Laboratoire d'Acoustique Musicale (LAM)
   
 

Informations générales
Objectifs
Thèmes de recherche
Méthodes et techniques mises en œuvre
Références bibliographiques

 
 
Informations générales
 
Adresse : 11, rue de Lourmel
75015 Paris
Téléphone : 01 53 95 43 20
Télécopie : 01 45 77 16 59
Mél : lam@lam.jussieu.fr
Site Web : http://www.lam.jussieu.fr
   
Nature de l'institution : Unité mixte de recherche (UMR 7604) CNRS (Département Sciences pour l'ingénieur) / Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 / Ministère de la Culture et de la Communication.
Directeur : Jean-Dominique Polack
Effectif : 14 permanents, 8 post doc et doctorants.
   
   
 
Objectifs
 
L'étude des phénomènes sonores culturels que sont la musique, la voix humaine et les bruits implique de facto une approche pluridisciplinaire dont les principaux axes sont :
l'étude physique et la modélisation de la production des sons,
l’analyse de leur perception par l'oreille humaine,
l'étude des processus cognitifs qui conduisent à leur identification perceptive.
 
Dans le cadre spécifique du patrimoine sonore il s'agit de :
donner une caractérisation objective de la qualité sonore des instruments de musique et de la voix,
mettre au point des procédures de sauvegarde des enregistrements anciens et numériques.
   
 
Thèmes de recherche
 
L'organisation des recherches menées au laboratoire s'effectue selon trois thèmes :
les instruments de musique et la voix
la perception et les sciences cognitives
les techniques audio : prise de son, supports d'enregistrement, restitution

Ainsi, les champs de recherche acoustique prennent en compte divers domaines disciplinaires au sein des sciences physiques et des sciences humaines.

 

Dans ces thématiques, un certain nombre d'études concernent des actions de préservation d'objets matériels d'importance patrimoniale (instruments de musique et mobilier), mais aussi de l'information sonore enregistrée.

   
 
- Etude comparée de la sonorité d'un orgue avant et après restauration
- Mesure du vieillissement d'un instrument à corde
- Modélisation d'une vihuéla en vue de sa reconstitution historique
- Etude acoustique du carillon historique de Perpignan et de sa restauration
- Lecture optique des cylindres d'orgue mécanique
- Etude d'instruments sonores du Paléolithique et de phénomènes acoustiques dans les grottes ornées
- Perception de la restauration des enregistrements sonores
- Préservation du patrimoine sonore et des données numériques. Etude des disques optiques
- Préservation et valorisation du patrimoine sonore - le cas des archives de la création
- Détection acoutisque d'insectes xylophages
   
   
  Etude comparée de la sonorité d'un orgue avant et après restauration
  (Michèle Castellengo, Charles Besnainou, Jean-Yves Bernhardt, Jean-Dominique Polack)
   
 

La restauration d'un orgue est une opération complexe qui nécessite la dépose des tuyaux, et la remise en harmonie après le remontage du matériel sonore. Lorsqu'il s’agit d'instruments classés il est important d'effectuer un relevé sonore complet, témoin de l'état de l'instrument avant sa restauration.

La méthode d'enregistrement mise au point par le LAM répond à plusieurs exigences :
– Définir un positionnement des microphones très précis afin de pouvoir comparer le son de l'instrument à plusieurs années d'intervalle en s'affranchissant des variabilités du champ acoustique.
– Elaborer un programme d'enregistrement exhaustif de l'orgue qui permette à la fois les analyses acoustiques en laboratoire et des écoutes comparatives avec des musiciens. En effet, l'appréciation des qualités sonores par les auditeurs est indispensable pour guider les analyses et pour les valider. Le programme comporte donc des gammes chromatiques sur tous les jeux et des extraits de musique joués par l’organiste.

Depuis 1986, plusieurs instruments ont bénéficié d'un relevé complet. La dernière mission a concerné l’orgue Andreas Silberman (1731) de l'Abbatiale St Maurice à Ebersmunster (Alsace), instrument de 4 claviers + pédalier, soit 61 jeux (3450 tuyaux), enregistré en 1997 et en 1999.

   
 
Ebersmunster, Abbatiale St Maurice. Orgue A. Silberman (1731) ; 4 claviers + pédalier ; 61 jeux ; Nov. 1997 et Nov. 1999 après restauration. Cet orgue a donné lieu à un travail complet de dépouillement des séquences sonores et de montage pour écoutes.
     
