modélisation d'une guitare

[invite5e9167c1]

Bonjour ,
Je suis actuellement en PC au lycée thiers et j'ai un TIPE a réaliser pour mes concours . Mon sujet consiste à modéliser mathématiquement une guitare , , récupérer le son créer et comparer son spectre avec celui d'une guitare réelle . Pour la corde je fais les hypothèses d'un corde inextensible de longueur L et de masse linéique constante . Je néglige les effets de pesanteurs et les frottements fluides de l'air avec la corde . J'utilise comme modèle cette corde qui serait attachée a un point fixe ( la tête de la guitare ) et a une masse M ( le chevalet +la table d'harmonie ) reliée et même a un ressort rattaché a un point fixe . Je demandais si ce modèle paraissait cohérent et si vous pourriez m'aider à établir l'équation du mouvement de la masse , soit du chevalet et de la table d'harmonie ? Merci à vous et bonne journée !
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[Gawel]

Bonjour,

je ne réponds malheureusement pas avec une casquette de physicien, mais avec une casquette de guitariste :
la vibration de la caisse (et dans ton cas, de la table d'harmonie) est-elle induite par la vibration de la corde directement ou est-ce que cette vibration est provoquée indirectement, par l'air ?
Parce que si tu grattes une corde d'une guitare et que tu rapproches une autre guitare, les deux tables d'harmonie vont entrer en vibration, alors qu'une seulement est en liaison directe, et ce même si la deuxième guitare n'a pas de corde!!! (oui bon il faut vraiment s'ennuyer pour faire ces expérimentations là avec 2 guitares dont une sans corde )
Du coup, il me semble qu'il y a là une hypothèse qu'il faudrait vérifier

Bon courage,
Gaël

[Gawel]

Je déplace cette discussion en section Physique.

[invite29cafaf3]

Bonsoir,

Les cordes de guitare ne sont pas inextensibles, loin de là !
Quel type de cordes, nylon, filées ? La corde d'une classique n'a pas grand chose à voir avec une corde de guitare électrique. Il faudra aussi tenir compte du "tirant". Un jeu rock 9-42 n'a pas grand chose à voir avec un jeu Jazz 11- 53.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je pense que vous avez eu les yeux plus gros que le ventre.
Le sujet est extrêmement complexe. Car le son d'une guitare classique (ou d'un violon) est dû aux fréquences propres de la table d'harmonie qui, avec l'interaction avec le volume interne de la caisse de résonance, modifient l'amplitude des harmoniques.
Mais ces fréquences propres sont très difficiles à déterminer autrement que par des mesures.
Vous courrez dans le mur.
Je pense que le rôle des enseignants devrait être d'éviter que des élèves (nécessairement sans expérience) ne se lancent dans des projets beaucoup trop complexes.
Je vous conseille de changer de sujet de toute urgence.
Au revoir.

[invite5e9167c1]

Bonjour ,
Merci de vos réponses , pour les cordes comme les vibration de la corde sont de l'orde du mm je néglige l'élongation de la corde , c'est ce que font tous les auteurs de thèses a ce sujet !
Mon objectif n'est pas de reproduire exactement le son d'une guitare mais d'avoir un modèle qui s'y apparente et ensuite d'interpréter les énormes différences trouvées au niveau du spectre ! Pensez vous vraiment que c'est infaisable ?

[invite6dffde4c]

Re.
Non. Définitivement non.
Déjà trouver les différences du spectre d'une corde (sans caisse de résonance ni table d'harmonie) suivant l'endroit où la corde est pincée c'est délicat.
Mais la contribution de la table d'harmonie est inextricable. La prévue est qu'après des décennies de mesures, on arrive à faire des bons violons (en sculptant la table d'harmonie pour qu'elle ait les bons modes), mais non des Stradivarius.
A+

[phuphus]

Bonsoir,

La preuve est qu'après des décennies de mesures, on arrive à faire des bons violons (en sculptant la table d'harmonie pour qu'elle ait les bons modes), mais non des Stradivarius.
A+

Êtes-vous certain que nous ne faisons pas mieux qu'un Stradivarius depuis déjà longtemps, mais que nous ne savons pas nous en rendre compte ?

http://forums.futura-sciences.com/de...adivarius.html
http://www.pseudo-sciences.org/spip.php?article1215

[phuphus]

Bonsoir,

Bonsoir,

Les cordes de guitare ne sont pas inextensibles, loin de là !
Quel type de cordes, nylon, filées ? La corde d'une classique n'a pas grand chose à voir avec une corde de guitare électrique. Il faudra aussi tenir compte du "tirant". Un jeu rock 9-42 n'a pas grand chose à voir avec un jeu Jazz 11- 53.

C'est bien loin du sujet...

