15 correction tp tin whistle

THEME 2 : SON ET MUSIQUE
INSTRUMENTS DE MUSIQUE
Act. 2 : TP : UN INSTRUMENT A VENT : LE TIN WHISTLE - CORRECTION
1) Détermination de la clé
Protocole :
Matériel : tin whistle de couleur …, micro, interface Orphylab, ordinateur équipé des logiciels Orphylab et Regressi.
A l’aide du microphone relié à une interface d’acquisition Orphylab, enregistrer le son produit par le Tin
Whistle, tous trous bouchés (Réglages du logiciel Orphylab : durée d’acquisition : 10 ms ; 2000 points ;
déclenchement barre d’espace).
Réaliser l’ Analyse de Fourier dans Regressi :
Attention, afficher le signal temporel en parallèle de l’analyse de Fourier en cliquant sur l’icône « Temps ».
Sélectionner « Limite », « Période » et vérifier que l’intervalle d’analyse choisi par Regressi corresponde bien à une
ou 2 périodes du signal.
Mesurer à l’aide de la loupe et du réticule la fréquence du fondamental (1er pic de l’analyse. Les fréquences qui
apparaissent ensuite doivent être multiples de la fréquence fondamentale.
La fréquence du fondamental déterminée correspond à la fréquence de la note « clé » de la flûte. A l’aide du
document 2, en déduire la clé de la flûte.
Flûte
Hauteur
tonalité = clé
Rose
595 Hz
RE D
Jaune
538 Hz
DO C
Bleu
795 Hz
SOL G
2) Débouchages successifs :
Nb trous
débouchés
1
2
3
4
5
6
Flûte bleue (sol – G)
888 Hz
994 Hz
1045 Hz
1162 Hz
1318 Hz
1431 Hz
La (A)
Si (B)
Do (C)
Ré (D)
Mi (E)
?
Flûte jaune (do – C)
609 Hz
676 Hz
727 Hz
818 Hz
909 Hz
1020 Hz
Ré
Mi
Fa
Sol
La
Si
Flûte rose (ré – D)
668 Hz
747 Hz
817 Hz
909 Hz
1034 Hz
1132 Hz
Mi
Sol
La
Si
Ré
Modèle correspondant au Tin Whistle : de visu, on peut choisir le « Modèle de tuyau ouvert aux 2 bouts »
Pour conforter notre choix, on peut mesurer la longueur L du tin whistle tout bouché (milieu du biseau sous le becbout de la flûte), calculer les fréquences du fondamental pour les deux modèles connaissant L et les formules du
doc.5, puis calculer un écart relatif entre la valeur expérimentale et chacune des deux valeurs théoriques :
Flûte
Hauteur (fréquence du fondamental tous
trous bouchés)
tonalité = clé
Longueur L « tous trous bouchés »
Fréquence théorique du fondamental
Modèle tuyau ouvert aux deux bouts
f1 = v/2L avec v = 340 m/s
Fréquence théorique du fondamental
Modèle tuyau fermé à un bout
f1 = v/4L avec v = 340 m/s
Ecart relatif entre la fréquence théorique
du modèle tuyau ouvert aux deux bouts
et la fréquence expérimentale
Ecart relatif entre la fréquence théorique
du modèle tuyau fermé à un bout et la
fréquence expérimentale
TP tin whistle- CORRECTION- 1/2
Rose
595 Hz
Jaune
538 Hz
Bleu
795 Hz
RE D
27,0
630 Hz
DO C
30,0
567 Hz
SOL G
20,3
837 Hz
315 Hz
283 Hz
419 Hz
5,6 %
5,1 %
5,0 %
88,9 %
90,1 %
89,7 %
THEME 2 : SON ET MUSIQUE
INSTRUMENTS DE MUSIQUE
Les écarts relatifs ne sont suffisamment petits que pour le modèle du tuyau ouvert aux deux bouts, ce qui confirme
notre observation de la conception du tin whistle.
Accord modèle - expérience :
Pour vérifier la validité de notre modèle lors du débouchage progressif des trous du tin whistle, il faut :
- mesurer la longueur L de la flûte à chaque débouchage d’un trou (milieu du biseau sous le bec- milieu du 1er
trou débouché)
- calculer la fréquence fondamentale f correspondante à l’aide de l’expression :
f1 = v/2L avec v = 340 m/s.
- comparer les valeurs de f calculées et celles mesurées expérimentalement (calcul d’écarts relatifs)
Flûte
Flûte bleue SOL G
Nb trous
L (cm) fcalc (Hz) fexp (Hz)
Ecart relatif L (cm)
débouchés
0
20,3
837
795
5% 30,0
1
17,3
983
888
10% 25,5
2
15,4
1104
994
10% 22,6
3
14,0
1214
1045
14% 20,3
4
12,5
1360
1162
15% 18,0
5
10,8
1574
1318
16% 15,5
6
9,2
1848
1431
23% 13,2
Flûte
Flûte rose RE D
Nb trous
L (cm) fcalc (Hz) fexp (Hz)
Ecart relatif
débouchés
0
27,0
630
595
5%
1
23,2
733
668
9%
2
20,6
825
747
9%
3
18,7
909
817
10%
4
16,6
1024
909
11%
5
14,3
1189
1034
13%
6
12,2
1393
1132
19%
Flûte jaune DO C
fcalc (Hz)
567
667
752
837
944
1097
1288
fexp (Hz)
538
609
676
727
818
909
1020
Ecart relatif
5%
9%
10%
13%
13%
17%
21%
Conclusion :
Plus le nombre de trous débouchés augmente, moins la flûte se comporte comme un tuyau ouvert aux 2 bouts.
La précision du perçage des trous n’est pas suffisante pour assurer au tin whistle un comportement de qualité.
Accord document- expérience :
D’après l’expérience, plus la flûte est longue, plus la fréquence de la note obtenue est faible : la note est donc plus
basse, le son est plus grave.
TP tin whistle- CORRECTION- 2/2