Les études menées au sein de cette OR visent à mieux comprendre le fonctionnement des instruments de musique et en particulier leurs aspects non linéaires. Ces travaux sont motivés par la volonté :

 - de proposer de nouveaux modèles utilisables pour la synthèse sonore (problème direct).

 - de développer des méthodes originales de contrôle des modèles (notamment par l’étude des bifurcations).

 - de fournir une aide à la lutherie et à la facture instrumentale traditionnelle.

Approches :

Les travaux sont menés selon trois directions :

Sur le plan expérimental : la confrontation avec l’expérience est un objectif primordial. Les montages expérimentaux servent souvent l’un des deux objectifs suivants :

 - Etudier un instrument de musique en situation de jeu sans être pénalisé par les contraintes liées à l’instrumentiste. Pour cela, il est souvent indispensable de reproduire de manière contrôlée l’action du musicien (bouche artificielle asservie pour instruments à vent par exemple).

 - Simplifier le problème en isolant un phénomène particulier. Pour cela on peut réaliser des maquettes représentant un instrument simplifié (corps de la clarinette remplacée par un tuyau cylindrique par exemple).

Sur le plan numérique (simulations et élaboration de modèles simplifiés) La simulation numérique est à la fois envisagée, comme un moyen de :

 - Confrontation avec l’expérience.

 - D’investigations complémentaires là où l’approche expérimentale est difficilement envisageable ou trop contraignante.

 - D’évaluer jusqu’où les modèles destinés à la synthèse sonore temps-réel peuvent être simplifiés (liens forts avec l’OR S2M).

Sur le plan théorique : la compréhension et le contrôle de la dynamique des modèles est essentielle, surtout dans la perspective des applications musicales ou industrielles déjà évoquées.

 - Des méthodes originales peuvent être développées, afin de tirer parti de la nature particulière du système étudié (comme par exemple l’équilibrage harmonique à troncature variable).

 - D’autre part on cherche à tirer profit des méthodes existantes pour l’étude des systèmes dynamiques non linéaires (par exemple pour l’étude des bifurcations ou la réduction d’un modèle).

Collaborations :

Cette OR, du fait du large spectre de compétences requises, développe naturellement de nombreux liens internes (avec des OR existantes, tant en acoustique qu’en mécanique) et externes (avec des laboratoires extérieurs). Des liens forts existent en particulier avec l’OR Vibrations Non Linéaires (équilibrage harmonique, bifurcations, réduction de modèles) et l’OR Modélisation, Synthèse et Contrôle des Signaux Sonores et Musicaux. Les principales collaborations externes se font avec l’IRCAM, le LAM et le LAUM. .

Cette OR participe au projet CONSONNES financé par l’ANR.

---

PUBLICATIONS PRINCIPALES SUR 4 ANS

---

Ouvrages

 - CHAIGNE A. et KERGOMARD J., "Acoustique des Instruments de Musique", Belin, 2008.

Revues à comité de lecture

 - FRITZ C., FARNER S. et KERGOMARD J., "Some aspects of the harmonic balance method applied to the clarinet", Applied Acoustics, 95, 1155-1180, 2004.

 - GUILLEMAIN Ph. , "A Digital Synthesis Model of Double-Reed Wind Instruments ", Eurasip Journal on Applied Signal Processing, Special Issue on Model-based Sound Synthesis, Vol. 2004, n°7, 990-1000.

 - DEBUT V, KERGOMARD J et LALOE F., "Analysis and optimization of the tuning of the twelfths for a clarinet resonator", Applied Acoustics 66 (2005), pp365-409, http://hal.ccsd.cnrs.fr/ccsd-00000589 .

 - DALMONT J.P., GILBERT J., KERGOMARD J. et OLLIVIER S., "An analytical prediction of the oscillation and extinction thresholds of a clarinet", J. Acoust. Soc. Am. 118 (2005), 3294-3305.

