L'électrisation de la musique la transforme radicalement en modifiant la définition du message sonore. Très rapidement, les musiciens s'apercevront des possibilités de l'électrisation et chercheront à créer des ondes sonores à partir d'un signal électrique donné. L'étape acoustique est donc oubliée au profit de nouveaux instruments qui créent directement le signal électrique. On parle d'instruments électroniques.


     La limite est bien proche entre instruments électroniques, et électrisés, puisque les principes de base de la plupart de ces instruments résultent de l'association de l'électrisation et de l'électronisation de leur mécanisme. Cependant, chronologiquement, on peut souligner que les instruments purement électrisés sont antérieurs aux instruments qui partagent électrisation et électronique.
  Au début des instruments électroniques, les ingénieurs cherchent à reproduire le principe de l'induction d'une manière différente de celle appliquée au microphone en trouvant des systèmes mécaniques (bien que parfois mis en place par l'élecricité) créant un signal sonore. On parle dans ce cas d'instruments électromécaniques.



  Ainsi, en 1897, l'inventeur américain Thaddeus Cahill, en cherchant à diffuser de la musique par le biais du téléphone naissant, développe le tout premier instrument électromécanique. Il met en place le principe de roue phonique, qu'il appliquera à son instrument, le Telharmonium. La roue phonique repose dans un principe simple : une roue est crantée d'aimants de manière régulière, en face d'elle se trouve un système d'induction, à savoir un autre aimant entouré d'une bobine. En tournant, la roue engendre un mouvement de l'aimant, qui, par induction, crée un courant alternatif aux bornes de la bobine. Ce courant est ensuite envoyé dans un haut-parleur qui le transforme en onde acoustique. La taille de la roue, la nombre de crans qu'elle possède ainsi que sa vistesse de rotation définissent la nature du signal électrique et de l'onde acoustique obtenue. Ainsi, dans le Telharmonium, une roue variant par sa taille et son crantage est placée devant chaque touche correspondant à celles d'un piano, de cette manière le Telharmonium possède la même capacité à jouer différentes notes que les instruments traditionnels, le Telharmonium possède 7 octaves soit une tessiture de 40Hz à 40 000 Hz. Pour faire tourner les roues, Cahill utilise des moteurs électriques (1 par roue, soit plus de 80 moteurs ! ). Pour donner les possibilités au Telharmonium de jouer sur les nuances, Cahill cherche à faire varier l'intensité du son produit, pour se faire, il rapproche ou éloigne la roue du système d'induction. Ces positions sont définies par la force avec laquelle l'interprète appuie sur les touches.

En 1930, une autre ingénieur américain : Laurent Hammond reprend le principe de la roue phonique et met en place un instrument phare du XXème siècle, l'orgue Hammond. En effet, Laurent Hammond cherche à produire un orgue peu coûteux pour permettre aux Eglises possédant un petit budget de se passer d'un orgue à tuyaux très onéreux. Il reprend alors les idées de Cahill, les modernise (et surtout réduit l'espace occupé par l'instrument) et commercialise alors l'orgue Hammond. La version la plus populaire de l'instrument, le B-3, possède deux claviers de 6 octaves, un jeu de pédales représentant un clavier d'une octave pour jouer les notes les plus graves ainsi que de nombreuses tirettes faisant varier le timbre de l'instrument.








  Durant le XXème siècle, de nombreux autres instruments électromécaniques voient le jour, notamment le piano électrique Fender Rhodes.
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 Robert A.Moog et ses synthétiseurs


     A la différence des instruments électromécaniques, les instruments électroniques ne font pas appel au principe de l'induction pour créer leur signal électrique. Parmi de très nombreux instruments électroniques, nous nous intéresserons à trois d'entre eux qui ont marqué la musique, le Thérémine, les Ondes Martenot et le synthétiseur.