[phuphus]

Bonsoir,

Bonjour ,
Merci de vos réponses , pour les cordes comme les vibration de la corde sont de l'orde du mm je néglige l'élongation de la corde , c'est ce que font tous les auteurs de thèses a ce sujet !
Mon objectif n'est pas de reproduire exactement le son d'une guitare mais d'avoir un modèle qui s'y apparente et ensuite d'interpréter les énormes différences trouvées au niveau du spectre ! Pensez vous vraiment que c'est infaisable ?

Pour ma part je trouve ton sujet sensé. Tu peux en effet partir d'un modèle de corde vibrante, faire une hypothèse sur la déformation initiale (par exemple triangle équilatéral car corde pincée au milieu) qui te donnera les conditions intiales te permettant de déterminer l'amplitude des harmoniques, et ensuite comparer ce spectre à un spectre enregistré.

Un modèle simple de la guitare complète (genre corde + chevalet + corps, le chevalet étant modélisé par un ressort et le corps par une plaque infiniment rigide) montrera que tu as conscience que la corde seule est juste une partie du problème. Parler des modes propres d'une plaque réelle, et les calculer sur une plaque seule, fera à mon avis le reste. Mais comme cela fait pas mal de temps que j'ai passé mon propre TIPE, je ne sais pas si les exigences et les critères de jugement sont toujours les mêmes.

[invite936c567e]

Bonsoir

C'est bien loin du sujet...

Je pense au contraire qu'on est en plein dedans.

Les caractéristiques des cordes entrent pour une bonne partie dans la sonorité, et si le but est bien de simuler le comportement des éléments d'une guitare pour calculer le son produit et le comparer à celui d'un instrument réel donné, il faudra bien en passer par là. Sinon le résultat risque d'être très loin du résultat attendu.

Si les hypothèses sont trop simplificatrices, la "guitare" risque de sonner comme un pipeau.

[phuphus]

Bonsoir,

BonsoirJe pense au contraire qu'on est en plein dedans.

Les caractéristiques des cordes entrent pour une bonne partie dans la sonorité, et si le but est bien de simuler le comportement des éléments d'une guitare pour calculer le son produit et le comparer à celui d'un instrument réel donné, il faudra bien en passer par là. Sinon le résultat risque d'être très loin du résultat attendu.

Si les hypothèses sont trop simplificatrices, la "guitare" risque de sonner comme un pipeau.

L'exprimer de cette manière est déjà un peu plus bénéfique pour apdg que le noyer dans un jargon technico-guitaristique. Mais ça ne le fait toujours pas avancer...

@ apdg : tu vas donc faire une mesure sur une guitare réelle. Pour l'occasion, achète un jeu de corde, monte-les, puis après la mesure démonte-les et fais sur ces cordes les mesures permettant de nourrir ton modèle, à savoir raideur de la corde et masse linéique (le paramètres le plus influent sur le son n'y est pas, mais pour ton TIPE c'est vraiment hors sujet...). Tu auras une partie expérimentale bienvenue.

[invite29cafaf3]

L'exprimer de cette manière est déjà un peu plus bénéfique pour apdg que le noyer dans un jargon technico-guitaristique.

Ah. Parceque d'après vous, faire la différence entre une corde de classique et une corde de folk ou d'électrique c'est du jargon machin-guitaristique ???

Prenons simplement la classique.

Mi La Ré : Nylon, monobrin.
Sol Si Mi : Nylon, multibrins, enroulées Argent ou Bronze.

Ah ben oui, on voit tout de suite que la masse linéique, l'élasticité et la tension sont les mêmes. Ben voyons !

Ce que je veux dire, c'est que pour cette étude, et c'est ce que dit aussi PA5CAL, il faut choisir UN type de corde, le terme "corde de guitare" recouvrant des dizaines de variantes avec des différences énormes.

Au niveau du choix, nylon ou filée, vaut mieux éviter les enroulées.

Dans le cadre demandé par apdg je dirais filée, extensibilité pouvant être tenue pour négligeable et masse linéique constante.

Pour le reste je laisse le Grand Maître phuphus se débrouiller.

[invite5e9167c1]

Merci a tous pour vos question . J'ai réfléchit et contacté plusieurs personnes , dont chercheurs en laboratoire d'accoustique , et m'on tous dit que c'etait trop dur pour moi ! les probleme etant de modéliser le rayonnement de la caisse , le couplage chevalet/ corde , car il faut faire apparaitre un terme d'amortissement viscoelastique , et en regardant bien tous ceux qui se sont attaqué à ça sortaient de polytechnique , et le faisaient pour une thèse -_- . Je me contenterai donc de comparaisons spectrale de sons de ma guitare , avec des modifications ( etouffement de la caisse , position de l'attaque sur la corde , regarder les effets selon les cordes etc.... ) Pensez vous que c'est mieux ?

