiques, les classes d'âge et les classes sociales.Orchacun a dans sa tête la conviction d'une notion per se, d'une réalité en soi profonde, évidente par elle-même. On peut apporter une restriction: cet art - ou cette science - est plus ou moins bien, plus ou moins profondément connu pour quelqu'un selon qu'il l'a pratiqué longtemps lui-même ou simplement qu'il est plus spécialement doué. L'idée est très répandue d'ailleurs que la musique, c'est simplement un don. Ce n'est pas tout-à-fait vrai, il faut du travail pour l'apprendre, même pour les plus doués. On affine sa sensibilité musicale en éCOUlant et en analysant beaucoup d'oeuvres.

La musique, on la connaît donc plus ou moins bien selon qu'on l'a bien ou mal étudiée. On l'apprend d'abord un peu à l'école, puis ensuite encore un peu sur le tas. Si l'on a vraiment des dispositions, alors on cherche à devenir professionnel, ce qui est le moyen le plus sûr de multiplier les contacts avec un art ou une science. Mais ce sont là les exceptions. Pourtant la musique occupe une grande part de notre vie à tous! Dans l'enseignement élémentaire, il semble que ce soit surtout l'aspect technique qui est retenu. Comment apprendre les notes, comment jouer d'un instrument, mais tout cela sur la base d'un savoir indiscutable, d'une science existant depuis toujours pour elle-même. On fait peut-être juste quelques nuances de catégorisation assez arbitraires, sans origine précise: Il y a la musique classique, la musique popu laire, la musique folklorique, le jazz, le tango, le flamenco, la valse viennoise et j'en passe. Pour notre part, nous ne retiendrons que l'acception de musique classique, une musique classique limitéeà une période allant de l'époque baroque au post-romantisme des années vingt.

Quant aux ondes, le flou est très répandu. Il ne sera ici question que d'ondes élastiques (purement mécaniques) et se propageant dans des milieux à une, deux ou trois dimensions, comme, respectivement, sur corde vibrante (violon), à la surface vibrante (peau tendue du tambour, cloche) et dans le volume d'air qui permet le fonctionnement des caisses de résonance des instruments de musique... et la propagation de tous les sons vers notre oreille (volume d'air d'une salle de concert).

2.

ORIGINE DU PROJET

C'est justement en constatant les difficultés de représentation que rencontraient bien des amateurs de musique, que l'auteur a tenté, une fois ou l'autre, en cercle privé, de jeter un pont entre ondes sonores et musique. Il en a fait d'ailleurs une interprétation très personnelle, sans lien aucun avec une formation académique ou traditionnelle du milieu des musiciens ou de celui des scientifiques. Il s'agissait surtout d'utiliser la notion de vibrations harmoniques pour expliquer de façon simple l'origine des notes de la gamme et des accords majeurs.

D'emblée, l'intérêt a été très marqué pour cette tentative. Beaucoup de mélomanes que nous avons rencontrés nous ont encouragés à continuer notre recherche. Il était d'ailleurs bien plus question d'atteindre le grand public par une sorte de vulgarisation. Nous voulions trouver une interprétation simplifiée mais cohérente, sensible et convaincante entre physique et musique, plutôt qu'une recherche en profondeur destinée seulement à des physiciens ou à des historiens. Il y eut dès le départ un certain pragmatisme qui se voulait directement utile pour en apprendre plus sur la musique et surtout pour l'aimer, un côté vulgarisation certes, mais sans toutefois tomber de le vulgaire.

Une première présentation de cette tentative a été faite aux Journées de Chamonix, en 1990, devant un public réellement intéressé. Une deuxième séance avait dû être organisée le lendemain pour satisfaire à la demande. C'est également à Chamonix qu'a eu lieu à cette occasion la rencontre avec M. Albino Imperial, physicien et réalisateur à la RAI (radiotélévision Italienne). Ce dernier nous a proposé une collaboration très bienvenue, car il avait songé lui aussi plus d'une fois à un titre d'émission de télévision: Ondes et Musiques. Il était lui-même intéressé par le sujet.