A la fin des années 1910, l'ingénieur russe, passionné de musique et de physique, Léon Theremin, s'intéresse au principe de la radio encore récente. Ce qui fascine Theremin, c'est les interférences qu'il peut créer en passant sa main au dessus de l'antenne de réception de la radio. Il cherche alors à se réapproprier ce principe et en 1919 présente son instrument, le Thérémine, qui repose sur ce même principe. En effet, l'instrument est composé de deux antennes, une verticale et une autre horizontale et en boucle. En rapprochant sa main de l'antenne verticale, le musicien fait varier la hauteur du son produit, en rapprochant son autre main de l'autre antenne il fait varier son intensité. Dans la facture du Thérémine on trouve deux oscillateurs (ou générateurs de courant alternatif) hétérodynes associés à chacune des antennes. Les oscillateurs hétérodynes sont en fait composés de deux oscillateurs classiques, un fixe, et un autre variable, dont la valeur du courant produit dépend des interférences émises en rapprochant sa main de l'antenne. La différence de la valeur des deux oscillateurs (la valeur de la fréquence pour l'antenne verticale, celle de l'intensité pour l'antenne horizontale) donne un nouveau signal électrique. Le Thérémine possède alors un signal associé à son intensité et un autre à sa fréquence, c'est le couplage des deux qui donnera le signal électrique de sortie, qui traduit dans un haut-parleur créera une onde sonore. Cet instrument, malgré son timbre assez pauvre ne cesse de fasciner les musiciens par son contrôle si surprenant.

Léon Theremin présentant son instrument



20 ans plus tard, en 1928, le musicien Maurice Martenot présente à l'Opéra de Paris un instrument tout aussi original et révolutionnaire : les Ondes Martenot. Maurice Martenot veut créer un instrument très expressif, en effet ses qualités de violoncelliste lui font rechercher toutes les possibilités d'expression lorsqu'il développe son instrument. Ainsi, les premiers Ondes Martenot se dirigent à l'aide d'un anneau relié de chaque coté à un fil et qui lors de son déplacement transversal (de gauche à droite) sur un ruban à l'éfigie d'un clavier de piano module la hauteur du son, permettant ainsi de long glissandi. Plus tard un clavier mobile sera ajouté, permettant le vibrato. Au clavier, et au fil est associée une touche d'expression qui se joue à la main gauche et qui gère le volume sonore. Par pression plus ou moins forte, on obtient toutes les variations d'intensité et donc de nuance. Un geste sec sur la touche produit quant à lui un son percuté. Ce qui intéresse Martenot dans un instrument électronique c'est également de jouer avec le timbre. En effet, si l'oscillateur (modulé par le ruban et la touche d'expressivité) qui est la base du son produit par les Ondes, donne déjà une sonorité très originale à l'instrument, Martenot y ajoute un "tiroir à timbre". Les différents timbres possibles reposent à la fois dans la forme du signal offert par l'oscillateur mais également par les différents haut-parleurs auxquels il est associé. Les Ondes Martenot ont trois haut-parleurs créant un timbre différent : un haut-parleur classique, un haut-parleur monté de ressorts, qui permet ainsi une résonnance acoustique, et un haut-parleur dont la membrane est remplacée par une grille de fer, permettant des timbres métalliques.


