Physique Trombone à coulisse et justesse de jeu Chap.5

26/12/19 P05_trombone.doc 1/1

Spécialité

Physique Trombone à coulisse et justesse de jeu Chap.5

 Le trombone à coulisse est un instrument à vent et à embouchure de la famille des cuivres. La maîtrise de cet instrument est réputée difficile.

Document 1 : Le principe du trombone à coulisse

 Le trombone à coulisse est un tuyau dont la longueur est variable (fig.1). Le musicien excite l’air contenu dans le tuyau au niveau de l’embouchure et peut déplacer la coulisse pour allonger ou raccourcir le tuyau.

 Un éloignement d de la coulisse entraine une augmentation de 2d de la longueur du tuyau. Embouchure et pavillon se comportent comme des extrémités ouvertes et sont le siège de ventres de vibration.

 Suivant la position de ses lèvres, le musicien peut exciter, pour une longueur donnée, soit le fondamental, soit ses harmoniques. Un musicien chevronné peut exciter jusqu’à l’harmonique de rang 7.

 Les trombones les plus répandus sont les trombones, qui jouent en si bémol. Lorsque la coulisse n’est pas éloigné, donc pour la longueur minimale L0 = 2,930 m, la fréquence fondamentale du tuyau est celle du si bémol

f0 = 58,0 Hz.

 Le trombone ténor peut jouer sept notes en mode fondamental, correspondant à sept positions de la coulisse (fig. 2).

La position la plus éloignée de la coulisse (plus de 60 cm) correspond à la note la plus grave.

Document 2 : Tableau présentant les sept notes d’un trombone ténor

Position 0 1 2 3 4 5 6

Note Si bémol La La bémol Sol Sol dièse Fa Mi

Intervalle avec le si bémol

dans la gamme tempérée 1 2^1/12 2^2/12 2^3/12 2^4/12 2^5/12 2^6/12

Document 3 : Modes de vibrations d’un tuyau sonore

 L’extrémité ouverte d’un tuyau présente un ventre de vibration, c’est-à-dire que la vitesse des molécules d’air est maximale aux extrémités du tuyau (figure ci-contre). La célérité du son dans l’air est c = 340 m.s^-1. Voici une schématisation du tuyau et des

vibrations de l’air dans le tuyau pour le mode fondamental :

 Entre deux ventres de vibrations il y a une demi-longueur d’onde  2 Document 4 : Audition humaine

 L’oreille humaine est sensible aux intervalles entre les notes. L’intervalle i entre deux notes f1 et f2 est i = f2

f1

, avec f1 < f2. Une unité de mesure plus fine des intervalles est le cent. Un intervalle exprimé en cents, noté ic, est relié à l’intervalle i par la relation ic = 1200  log(i)

log(2)

 L’intervalle le plus petit perceptible par l’oreille humaine correspond à 5 cents.

 Rappel : le logarithme décimal log(x) a pour fonction réciproque 10^x.

Questions

1) En analysant les documents présentés, expliquer le principe le fonctionnement du trombone. Vous prendrez une note possible du trombone allongé (choisie par le professeur) et calculerez la distance dont le musicien doit, pour émettre cette note, déplacer la coulisse par rapport à la position la plus courte du trombone.

2) Calculer le déplacement de la coulisse à partir duquel une oreille exercée distingue une différence avec la note voulue.

3) Conclure votre étude par un résumé de ce qui fait la difficulté de cet instrument.