L'idée qui se précisait était donc double:

- Faire une émission pour la TV italienne, chaîne RAI 3, Aoste.

- Faire une cassette vidéo destinée à l'enseignement et qui aiderait les néophytes à s'initier à cette approche inhabituelle de la musique, c'est-à-dire associer des notions d'acoustique physique et de mathématiques aux notes de la gamme, et à tenter de cerner la tradition musicale ainsi que son évolution historique.

Un premier tournage, avec l'équipe de la RAI a eu lieu à Genève, au laboratoire de didactique du professeur Giordan (L.D.E.S.), au cours d'un long séminaire intitulé Musique et Sciences, animé par Bruno Vitale et l'auteur. Nous projetions alors que de montrer quelques expériences de physique, simples mais fondamentales, et de les filmer dans le laboratoire d'un Institut de Physique, le but restant toujours de montrer l'essentiel des relations entre musique et acoustique. Il s'est agi, en fait, d'un véritable show, où l'on a exhibé une foule d'appareils très divers, illustrant de façon très pointue et bien adaptée le problème général des ondes sonores. Malheureusement, au cours de cette séance dans les anciens locaux de Battelle, à Genève, il avait été préparé beaucoup trop de matériel dans une salle trop petite. Le décor était ainsi encombré d'objets hétéroclites sur tous les plans pris dans le champ de la caméra! Au visionnement, pour des professionnels de l'œilleton, certaines des séquences tournées n'étaient pas utilisables car les expériences sur lesquelles le discours s'appliquait étaient certes visibles, mais accompagnées de tous les autres objets ayant servi auparavant ou qui allaient servir encore, mais inutiles ici, dans le cadre de la prise de vue. Ces plans se sont donc révélées trop

confus comme images professionnelles. Malgré toute leur bonne volonté, les techniciens et le réalisateur n'ont rien pu utiliser des quatre heures de tournage faites à cette occasion. La nature des cadrages rendaient les images par trop inesthétiques, et il aurait fallu doubler le son d'une bonne partie des plans filmés.

Après une préparation plus soignée, un autre tournage a eu lieuà l'Université de Genève, mais à l'École de Physique, cette fois. D'autres plans avec des musiciens devant leur instrument de musique ont été enregistrésà Aoste et à Turin. Ce sont ces premières images destinées à un montage ultérieur à la RAI qui ont été montrées à Chamonix et ont servi de matériau base à ce travail d'atelier. Nous fonnions l'espoir que l'intérêt d'un public de chercheurs en didactique donnerait une impulsion favorable pour orienter la fin du tournage de ce documentaire didactique. Il n'a pas été déçu.

3. LE MATÉRIEL

Nous nous proposons ici de faire rapidement la description des matériaux sur lequel les participants ont travaillé. Il s'agit d'une bande vidéo, en fonnat professionnel, qui a été passée sur l'écran d'un téléviseur normal. Voici le découpage simplifié des séquences filmées (description des images et du commentaire):

Séquence 1. IPG (Institut de Physique de Genève) - Penduleà ressort, suspendu à un point fixe.

- Pendules couplés, avec commentaires existant sur la piste sonore expliquant l'origine et la propagation des sons.

- Les explications suivantes portent sur l'extension spatiale

à

Séquence 2. IPG :

On observe les ondes stationnaires sur une corde vibrante: vibration fondamentale et vibrations par multiples entiers (2e et 3e hannoniques). Commentaire existant sur les modes de vibration à une dimension: noeuds, ventres(l ventre, 2 ventres, 3 ventres... ) Différents plans de coupe.

Séquence 3. IPG :

Image de 2 diapasons. (440 et 438 Hz. On peut entendre un battements de 2 Hz. Commentaire sur les transferts d'énergie. Illustration expérimentale de la résonance (l'énergie passeà travers la caisse de résonance ). Les commentaires existent sur la séquence.