Démonstration de Thomas Bloch


Les Ondes Martenot, mais également les différents instruments électroniques amènent les musiciens et les ingénieurs mais aussi les physiciens à réfléchir à l'importance du timbre dans la musique mais surtout dans la facture instrumentale électronique. En effet, les découvertes de Fourier sur la décomposition de l'onde acoustique, ainsi que les innovations du XXème siècle autour du signal sonore (on sait créer un signal sonore à partir d'un oscillateur) et de sa transformation (effets), amènent des ingénieurs et des physiciens à développer la synthèse sonore, par le biais de synthétiseurs. Cette synthèse se base sur le fait qu'une onde sonore (tout comme son signal électrique) peut être une somme d'ondes sinusoïdales. Ainsi, les ingénieurs cherchent à moduler le timbre en modulant la forme d'onde du signal, dans un premier temps, ils cherchent à additionner différents signaux sinusoïdaux, mais cette technique demandant un nombre énorme d'oscillateurs est vite abandonnée. Les ingénieurs se tournent alors vers la synthèse soustractive : les formes d'ondes sont à l'origine très riches mais elles sont couplées à des filtres, qui coupent une partie des composantes harmoniques du son, cette technique fonctionne bien et ne demande pas un matériel astronomique, elle est vite adoptée par les physiciens et les musiciens. Ainsi, on peut considérer comme un des premiers synthétiseurs: le Modular Moog, qui, comme la plupart des premiers synthétiseurs, est constitué de différents modules correspondant aux différents traitements appliqués au signal électrique, les modules les plus courants sont :

  • Les oscillateurs (ou VCO : Voltage-Controlled Oscillator), qui créent les sons de base avec un timbre qui dépend de la forme d'onde (sinusoïdale, triangulaire ou carrée le plus souvent).
  • Les générateurs d'enveloppe (dit ADSR) permettent de gérer la puissance de l'oscillateur dans le temps : il définit l'enveloppe, soit l'évolution d'intensité dans le temps d'un son, les sons suivent souvent toujours le même plan dit ADSR (Attack, Delay, Sustain, Release) qui correspond à :
    • la durée d'attaque est la durée mise pour la première élévation du niveau sonore.
    • la durée de déclin est la durée mise pour la baisse qui dure jusqu'au niveau de maintien.
    • le niveau de maintien, la troisième étape, est le volume constant produit quand une touche est maintenue.
      la durée de relâchement est la durée mise pour que le son décroisse du niveau de maintien jusqu'au niveau nul quand la touche est relâchée. 

  • Les filtres (ou VCF : Voltage-Controlled Filter) qui coupent une partie des composantes harmoniques du son produit par l'oscillateur. Il existe trois types de filtres : les filtres passe-haut, qui laissent passer les hautes fréquences (et coupent donc les basses), les filtres passe-bas qui laissent passer les fréquences basses (et coupent donc les hautes) et les filtres passe-bande qui laissent passer une certaine bande de fréquences. Les points de coupures des filtres sont réglables.
  • Le VCA (Voltage-Controled Amplifier ) : il s'agit de l'amplificateur, réglable.
  • Le LFO (Low Frequency Ossilator) : il s'agit d'un oscillateur basse fréquence, il ne module pas directement le son, mais les différents modules, par exemple, associé au VCA, il module l'intensité du son et peut ainsi créer un vibrato.
  • Les effets: beaucoup ajoutent à leurs modules des effets, notamment ceux réservés à la guitare électrique comme la distortion ou le Wah-wah.

Chaque module peut être associé à n'importe quel autre module, ainsi par exemple le générateur d'enveloppe peut être associé au filtre, permettant une fréquence de coupure qui varie dans le temps et donc un timbre qui se transforme dans les temps.
 Peu à peu, le synthétiseur va se compresser et faire de tous les modules une seule machine (qui les comprend tous, précablés), à titre d'exemple sont créés le Minimoog(1970) ou le Prophet V(1978). Dans les années 80 le synthétiseur devient numérique (Le Yamaha DX7 en 1983). Aujourd'hui la plupart des synthétiseurs sont des modèles informatiques d'anciens synthétiseurs utilisés sur l'ordinateur, bien que nombre d'utilisateurs trouvent "le bon gros son analogique" irremplaçable.


