Cuivres (musique)

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La famille des cuivres regroupe des instruments à vent (également appelés aérophones) où le son est produit par vibration des lèvres dans une embouchure.

Description[modifier | modifier le code]

Contrairement à ce que leur nom laisse penser, le point commun des instruments de cette famille n'est pas la matière qui les constitue, mais la similarité de technique utilisée par le musicien pour produire le son : la vibration des lèvres fait vibrer — la plupart du temps au moyen d'une embouchure — la colonne d'air d'une cavité résonnante tubulaire de longueur variable.

Ainsi, même si la majorité des cuivres modernes sont en laiton, certains « cuivres » ne sont pas en métal, mais en bois (comme le cor des Alpes ou le didgeridoo), en bois recouvert de cuir (cornets à bouquin et serpents), en fibre de verre (certains soubassophones). Les « cuivres » rudimentaires peuvent être en os, corne (shofar), ivoire (olifant), terre cuite, coquillage (conque), roseau, ou toute matière pouvant présenter l'aspect d'un tube.

Inversement, certains instruments de musique à vent, fabriqués en métal, voire en alliage de cuivre, ne font pas partie des « cuivres » au sens défini précédemment, car le principe d'émission diffère. C'est le cas du saxophone, qui appartient à la famille des bois bien qu'il soit majoritairement composé de laiton.

Cette confusion provient sans doute de l'habitude argotique de désigner l'ensemble des instruments à vent d'un même orchestre de variétés (rock, typique...), sous l'appellation section cuivres. On retrouve ce phénomène en langue anglaise avec le mot horns (cors, au sens littéral).

Il est également possible qu'elle provienne de la différenciation existante au sein de l'orchestre classique, où tous les "bois" étaient effectivement en bois (flûte traversière en bois, pas de saxophone...) et tous les "cuivres" en cuivre (ou un alliage constitué de cuivre).

Hauteur de son[modifier | modifier le code]

Pour bien comprendre le principe de fonctionnement des cuivres, il convient de se référer à la théorie acoustique des harmoniques. En simplifiant à l'extrême, cela revient à dire qu'un tube d'une longueur donnée, peut générer un son fondamental (le plus grave possible sur ce tube), et une série de sons plus aigus, aux intervalles toujours identiques. Dans le cas des cuivres, sur une longueur donnée, on peut faire entendre tel ou tel son de la série en faisant varier les paramètres suivants : tonicité des muscles de la face sur le pourtour de la bouche, volume d'air expulsé, vitesse de l'air expulsé.

Principe du piston des cuivres

La hauteur du son fondamental (et de sa série d'harmoniques corollaires) est directement liée à la longueur du tube. Un tube long donne un son grave (tuba), un tube court donne un son aigu (trompette). Pour faire varier cette hauteur, la longueur du tube doit être modifiée au moyen de divers mécanismes. La coulisse du trombone, est le mécanisme le plus ancien (Moyen Âge). Certains cuivres ont utilisé des clefs, comme la trompette conçue à la fin du XVIIIe siècle à Vienne pour Anton Weidinger. Le cylindre rotatif des cors d'harmonie et des trompettes à palettes a vraisemblablement été inventé en 1824. Le piston Périnet, ou piston parisien, aboutit à sa forme définitive en France en 1839. Ces deux derniers dispositifs permettent de changer le trajet de l'air en vibration dans l'instrument.

Effectivement, il n'est que certains membres de la famille des cuivres qui sont capables de donner leur son fondamental. Pour la plupart, la série disponible se commence au premier harmonique au-dessus du fondemental.

Harmoniques du clairon

Les cuivres naturels sont de simples tuyaux, dont la longueur ne peut être variée dans l'instant de jeu. Ne pouvant donc produire que peu de notes (sauf cas particulier du cor naturel et des bugles à clefs), ils ont longtemps été utilisés essentiellement comme moyen de communication, appelés alors instruments d'ordonnance.

Produire un son avec un instrument à embouchure[modifier | modifier le code]

Nous allons considérer l'instrument comme un tube de longueur fixe, ouvert à son autre extrémité. C’est-à-dire le cas du cor naturel, de la trompe de chasse, de la trompette naturelle, de la trompette baroque, de la trompette de cavalerie, d'un trombone avec sa coulisse maintenue dans une position, et de tous les saxhorns dans une combinaison de pistons déterminée.