© Photo : K. Gramer - Ed. Paroisse St-Maurice - Ebersmunster © Photo : M. Castellengo - LAM
Orgues d'Ebersmunster  Cliquez pour agrandir l'image    
© Photo : K. Gramer
Ed. Paroisse St-Maurice - Ebersmunster
  © Photo : M. Castellengo - LAM
   
   
  Mesure du vieillissement d'un instrument à corde
  (Ch. Besnainou, P. Guy - GEMPPM-INSA Lyon, S. Vaidelich - Musée de la Musique)
   
 

L'amélioration des instruments de musique avec l'âge et/ou en étant joués est une affirmation attestée par musiciens et luthiers. Il s'agit de savoir si le fait de prêter des instruments de musée les altère ou non.
Le vieillissement doit être lié aux variations de ces modes de vibration décrits par des paramètres qui eux mêmes dépendent de la géométrie des modes, de l'endommagement du matériau, de la viscoélasticité, etc. La méthode employée consiste à fixer un ensemble de transducteurs sur la structure afin d'extraire l'état de contrainte et la viscoélasticité aux points considérés pendant la mesure de la signature fréquentielle de la fonction de transfert entre deux transducteurs.
Si des résultats différents sont corroborés par des appréciations des musiciens aux temps successifs considérés, on peut établir un lien entre le jugement qualitatif du musicien avec la mesure pendant le vieillissement de l'instrument.

© Photo : INSA - Lyon
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  © Photo : INSA - Lyon
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  Modélisation d'une vihuéla en vue de sa reconstitution historique
  (Charles Besnainou, Adrien Mamou-Mani, Joël Frelat-LMM, Stéphane Vaidelich - Musée de la Musique)
   
 
Le Musée de la Musique de Paris possède l'un des trois exemplaires de vihuéla qui nous sont parvenus du 15ème siècle. L'état actuel de cette relique interdit une restauration qui puisse la rendre jouable, aussi l'équipe scientifique du musée se propose d'en faire une copie "documentée" à partir des mesures mécaniques que l'on peut faire sur les restes de la table et la caisse. Il s'agit de mettre au point une méthodologie de réalisation d'une "copie modale". En effet, si l'on est capable de construire une table et une caisse qui aient le même comportement vibratoire que les originaux, alors on peut peut affirmer que la copie se comportera comme l'original lorsqu'elle était en état de jeu. On compare donc les résultats de l'analyse modale de la table originale avec ceux d'une réplique en bois. Un modèle informatique est ensuite élaboré ; utilisant des calculs en éléments finis, il recadre les valeurs des paramètres mécaniques — comme la densité du bois, les modules d'élasticité, les épaisseurs… — pour faire coïncider les résultats avec ceux de l'original. Dans la phase finale, on fournit au luthier des valeurs qui ont été préalablement calculées pour le bois avec lequel il réalisera la copie. Une analyse modale sera effectuée à nouveau afin que les retouches aboutissent à la même signature vibratoire que l'original.
© Photo : Musée de la Musique - Paris
  © Photo : Musée de la Musique - Paris
  © Photo : Musée de la Musique - Paris
  © Photo : Musée de la Musique - Paris
   
   
  Etude acoustique du carillon historique de Perpignan et de sa restauration
  (Xavier Boutillon, Bertrand David, Frédérique Guyot, Benoît Fabre)
   
 

L'objectif de ce travail consistait à étudier l'incidence du processus de restauration du carillon de la cathédrale Saint-Jean-Baptiste de Perpignan sur certaines propriétés acoustiques du carillon. L'étude a aussi permis de documenter complètement le carillon sur le plan des propriétés vibratoires de chacune des 46 cloches du carillon.
De plus, le travail de restauration a permis de rendre aux abat-son construits par Bollée au 19ème leur mobilité originale. Comme ce dispositif est rare, il a aussi été demandé de procéder à une évaluation de l'incidence perceptive des abat-son : le son du carillon est-il perçu différemment suivant que les abat-son sont ouverts ou fermés ?
Les mesures effectuées avant, en cours, et après restauration ont montré, entre autres résultats, que si les fréquences des partiels des cloches sont peu affectées par la restauration, leur amortissement a sensiblement diminué, menant à une augmentation légère de la durée naturelle des notes après restauration.