Robin Lenoir, Lucas Delaire, Alexia Chiche
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      Quand les premiers instruments électroniques furent inventés ils avaient déjà pour ambition d’imiter et de reproduire le son d’autres instruments en les regroupant dans une seule machine. L’arrivée de l’ordinateur fut une aubaine pour les musiciens qui cherchaient à exploiter ce domaine tout en ayant un appareil le plus miniaturisé possible. Cet appareil avait aussi d’autres avantages, comme celui de composer une mélodie et de pouvoir l’écouter sans avoir recours à un groupe de musiciens ainsi que de pouvoir le faire seul, ce qui permettait aux compositeurs de mettre en place une « première esquisse» sans avoir besoin de payer des musiciens ou de devoir leur faire comprendre ce qu’ils cherchaient à faire. Ce qui offrit un gain de temps et d’argent considérable. Mais au début l’ordinateur n’était pas très accessible, en effet la MAO (musique assistée par ordinateur) fit son apparition à un public plus large dans les années 1980. De plus les sons que produisait cet « instrument » n’avaient rien de réellement semblable aux instruments classiques qu’il était censé imiter. On assista dès lors à une recherche de son qui se poursuit encore de nos jours et qui donna naissance à de nombreux courants musicaux tels que la techno, la dance, la house, l’électro-dub…




  Avec l'apparition de l'utilisation de l'ordinateur dans la musique, les ingénieurs cherchent à acquérir plus de possibilité d'échange entre les instruments électroniques, ainsi se développe le MIDI. Il agit comme une sorte de retranscription d'un son en un message numérique, de cette manière la hauteur, la durée d'un son sont transcrites numériquement avant d'être lues par un appareil capable de les décoder en leur associant n'importe quel timbre (synthétique).


  Le MIDI (Musical Instrument Digital Interface – Interface numérique pour Instrument de musique) bien que ne permettant pas d’augmenter les capacités techniques ou sonores d’un instrument, a une grande place dans cette recherche/association de son car il permet de communiquer les informations de différents outils comme par exemple d’un instrument à un autre, d’un ordinateur à un instrument ou encore d’une boîte d’effets à un instrument. On peut donc trouver dans le MIDI de nombreuses applications utiles à un musicien. A ces début, en 1983, il devait servir à relier deux claviers pour avoir leurs sons au même instant mais au cours du temps son application dans la musique a évolué jusqu’à permettre de contrôler une multitude d’appareils et d’instruments. 



Une trompette MIDI
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           Les instruments électroniques ont eux-aussi largement influencé la musique, on observe que leur arrivée a eu des répercussions dans la musique populaire et savante.


Tout d'abord, dans la musique populaire on observe que l'orgue Hammond ,à la base réservé aux utilisations religieuses, est très vite repris par les jazzmen qui en font un instrument important dans le jazz mais également dans le rock plus tard.


Extraits :

Néanmoins, l'instrument électronique qui transforma le plus la musique populaire au XXème siècle est le synthétiseur, il accompagna toute une génération de musiciens, grâce à son caractère entièrement novateur. Le synthétiseur a permis de faire entrer dans la musique des sons étranges comme "venus d'ailleurs", c'est probablement ce qui a plu aux artistes de rock mais aussi de jazz . On voit dans les années 60 et 70 un développement de la musique psychédélique souvent instrumentale qui utilise beaucoup le synthétiseur et les instruments électroniques avec des groupes comme Pink Floyd, Genesis et Tangerine Dream ou Herbie Hancock pour le jazz.


Extraits :


Cependant ce n'est pas le seul instrument électronique utilisé dans la musique populaire. On constate à partir des années 50/60 une réexploitation des instruments électroniques tels que le Thérémine et les Ondes Martenot. C'est d'autant plus intéressant que ces instruments avaient été initialement délaissés. Bien que ces utilisations restent plutôt rares, elles sont encore fréquentes actuellement.

Extraits :


A partir des années 2000, un nouvel arrivant vient révolutionner l'industrie musicale : l'ordinateur. Il a permis de développer de nouveaux genres musicaux populaires tels que la house, la techno ou le dubstep.


Extraits :



Aujourd'hui l'ordinateur est utilisé comme outil dans presque tous les genres musicaux. De plus, cette innovation participe à la démocratisation de la musique puisque la simple possession d'un ordinateur permet, en soi, de créer de la musique ou d'en enregistrer.