Dans cette configuration, le tube (l'instrument) est un résonateur d'onde sonore. La fréquence de résonance la plus faible s'appelle le fondamental. Les fréquences de résonance dépendent de la vitesse du son dans l'air et de la longueur du tube. Physiquement la loi s'exprime : « la demi-longueur d'onde de la fréquence du fondamental est égale à la longueur du tube ».

Soit : L=\frac{\lambda_{fond}}{2} , avec : L = longueur du tube
\lambda_{fond} = longueur d'onde de la fréquence fondamentale.

Or la fréquence et la longueur d'onde sont reliées par : \lambda=\frac{v_{son}}{F} , avec {v_{son}}=vitesse du son dans l'air.

Donc, finalement, F_{fond}=\frac{v_{son}}{2\ L}

La vitesse du son dans un milieu dépend de la température du milieu, qui a une influence sur la hauteur du fondamental et donc sur l'accord de l'instrument.

Les autres fréquences de résonances (les harmoniques) sont des multiples de la fréquence fondamentale. Le musicien est donc limité à ne jouer que les harmoniques de son instrument. Pour un fondamental (ou premier harmonique) de fréquence F, le deuxième harmonique aura une fréquence 2 F. Un rapport de fréquence 2 s'appelle, en musique, une octave. Le troisième harmonique aura donc une fréquence 3 F. Le rapport des fréquences entre le deuxième et le troisième harmonique est de \frac{3}{2}. Ce rapport caractérise les quintes justes. On a donc le même intervalle entre les harmoniques 4-6, 8-12 et 10-15. Le quatrième harmonique, de fréquence 4 F est donc l'octave du deuxième harmonique, et le double octave du fondamental. On sait ainsi que le rapport \frac{4}{3} caractérise les quartes justes. On a donc une quarte juste entre les harmoniques 6-8, 9-12, 12-16. En revanche, le rapport entre le 11e harmonique et le 8e est légèrement supérieure au rapport de quinte. Le 11e harmonique est donc naturellement faux (trop haut).

Les 21 premiers sons harmoniques sont représentés musicalement sur la gamme ci-dessous :

Harmonique d'un cuivre naturel

Certains harmoniques sonnent donc faux. Leur erreur a été indiquée entre parenthèses sur la gamme ci-dessus. En théorie, l'instrument peut monter indéfiniment dans l'aigu. En réalité, les capacités physiques des musiciens s'arrêtent vers le 21e harmonique. Souvent le fondamental n'est pas jouable, sauf dans les instruments médium-graves ( trombone, euphonium, clairon basse et trompette basse naturelle), même si ça demande une certaine maîtrise pour le musicien. On constate que les harmoniques, très espacés dans le grave, se rapprochent dans l'aigu.

Les principaux cuivres[modifier | modifier le code]

Cuivres à perce cylindrique[1]

Cuivres à perce conique[2]

Cuivres à perce hybride[3]

Instruments traditionnels

Instruments anciens

Instruments rares

Les sourdines[modifier | modifier le code]

Article détaillé : sourdine.

Les sourdines sont des accessoires que l'on positionne dans le pavillon des instruments de la famille des cuivres afin d'en modifier le timbre.

  • sourdine sèche : la plus répandue, elle existe pour tous les instruments modernes.
Sourdine sèche de trompette
  • sourdine Bol
  • sourdine Harmon : très utilisée en jazz et rendue populaire par Miles Davis.
  • sourdine Wah-Wah
Sourdine Wah-Wah de trompette
  • sourdine Plunger
  • sourdine velvet
  • sourdine sons bouchés, spécifique pour les cors
  • sourdine muette : conçue pour atténuer considérablement le volume sonore et permettre de travailler l'instrument en limitant les nuisances sonores.
  • béret basque : parfois utilisé par les trombonistes de jazz pour produire un son feutré.
  • sourdines électroniques

La main du musicien, positionnée dans le pavillon peut constituer une sourdine rudimentaire. Cet effet est particulièrement utilisé dans certaines circonstances par les pupitres de trompettes des big bands de jazz.

Galerie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Les cuivres à perce cylindrique sont en fait "cylindro-coniques". Leur tube demeure cylindrique sur la majeure partie du corps sonore, s'évasant seulement à proximité du pavillon.
  2. Les cuivres à perce conique présentent une importante proportion de tube conique sur leur corps principal. Ils comportent cependant des portions cylindriques, notamment sur les tubes secondaires correspondant aux pistons.
  3. Article de la Société Française d'Acoustique sur l'acoustique des cuivres par Joël Gilbert.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) A. Baines, Brass Instruments: Their History and Development 1976 (London: Faber, 1980)

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]