© Photo : B. Fabre - LAM
  © Photo : B. Fabre - LAM
   
  Lecture optique des cylindres d'orgue mécanique
  (Laurent Daudet, Olivier Romain / Patrick Garda (LISIF))
   
 

Les orgues mécaniques à cylindre représentent une contribution importante au patrimoine pour la musique sacrée et profane du XIXème siècle. Or, de nombreuses institutions possèdent aujourd'hui des collection de cylindres, alors que l'orgue a disparu ou n'est plus en état de les jouer. Le but de cette étude, commencée en 2003 avec la collaboration du Laboratoire d'Instrumentation et des systèmes d'Ile-de-France, est le développement de méthodes de lecture optique de la musique inscrite mécaniquement sur ces cylindres. Outre l'intérêt de telles connaissances sur la pertinence de restauration d'un orgue donné, ces cylindres offrent un fort intérêt musicologique dans la mesure où ils sont en mesure de délivrer de précieuses informations sur l'interprétation musicale contemporaine à leur fabrication.

   
  Etude d'instruments sonores du Paléolithique et de phénomènes acoustiques dans les grottes ornées
  (Michel Dauvois, Xavier Boutillon, Benoît Fabre, Marc-Pierre Verge)
   
 

À quel moment apparaissent les témoins sensibles directs de l'expression sonore - éventuellement musicale - de l'homme paléolithique ?
Parmi les très nombreux objets recueillis dans les couches des gisements, quels sont ceux que l'on peut rattacher à l'expression sonore ? On ne peut limiter cette reconnaissance à la seule comparaison avec des instruments dont la pratique est bien connue parmi les peuples de la terre, elle passe nécessairement par l'étude du fonctionnement acoustique.
Les instruments à vent paléolithiques reconnus se répartissent en trois ensembles : la phalange de renne sifflante (instrument de signal de communication), la flûte (instrument mélodique), le rhombe - instrument à son de sillage. Il est important de remarquer qu’aucun des instruments cités n'a disparu depuis.
L'étude de la facture de flûtes en os a été conduite par simulation numérique s'appuyant sur les données de l'acoustique physique et sur des expérimentations réalisées à l'aide de répliques.
Il a été montré que ces instruments de musique témoignaient d'une maîtrise certaine apportée à leur réalisation qui remonte entre 35000 et 10000 avant notre ère : longueur, disposition des trous, position de l'embouchure...

   
  © Photo : L. Hamon
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  Flûte périgordienne de la grotte d'Isturitz © Photo : L. Hamon
   
  Etude paléoacoustique de grottes ornées
 

Il s'agit d'étudier d'éventuelles correspondances entre les lieux de plus forte résonance acoustique naturelle et les emplacements choisis par les préhistoriques pour peindre, dessiner ou graver. L'étude acoustique a permis de confirmer les corrélations entre phénomènes acoustiques privilégiés (résonance, transmission) et certaines marques laissées par l'homme préhistorique sur les parois. Par ailleurs, les investigations se sont étendues à la présence de lithophones naturels réalisés par les formations de calcite qui recouvrent certaines parois. Ici encore, les mesures ont permis de vérifier que les positions de frappe utilisées par Cro-Magnon ont été choisies pour leur pertinence sonore.

   
  Perception de la restauration des enregistrements sonores
  (J. M. Fontaine et D. Dubois, L. Daudet, P. Resche-Rigon)
   
 

Pour répondre aux critères de la préservation du contenu des enregistrements, des méthodologies ont été définies dans le but d'extraire le maximum d'information sonore disponible à partir des supports analogiques : disques noirs, bandes magnétiques.
La phase de valorisation des enregistrements passe généralement par la mise en œuvre des traitements destinés à corriger des insuffisances dues à des conditions d'enregistrement "défaillantes" et/ou aux altérations consécutives à la dégradation des supports.

Une restauration peut en effet osciller entre deux objectifs. Le souci de restituer l'original tel quel, en gardant les "défauts" en tant qu'ils sont une marque de l'époque. Mais aussi, à l'aide des outils disponibles à un moment donné, se donner la possibilité d'une reconstitution de ce qui a été produit au-delà des limitations techniques de l'époque.
Ces questions relèvent ainsi toutes autant de jugements sur les objets culturels que de problèmes techniques. L'évaluation des choix à opérer passe par l'étude de la perception de la restauration par l'auditeur. Elle s'inscrit dans le cadre des travaux sur la perception humaine d'événements acoustiques menés par Danièle Dubois.