Contrairement aux instruments électriques les instruments électroniques ont eu une influence considérable dans la musique savante. Tout d'abord, plusieurs pièces de l'ordre de la musique "classique" sont créées pour ses instruments rares,  est composée notamment la pièce Les Trois Petites Liturgies par Messiaen, compositeur et organiste influant du XXème siècle. Dans cette oeuvre les Ondes Martenot occupent une place très importante, comme en témoigne l'article suivant :
"L'oeuvre requiert un choeur de voix de femmes et l'onde Martenot, qui joue à la fois un rôle d'instrument mélodique et dramatique. Joué fortissimo, il peut couvrir l'orchestre de par son attaque et ses timbres phénoménaux."


Cependant les Ondes Martenot ont aussi trouvé une place dans le répertoire de certains monuments de la chanson, comme dans celui de Jacques Brel où la première version de Ne me quitte pas, met en scène cet instrument rare. 
"Brel y est accompagné d’un piano et  d’ondes Martenot, instrument rare qui est en quelque sorte précurseur du premier synthétiseur qui n’apparaîtra qu’une ou deux décennies plus tard. "

 Les instruments électroniques sont également très utilisés dans la musique de film, on retrouve effectivement les Ondes Martenot dans la bande originale de La Marche de l'Empereur de Luc Jacquet ( musique d'Emilie Simon ). Néanmoins le synthétiseur est l'instrument électronique phare dans la musique de film de science de fiction, on peut prendre l'exemple du film russe Solaris d'Andrei Tarkovski dont la musique d'Edward Artemyev est entièrement conçue à partir du synthétiseur russe ANS.


Extrait 

Dans la musique savante la frustration ressentie par les compositeurs est comblée par l'arrivée des instruments électroniques. Le compositeur Edgar Varèse explique lui-même très bien ce ressenti puisqu'il dira " Je ne veux plus composer pour les anciens instruments joués par les hommes et je suis handicapé par le manque d'instruments électroniques adéquats pour lesquels je conçois a musique." Il est important de dire que Varèse cherchait à mêler de manière optimale musique et science, un de ses plus grands projets étaient de s'entourer de musiciens et de physiciens afin de se créer un laboratoire, dédié à la création musicale. 
En 1974, c'est Pierre Boulez, célèbre comme grand chef d'orchestre de musique classique mais aussi pour ses créations de musique contemporaine, qui fonde sur ces mêmes ambitions, l'IRCAM : Institut de Recherches et Coordination Acoustique/Musique au Centre George Pompidou. De la même manière avec l'effervescence de l'utilisation des instruments électroniques et de la science appliquée à la musique, se développe à l'initiative de Pierre Schaeffer ce que l'on appelle la musique concrète. Ce genre musical se base sur l'utilisation de bruits de la vie courante et des expérimentations électroniques dessus : enregistrements, filtrages... 


”J'ai été accusé d'empirisme, de bricolage. Je revendique - plus encore que la
création d'œuvres novatrices - le droit d'expérimenter en musique, tout comme on fait en
sciences." 
Pierre Schaeffer

Par exemple, le célèbre compositeur Pierre Henry fonda une oeuvre complète sur l'assemblage et la transformation d'un bruit de porte et de soupirs inspirés, expirés. Dans le présent extrait, le chorégraphe Maurice Béjart, chorégraphe mondialement connu reprend un des mouvements de l'oeuvre lors de son ballet éponyme.


Cependant, bien que la musique soit révolutionnée par l'arrivée de l'électronique, l'utilisation de l'acoustique est toujours très importante. Prenons notamment l'exemple de l'album le plus vendu au XXème siècle : Thriller de Michael Jackson. La composition de l'album mêle acoustique électrique ainsi qu'électronique : en effet s'entrecroisent violons, batteries, guitares, synthétiseurs...
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