 - FARNER S., VERGEZ C., KERGOMARD J. et LIZEE A., "Contribution to harmonic balance calculations of periodic oscillation for self-sustained musical instruments with focus on single-reed instruments". J. Acoust. Soc. Am. 119 (2006), 1794-1804. http://hal.ccsd.cnrs.fr/ccsd-00004370

 - KERGOMARD J., DEBUT V. et MATIGNON D., "Resonance modes in a one-dimensional medium with two purely resistive boundaries", J. Acoust. Soc. Am. 119 (2006) 1356-1367. http://hal.ccsd.cnrs.fr/ccsd-00003357

 - OLLIVIER S., DALMONT J.P. et KERGOMARD J, "Idealized models of reed woodwinds. Part I : analogy with the bowed string", Acta Acustica - Acustica , 90, 1192-1203 (2004), http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00088229/fr/·

 - OLLIVIER S. ¸ KERGOMARD J. et DALMONT J.P., "Idealized models of reed woodwinds. Part II : on the stability of two-steps oscillations", Acta Acustica - Acustica , 91, 166-179 (2005), http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00088228/fr/.

 - ALMEIDA A., VERGEZ C. et CAUSSE R., "Quasi-static non-linear characteristics of double-reed instruments", J. Acoust. Soc. Am. , 121(1), 536-546 (2007), http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00106239/fr/.

 - ALMEIDA A., VERGEZ C. et CAUSSE R., "Experimental investigation of reed instrument functionning through image analysis of reed opening", Acta Acustica - Acustica , 93(4), 645-658 (2007),http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00109075/fr/.

 - GUILLEMAIN Ph., "Some roles of the vocal tract in clarinet breath attacks : Natural sound analysis and model-based synthesis", J. Acoust. Soc. Am., 121(4), 2396-2406 (2007).

 - SILVA F., KERGOMARD J., VERGEZ C. et GILBERT J., "Interaction of reed and acoustic resonator in clarinet-like systems", J. Acoust. Soc. Am. (accepté pour publication), http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00197147/fr/.

---

POST-DOC SUR 4 ANS

---

Terminés :

 - NORELAND Daniel (2006) : Modes non linéaires pour les instruments de type clarinette, Co-encadrement Sergio Bellizzi (OR VNL) et Christophe Vergez (OR PIM). Situation actuelle : enseignant en Suède.

 - NORELAND Daniel (2007) : Optimisation de la géométrie d’un instrument de type clarinette, encadrement Jean Kergomard (OR PIM). Situation actuelle : enseignant en Suède.

En cours :

 - RICAUD Benjamin (2008-2009) : Etude théorique d’un modèle d’instrument a vent. Lien entre paramètres physiques de l’instrument et spectre sonore en régime permanent, co-encadrement Philippe Guillemain et Richard Kronland (OR S2M).

---

THESES SUR 4 ANS

---

Thèses soutenues :

 - BENSA Julien : Analyse et synthèse de sons de piano par modèles physiques et de signaux. Directeur de thèse : Richard Kronland Martinet. Université Aix-Marseille 2 (30% PIM, 70 % S2M). Soutenue le 23 mai 2003. Situation actuelle : office européen des brevets, La Haye.

 - DEBUT Vincent : Deux études d’un instrument de musique de type clarinette : analyse des fréquences propres du résonateur et calcul des auto-oscillations par décomposition modale. Directeur de thèse : J. Kergomard, F. Laloé. Université : Aix Marseille 2. Soutenue le 27 octobre 2004. Situation actuelle : post-doctorat à Lisbone.

 - FRITZ Claudia : La clarinette et le clarinettiste :influence du conduit vocal sur la production du son. Directeurs de thèse : R. Caussé, J. Kergomard, J. Wolfe. Université : Paris 6. Soutenue le 15 décembre 2004. Situation actuelle : chargée de recherche à l’Institut J.L. D’alembert, Paris.

 - ALMEIDA André : The physics of double-reed wind instruments and its application to sound synthesis. Université Paris 6. Soutenue le 26 juin 2006. Thèse réalisée à l’Ircam (direction X. Rodet et R. Caussé, Ircam, et encadrement C. Vergez, LMA). Situation actuelle : post-doctorat à l’UNSW, Sydney, Australie.

 - TERROIR Jonathan : Modélisation et synthèse sonore des instruments à vent. Directeur de thèse : Ph. Guillemain. Université : Aix-Marseille 2. Date de soutenance : décembre 2006.

Thèses en cours :

 - SILVA Fabrice : Etude expérimentale et théorique des transitoires d’instruments de musique à anche simple. Directeurs de thèse : J. Kergomard, Ph. Guillemain et Ch. Vergez. Université : Aix Marseille 1. Date de début : septembre 2005.

---

LOGICIELS

---

HARMBAL  : Logiciel de calcul de solutions périodiques par équilibrage harmonique

MANLAB  : Logiciel de continuation interactif (coll. OR VNL)