Un des nombreux centres de recherche de Marseille a fait de l’étude du son sa spécialité. Son nom : le Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique. Une équipe de scientifiques y planche sur la création de nouveaux sons et d’instruments inédits comme une clarinette pentatonique ou un saxophone traversier. Parce que musiciens et compositeurs ont besoin de nouveautés !
Philippe Guillemain, directeur de recherche au CNRS et membre de l’équipe son du LMA (bonus), me fait découvrir les lieux. En parcourant les étages, rien ne laisse supposer que des études sur le son aient lieu ici. « On dirait plutôt un hôpital, non ? », plaisante mon interlocuteur.
Le laboratoire travaille depuis 2017 en collaboration avec Buffet Crampon, un spécialiste de la fabrication d’instruments à vent, dans le cadre du projet LIAMFI (pour Laboratoire d’Interface Acoustique-Musique-Facture Instrumentale). Le rôle de cette entreprise française ? Fixer des objectifs de nouveaux sons à atteindre puis concevoir l’outil ad hoc en bout de chaîne. Entre ces deux étapes, les chercheurs entrent en scène. « On essaye de construire une géométrie de l’instrument à partir de cet optimum fixé. Et ce, grâce à l’informatique. En aéronautique, on fait d’abord voler un avion par ordinateur. Là c’est pareil. On conçoit virtuellement un instrument puis on en joue virtuellement aussi pour voir comment il se comporte, s’il est facile à jouer, sonne juste, etc », explique Philippe Guillemain. Étonnamment, c’est sur ordinateur que tout se joue d’abord, au sens propre comme au figuré.
On appelle ça dans le jargon le prototypage virtuel grâce à l’optimisation numérique. Tant que les objectifs ne sont pas atteints, les scientifiques varient les paramètres et les critères. Ils obtiennent finalement un plan de l’instrument ainsi que son impédance d’entrée – sa signature acoustique. Ne reste plus qu’à lui donner corps.
De l’ordinateur au musicien
Quand les chercheurs ont validé l’instrument sur ordinateur, les artisans de Buffet Crampon prennent le relais. « Créer physiquement l’instrument permet de valider les modèles acoustiques intervenant dans le processus d’optimisation, le process de fabrication physique de l’objet et surtout de le mettre dans les mains d’un musicien. Car si la chaîne commence par l’ordinateur, elle se finit par le maestro », souligne Philippe Guillemain. Les mains en question sont celles d’un essayeur professionnel, chargé de juger l’objet final. Des ajustements seront faits en fonction de ses remarques.
Précieuse, l’étape du travail par ordinateur évite le temps perdu et la matière première gâchée. D’un point de vue scientifique, travailler de concert avec une entreprise est également bénéfique. « Ces demandes sont pour nous des moyens de faire avancer des connaissances fondamentales sur l’acoustique des instruments, d’affiner des modèles. Il nous arrive aussi d’en créer de notre propre chef seulement dans le but de valider des hypothèses scientifiques ». Le laboratoire dispose pour cela d’une imprimante 3D qui le rend complètement autonome.
Où trouver ces créations marseillaises ?
Sept nouveaux instruments à vent ont déjà été conçus par le LMA. Tous font partie de la famille des bois. On trouve par exemple une clarinette pentatonique – dont l’intérieur n’est pas parfaitement cylindrique – qui a permis de montrer qu’il est possible de créer un instrument à géométrie complexe en ajoutant un unique paramètre supplémentaire à chaque trou. Ainsi qu’une clarinette logique, confectionnée pour valider des process, ou encore un saxophone traversier pour tester le logiciel de recherche. Mais ne les cherchez pas dans votre magasin de musique habituel, aucun d’entre eux n’a encore été commercialisé.
La quête de nouveaux sons
Les scientifiques du LMA ont encore un vaste champ d’étude devant eux. Des sons inouïs – littéralement jamais entendus – restent forcément à découvrir. Et des instruments de musique à imaginer et améliorer. Car, comme pour la plupart des objets, la perfection n’existe pas. « Un son parfait c’est l’idéal qu’atteint un designer sonore donné par rapport à une esthétique qu’il vise. Il n’y a pas de son parfait au sens général, c’est quelque chose d’extrêmement subjectif », note Philippe Guillemain. Le chercheur avance même une image afin d’ancrer son message : « Tout le monde s’accordera à dire qu’un diamant super pur et bien taillé est une pierre parfaite. Mais tous les sons ne sont pas diamant… ». Et c’est tant mieux pour la recherche. ♦
* 
Le CEA Cadarache parraine la rubrique « Recherche» et vous offre la lecture de cet article dans son intégralité *
Bonus [réservé aux abonnés] – Plus d’infos sur le LMA – Le budget total du projet LIAMFI – La société Buffet-Crampon
- Le Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique est installé depuis quatre ans au technopôle de Château-Gombert (13e arrondissement). C’est une Unité Mixte de Recherche du CNRS (UMR 7031) dont les tutelles sont Aix-Marseille Université (AMU), le CNRS et l’école d’ingénieurs Centrale Marseille. Il a pour objectif d’assurer le continuum recherche fondamentale-ingénierie-technologie dans ses domaines d’expertise : l’acoustique et la mécanique des solides.
- Pour le projet LIAMFI, le LMA dispose d’un financement de 300 000 euros de l’agence nationale de la recherche (ANR). Il s’agit d’un partenariat public-privé dont le but est « d’encourager les liens entre la recherche fondamentale et l’entreprise où chacun se nourrit des idées et des résultats de l’un et de l’autre », précise Philippe Guillemain. D’une durée initiale de trois ans, il a été prolongé jusqu’en 2021. L’objectif est ensuite de le pérenniser, soit en continuant vers un autre projet de recherche, soit via de l’autofinancement issu de la commercialisation de nouveaux instruments.
- Buffet -Crampon – Cette entreprise française créée en 1825, spécialisée dans la fabrication d’instruments à vent (bassons, clarinettes, hautbois et saxophones) est située à Mantes-la-Ville. Le nom de la marque est celui du patronyme du fondateur Denis Buffet-Auger, et de celui de sa bru, Zoé Crampon, épouse de son fils Jean-Louis. Ce dernier, en association avec le clarinettiste virtuose Hyacinthe Klosé, va adapter à la clarinette le système de clefs et anneaux mobiles imaginé par Theobald Boehm pour la flûte. Ce système, breveté en 1843, est à l’origine de la clarinette « système Boehm » moderne, qui s’est imposée en France et dans la plupart des pays, à l’exception notable de l’Allemagne et de l’Autriche, fidèles au « système Oehler ».