Séquence 4. IPG :

Le mouvement des diapasons est vu cette fois sous la lumière d'un stroboscope. On voit le mouvement réel au ralenti. Vision aussi des figures de Chladni, provoquées par le frottement de

l'archet de contrebasse contre une plaque métallique saupoudrée de poudre de lycopodes. On voit bien les lignes nodales. Commentaires à faire encore.

Séquence 5. AD (Cathédrale d'Aoste) :

Images des tuyaux d'orgue de la Cathédrale d'Aoste. On voit bien les 3 claviers et les différents jeux. L'organiste Paolo Bougeat exécuteleFinal de la 6ème sonate, op. 65 N° 6, de Felix Mendelsohn. Différents plans de coupe.

Séquence 6. AO :

L'artiste fait entendre les battements de deux notes différant d'un demi-ton, d'autant plus remarquables par l'oreille que les sons sont plus bas. L'auditeur entend ensuite une succession de notes pour illustrer les premiers harmoniques naturels. Quelques plans de coupe. L'organiste fait sonner ensuite des accords majeurs, très consonants, puis des notes jouées ensembles, mais toujours plus dissonantes. Illustration aussi de l'effet des harmoniques sur le timbre. Les commentaires restent àfaire.

Séquence 7. TO (Torino, Orchestre Philarmonique) :

Elle commence par un morceau de harpe (La Romance en fa, d'Elias Parish Alvars, 1808 - 1849), exécuté par Gabriella Dosio (de l'Orchestre de Turin). Nous voyons les cordes, avec les octaves. Après quelques plans de coupe, voici des gros-plans sur les vibrations des cordes. L'auditeur peut entendre (et voir! ) l'importance de la résonance dans l'usage de cet instrument. Commentaireàfaire.

Séquence 8. TO :

L'illustration de la succession de plusieurs octaves sur la harpe permet de voir les ventres des ondes stationnaires sur les cordes de la harpe. Par des vibrations sur toutes les cordes, l'artiste nous fait également entendre des résonance avec les harmoniques. On voit très bien l'amortissement des oscillations des cordes avec les mains. Après de gros-plans sur d'autres vibrations sur les cordes basses de la harpes, on peut entendre nettement les consonances des premiers harmoniques naturels. Commentaireàfaire.

4. COMMENTAIRES ET CRITIQUES DU PUBLIC

3.Le montage devrait tenir compte davantage du public auquel il est destiné.

b. Dans le commentaireà faire sur la séquence No 4, il faudra bien expliquer les détails et citer les différents modes d'ondes stationnaires à 2 ou 3 dimensions. On pourrait aussi présenter l'onde sur une surface liquide comme modélisation (mais hélas, dans ce cas, il n'y a pas de son!).

Il serait nécessaire de faire avec soin la comparaison avec l'onde à une dimension qui prend naissance sur la corde.

c. Au début, quand on parle de vibration, on devrait mieux expliciter le phénomènes de fréquence et de longueur d'onde. Sur la propagation, on pourrait essayer de montrer que dans le vide, il n'existe pas de propagation sonore.

Une remarque sur le temps de propagation serait aussi la bienvenue. (Exemple: Un coup de marteau à150 m pour montrer les différentes vitesses de propagation entre image et son ). Le spectateur doit comprendre que cette vitesse dépend du milieu dans lequel l'onde progresse.

d. Il faudrait donner une idée du fonctionnement des perceptions sonores par notre oreille, par exemple avec une animation (prévu par le programme, non explicité au début de la séance).

On pourrait compléter le film définitif avec la courbe de réponse de l'oreille humaine (graphique de psofométrie). Peut-être par l'intermédiaire de l'orgue comme source sonore?

e. Il serait bien, vu l'approche non traditionnelle à l'acoustique, de montrer des sons provenant de la vie courante comme un verre qui vibre sous les doigts (Fellini), une scie qui vibre (joueur suisse?), une sonnette de porte (ding-dong), une cloche, etc.

f.Intéressant aussi serait de montrer un test sur les harmoniques, la consonance et la dissonance,à mener sur des enfants dans une classe. Les résultats pourraient faire partie du film. Études en cours à Genève.

g. Introduire aussi l'onde électromagnétique, en comparaison avec l'onde acoustique. Différence des milieux et des principes fondamentaux de la propagation. Ce serait utile pour mieux expliquer la différence.

