Analyse des sons musicaux

Dans cette partie, nous allons surtout parler des sons musicaux. En effet, l'homme a eu très tôt son attention attirée par les sons musicaux : ces sons, de timbre particulièrement agréable et suggestif, étaient principalement fournis par les instruments à corde (lyre, harpe etc.), les instruments à vent (flûte, pipeau, etc.) et les instruments à percussions.  Nous analyserons dans un premier temps le diapason, car c'est l'instrument qui émet un son pur comme nous l'avons dit précédemment.

Ces courbes et analyses spectrales ont été établit à l'aide d'un éditeur audionumétrique qui a pour nom Adobe audition.

Avant dinterpréter les analyses des différents sons, il est important de savoir quelques informations.

Qu'est ce qu'un spectre ?

On utilise l'analyseur de spectre pour analyser les ondes. Il s'agit plus précisément d'un spectre de fréquences. C'est un graphique obtenu en portant en abscisses les fréquences composantes et en ordonnées leurs amplitudes respectives.

Qu'est ce que le timbre ?

Le timbre d'un son est en quelque sorte la couleur propre de ce son. Il varie en fonction de la source sonore. Il s'agit d'une notion très complexe qui met en relation la fondamentale ainsi que ses harmoniques. L'intensité respective de chaque harmonique est déterminante dans la caractérisation du timbre.

 

A- Un son inexsistant

Il est important de signaler que ces sons n'existent pas dans la nature, il s'agit d'une fréquence pure généré par un synthétiseur.

 La 440 Hertz

Il s'agit de l'onde du diapason obtenue par le son suivant : 440.wav

On obtient l'analyse spectrale ci-dessous :

Cette analyse spectrale nous montre bien qu'il y a un trait uniquement à 440 Hertz, car il s'agit d'un son pur de fréquence régulière.

La 440 Hertz + 880 Hertz

Il s'agit de l'onde du diapason obtenue par le son suivant : 440 880.wav

 

On peut s'apercevoir qu'il y a deux traits verticaux, soit la fondamentale suivie d'une harmonique. Donc, le faite qu'il y ait une harmonique modifie le timbre et donc est différent du premier son entendu. Le son est différent tout en entendant la même note.

La 440 Hertz + 880 Hertz + 1320 Hertz

Cette onde est le résultat du son suivant : 440 880 1320.wav

 Voici son analyse spectrale :

 

L'analyse spectrale met en évidence la fondamentale de 440 hertz suivie de deux harmoniques. Le timbre est encore différent des deux autres sons.

La 440 Hertz + 4 harmoniques

La courbe de l'onde devient de plus en plus complexe car le nombre d'harmonique augmente.

Voici le son émit : 440 4 harmoniques.wav et ci-dessous son analyse spectrale

L'analyse spectrale nous montre également la fondamentale suivie de quatre harmoniques. On peut aussi voir que l'intensité n'est pas décroissante ni croissante, cela varie en fonction de l'harmonique. Par exemple on voit que la deuxième harmonique est plus élevée que la première.

Pour conclure, on se rend compte qu'une même note avec plus ou moins d'harmoniques rend la courbe plus ou moins complexe et donc change le timbre. Donc, c'est les harmoniques qui déterminent le timbre et cette différenciation influe sur le son. D'ailleurs on a bien entendu que le son était différent pour un nombre différent d'harmonique.

B- Le piano

Voici le " LA 3 " qu'émet le piano : Piano.wav

L'allure de l'onde du La 3 du piano est la suivante :

Le spectre du " LA 440 Hertz " met en évidence par les traits verticaux de nombreuses harmoniques. Ces harmoniques ont une intensité qui varie selon l'harmonique, c'est à dire que certaine sont plus élevé que d'autre mais pas dans la continuité. Les dernières harmoniques sont cependant plus faibles que les première. Ces harmoniques définissent le " LA 440 Hertz " que nous avons entendu et sont propre à ce son.

C- La guitare

Le " LA 3 " de la guitare est le son suivant :

La courbe représentant son onde est celle-ci :

On remarque que l'onde est toujours différente, ce qui montre que le timbre l'est aussi. Cela accentue le faite que le timbre détermine l'unicité d'un son.

On peut également voir que les harmoniques du " LA 440 hertz " de la guitare sont très nombreuse par rapport à celle du piano.

D- L'orgue

Ci-dessus se trouve la courbe de l'onde de l'orgue, elle est encore différente des deux autres.

 

 

 

Spectre du " LA 3 " de l'orgue

E- La flûte japonaise

 

Ci-dessus se trouve l'onde de la flûte japonaise et ci-dessous son analyse spectrale.

On peut conclure à travers ces analyses spectrales et ondes que les harmoniques sont propres à chaque son. C'est à dire qu'un son est déterminé par sa multitude d'harmoniques.De plus, on peut dire que plus les fréquences des harmoniques sont proches des multiples entiers de la fréquence fondamentale, plus le son est pur, par exemple il ressemblera au son qu'émet le diapason. Plus elles s'éloignent des multiples entiers, plus le son est différent comme par exemple celui de la guitare, du piano, etc. Ces multitudes d'harmoniques déterminent alors le timbre, donc sachant que la multitude d'harmonique est unique pour chaque son, le timbre est la signature d'un son et définit son unicité.

La multitude d'harmoniques détermine le timbre et est responsable de la diversité musicale.

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