[phuphus]

Bonjour,

je pense que ton sujet original est meilleur. Si tu as les 3 conditions suivantes, alors tu es capable de le mener à bien :

- calcul des modes propres d'une corde (déformée + fréquence)
- décomposition en série de Fourier d'un signal type triangle (à la main ou pourquoi pas avec un logiciel : Maple, Mathematica, Matlab, Scilab, etc.)
- trouver une hypothèse de travail convenable (par exemple en recontactant les chercheurs déjà interrogés sur ton sujet premier) : l'équilibre spectral du signal rayonné est-il analogue au déplacement, à la vitesse ou bien à l'accélération de la corde au point d'excitation ?

Remarque : cela fonctionne aussi avec une guitare électrique, sauf que dans ce cas la justification de l'hypothèse de travail sera plus simple puisqu'il suffira de trouver l'info via le fonctionnement des microphones : plus besoin de parler de chevalet et de table d'harmonie.

Regarde le document suivant, si tu es capable de le suivre jusqu'au A.3., alors je pense que c'est gagné.

http://www.agregation-physique.org/s...2009/ccp09.pdf

[invite29cafaf3]

Remarque : cela fonctionne aussi avec une guitare électrique, sauf que dans ce cas la justification de l'hypothèse de travail sera plus simple puisqu'il suffira de trouver l'info via le fonctionnement des microphones : plus besoin de parler de chevalet et de table d'harmonie.[/url]

Ben voyons ! L'art de dire n'importe quoi.

Ben non, il est évident que le BOIS de la table n'a pas d'importance pour une guitare électrique, du hêtre ou du wengé apparement même résonance, même sustain, il vous semble tout aussi évident que la nature du chevalet n'intervient en rien, il est parfaitement évident qu'une électrique à manche conducteur ou à manche semi-conducteur pour vous c'est la même chose, il est évident qu'un chevalet Type Floyd Rose c'est la même chose qu'un chevalet à ancrage arrière.

Le micro vous facilite l'a vie à vous, lequel ??? Parce que Single coil, Humbucker ou le cumul des deux, cela ne vous tracasse pas et si il y a micro ... vous oubliez la table ? Les Piézos vous ne connaissez apparemment pas.

C'est chouette une corde qui flotte sur rien.

[phuphus]

Bonsoir,

Ben non, il est évident que le BOIS de la table n'a pas d'importance pour une guitare électrique, du hêtre ou du wengé apparement même résonance, même sustain, il vous semble tout aussi évident que la nature du chevalet n'intervient en rien, il est parfaitement évident qu'une électrique à manche conducteur ou à manche semi-conducteur pour vous c'est la même chose, il est évident qu'un chevalet Type Floyd Rose c'est la même chose qu'un chevalet à ancrage arrière.

Le sujet d'apdg consiste à comparer les amplitudes d'harmoniques obtenues par calcul et par mesure. L'influence de tous les paramètres que vous citez, entre deux guitares que tout oppose paramètre par paramètre, est à votre avis de :
+/- 10dB
+/- 1 dB
+/- 0,1 dB

Je pense qu'il vous manque le lien entre sonorité et harmoniques : ce n'est pas parce que vous entendez une différence que les amplitudes des harmoniques sont affectées. Et beaucoup des éléments que vous citez ont une influence sur la sonorité et / ou le jeu de l'instrument, mais ont une influence d'ordre 2 sur les harmoniques.

Je pose la question autrement : pensez-vous réellement que cela vaille la peine de monter un monocorde électrique simplifié d'essai à l'occasion du TIPE d'adpg plutôt que prendre une guitare toute faite ?

Le micro vous facilite l'a vie à vous, lequel ??? Parce que Single coil, Humbucker ou le cumul des deux, cela ne vous tracasse pas

Même remarque que dans mon intervention #12, appliquée aux micros :

il suffira de trouver l'info via le fonctionnement des microphones

... utilisés pour l'expérience, bien entendu.

Les Piézos vous ne connaissez apparemment pas.

Lesquels ?

Le plan du TIPE d'adpg pourrait donc être :
- fonction de transfert d'un micro de guitare électrique donné
- comportement d'une corde vibrante
- comparaison spectre calculé et spectre mesuré
- perturbation des conditions de mesure (endroit du pincement, placement des micros, diamètre de la corde, etc.)
- re-comparaison avec les nouvelle conditions

Conclusion sur 2 points :
- validité dans l'absolu du modèle ?
- les tendances sont-elles bien là ? (perturbations bien rendues, indépendamment des erreurs initiales du modèle)

Dernière remarque : il n'est pas interdit de dire "maintien", "simple bobinage" ou encore "double bobinage" au lieu de "sustain", "single coil" ou "humbucker". Sans plus d'explications de votre part envers les autres lecteurs de ce fil, cela ne me fait que trop penser à de l'hermétisme.