Cyril Touzé

Recherche

Navigation

• Modes non-linéaires
• Plaques et coques
• Gongs et cymbales
• Synthèse sonore
• Cymbales
• Turbulence d'ondes

Collaborations

• Antoine Chaigne


• Olivier Thomas



• Stefan Bilbao

Une application en Acoustique musicale :
Cymbales et gongs

Le son typique produit par les instruments de type cymbale ou gong provient de la non-linéarité géométrique (grande amplitude de déplacements). Des expériences contrôlées, où la cymbale est excitée par une force sinusoidale d'amplitude croissante, ont montré le caractère générique de la transition vers le régime de vibrations chaotiques avec deux bifurcations successives. On montre ci-dessous un résultat expérimental obtenu sur un gong.


On peut écouter le son produit lors de ce type d'expérience (excitation monofréquentielle), pour deux cymbales et deux fréquences d'excitation différentes:

Cymbal Zyldjian excitée à 283 Hz.
[MP3]

Cymbal K-ride excitée à 438 Hz.
[MP3]

Simulations numériques

Des simulations numériques sont menées afin de reproduire correctement les bifurcations observées expérimentalement ainsi que d'étudier le régime turbulent. En utilisant un code numérique initialement développé par Stefan Bilbao, combinant différences finies en espace et schéma énergétiquement conservatif en temps, nous sommes en mesure de retrouver le schéma de transition impliquant deux bifurcations successives avec l'apparition d'un régime quasi-périodique avant le régime turbulent. Ci-dessous, le spectrogramme obtenu numériquement pour une plaque parfaite rectangulaire à bord libre excitée à 645 Hz.



Ci-dessous au format .wav, le son obtenu par une simulation numérique (vitesse en un point), pour la même plaque, excitée à 289 Hz, ainsi que le spectrogramme correspondant (cliquez sur l'image pour entendre le wav).

Synthèse sonore

La synthèse sonore de sons de gongs et de cymbales a été menée à bien à l'aide d'une approche modale utilisnt un schéma conservatif. Les sons de synthèse sont accessibles en cliquant ici.

Documents

• C. Touzé : Analyse et modélisation de signaux acoustiques et vibratoires chaotiques. Application aux intruments de percussion non-linéaires, thèse de doctorat de l'Université Paris 6, 2000.


• O. Thomas : Analyse et modélisation de vibrations non-linéaires de milieux minces élastiques - Application aux instruments de percussion., thèse de doctorat de l'Université Paris 6, 2001.


• C. Camier : Modélisation et étude numérique des vibrations de plaques circulaires minces imparfaites. Application aux cymbales, thèse de doctorat de l'Ecole Polytechnique, 2009.



• Support d'un cours sur les cymbales et les gongs, donné le 4 Novembre 2008 à l'ENSIM (Ecole nationale Supérieure d'Ingénieurs du Mans).
  [document PDF]

Articles de vulgarisation

• O. Thomas, M. Monteil et C. Touzé : Idiophones à plaque et à coque. Partie I : instruments linéaires et faiblement non linéaires: entre cloches et steelpans, in "Acoustique des instruments à percussion", musique & technique, No. 6, Éditions Itemm, ISSN : 1771-3641, Le Mans, 2011.
  [ pdf ]
  
• C. Touzé et O. Thomas: Idiophones à plaque et à coque. Partie II : instruments fortement non linéaires : cymbales, tam-tams et plaque tonnerre, in "Acoustique des instruments à percussion", musique & technique, No. 6, Éditions Itemm, ISSN : 1771-3641, Le Mans, 2011.
  [ pdf ]
  



Articles liés

• C. Touzé et A. Chaigne : Lyapunov exponents from experimental time series. Application to cymbal vibrations, Acta Acustica, vol 86, No 3, pp. 557-567, 2000.
• A. Chaigne, C. Touzé et O. Thomas: Nonlinear vibrations and chaos in gongs and cymbals, Acoustical Science and Technology, Acoust. Soc. of Japan, vol. 26, No. 5, pp 403-409, 2005.
  [AST/ASJ | pdf]
  
• 28. C. Touzé, S. Bilbao, L. Longo-Mucciante, O. Cadot et A. Boudaoud : Vibrations chaotiques de plaques minces: application aux instruments de type cymbale, 10ème Congrès Français d'Acoustique (CFA 10), Lyon, 12-16 Avril 2010.
  [ pdf ]