5. NOUVEAU PROJET

Comme cela a été suggéré par le public de l'atelier de Chamonix, les auteurs ont repensé l'ensemble du scénario et le projet a évidemment pris un tour nouveau. Les remarques concernant la présentation et la structure de l'ensemble des séquence a serviàl'élaboration de nouvelles séquences filmées, en tenant compte vraiment, cette fois, du public ciblé. Pour nous il s'agit tout d'abord d'un grand public, comme celui de la télévision, quelques "trucages" ont été envisagés pour que les différents modes d'ondes stationnaires soient accompagnés d'un son en conséquence, ce qui illustrerait mieux les différents harmoniques, car l'oreille pourrait alors s'associer à l'image. Sur le fond, c'est partiellement inexact, car les oscillations des cordes vibrantes de l'École de Physique de Genève concernent des fréquences beaucoup plus basses, presque inaudibles. Le principe restant le même, le public aurait plus de facilitéà se représenter le lien entre les modes de vibration et ce qu'il entend. On aurait pu également envisager de montrer au ralenti (avec des méthodes stroboscopiques) la vibration réelle des sons audibles, comme celle d'une corde de violon. Toutefois, l'artifice technique ne pourrait-il pas égarer davantage encore le téléspectateur-auditeur? La question de la vitesse de propagation du son a été retenue aussi et sera tournée en pleine nature. Elle aura de plus un aspect spectaculaire tel que le spectateur s'en souviendra davantage que d'un discours abstrait.

En revanche l'excellente idée d'une interprétation psofométrique de l'audition n'est pas retenue pour ne pas charger la mémoire des téléspectateurs intéressés, du moins pas dans un premier temps.

L'évocation d'autres sources de vibrations, comme celle de la harpe de verre mise en évidence dans le film de Fellini E la nave va trouverait son intérêt. L'idéal serait même d'obtenir les droits pour citer la séquence originale!

Le problème de la perception des harmoniques, de la consonance et de la dissonance par des tests sur des enfants ne pourra pas faire partie immédiatement du film. Ces essais, en laboratoire de didactique, prendraient un temps excessif et la fin du tournage ne saurait souffrir un pareil retard. C'est pour une édition ultérieure que cette remarque pourra vraiment être prise en considération!

En revanche, la comparaison entre les deux vitesses de propagation des ondes électromagnétiques et acoustiques trouveront leur pleine application dans la mise au point de la bande. En effet, du point de vue didactique, ce phénomène, observable par chacun au cours d'un orage, fait appelà une expérience commune, et il est nécessaire de relier le quotidien aux notions que l'on veut faire passer. En effet, tout le monde a observé qu'un temps de plusieurs secondes sépare l'arrivée de l'onde lumineuse de l'éclair et celle de l'onde sonore (coup de tonnerre) qui nous parvientàchaque coup de foudre observé de loin.

6. CONCLUSION

Nous avons hésité longtemps avant de présenter à notre atelier un travail inachevé. Pédagogiquement, ilnous semblait préférable d'avoir choisi et réalisé toutes nos options avant d'en parler. Mais n'y avait-il pas là une sorte de paternalisme qui aurait consisté à montrer ce qui est fait comme ce qui doit êtrefait? Nous avions la chance, justement, d'avoir affaireàun public vraiment averti, et qui tenait justementàjouer le jeu complètement, jusqu'au bout, c'est-à-dire d'assumer un véritable engagement dans une création. Nous avons donc opté pour la solution de travailler sur un champ didactique ouvert.Lanombreuse et active participation à cette séance nous a montré que nous avons eu raison. Espérons qu'au cours d'une prochaine rencontre, il nous sera possible de présenter et commenter la version définitive(?)à laquelle les participants ont collaboré.