© Doc. : J.-M. Fontaine - LAM
© Doc. : J.-M. Fontaine - LAM Cliquez pour agrandir l'image
   
  Préservation du patrimoine sonore et des données numériques. Etude des disques optiques.
  (J.M. Fontaine, coll. extérieures)
   
 

Tous les secteurs d’activité de la société sont concernés par l'application des techniques de numérisation. Le domaine culturel s’est largement allié ces procédés dans la création, dans la représentation des œuvres matérielles et immatérielles qui participe à la diffusion des oeuvres et à la préservation des originaux.
Instrument au service de la création, de la recherche, de la communication, de la mémoire…, les disques optiques qui reçoivent de très nombreux enregistrements (texte, images fixes, son, etc.), jouent - de fait - un rôle extrêmement important dans la préservation du patrimoine collectif.
La conservation à long terme des données numériques constitue un véritable défi dans le contexte des renouvellements rapides et incessants des technologies de l'informatique. Lorsque des systèmes d'enregistrement bénéficient d’une longue espérance de vie industrielle (cas des CD et DVD), la conservation en l'état pendant plusieurs décennies peut être envisagée. La gestion de telles archives numériques implique pour le moins une connaissance approfondie et un suivi rigoureux des supports. Les études engagées sont destinées notamment à préciser les conditions optimales d'inscription de l'information d'une part, le comportement à long terme des données gravées d'autre part. Il s'agit, pour apporter une aide à la décision de transfert des données (migration) en temps voulu, de préserver la faculté d'anticipation relative aux possibles instabilités des produits.

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© Photo : J.-M. Fontaine - LAM
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  © Photos : J.-M. Fontaine - LAM
   
  Préservation et valorisation du patrimoine sonore - le cas des archives de la création.
  (H. Genevois, ministère de la Culture et de la Communication)
   
 

En 2004, les travaux du LAM en matière de patrimoine sonore s'étendent aux archives de la création, domaine posant des problèmes inédits liés au caractère pluriel des documents nécessaires à la reconstitution de l'information musicale (fichiers sonores, programmes informatiques, schémas électroniques, plans de diffusion, etc.).

   
  Détection acoustique d'insectes xylophages
  (L. Daudet, J.M. Fontaine ; coll. D. de Reyer, E. Maurin - LRMH)
   
  Ces études s'inscrivent dans le cadre d'une collaboration avec le Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques (LRMH) (Ministère de la Culture – Champs sur Marne) dans le but de disposer, à terme, d'un outil efficace pour lutter contre l'infestation des structures immobilières et des oeuvres patrimoniales par deux espèces d'insectes.
La détection de la présence et de l'activité des insectes xylophages est indispensable pour déclencher la mise en oeuvre d'un traitement des structures de bois ou des mobiliers infestés. Plus précisément, la détection acoustique permet-elle d'établir ce diagnostic pour deux espèces non encore détectées à ce jour par des moyens acoustiques ? Peut-on mesurer le degré d'infestation par des moyens acoustiques ? Peut-on prétendre à une identification, ou pour le moins une distinction de ces deux espèces ?
L'étude a fait l'inventaire des systèmes existants ou en développement dans des domaines connexes en appréciant les possibilités d'adaptation pour répondre au problème posé. La pertinence du développement d'un outil spécifique fait l'objet de deux approches : appréhension de la problématique d'identification des signatures acoustiques des espèces considérées sur des éprouvettes d'élevages, réalisation d'un indicateur d'activité.
   
   
 
Principales méthodes et techniques mises en œuvre
 

Le laboratoire dispose d’installations spécifiques : une salle d'écoute sourde (simulations d'ambiances sonores écologiquement valides), une salle d'écoute claire (évaluation de qualité des instruments de musique), une cabine de psychoacoustique, trois studios de traitement des sons, un atelier de lutherie traditionnelle et de matériaux composites, un laboratoire de conservation des documents sonores, etc.

   
 
Références bibliographiques
 
- Etude d'orgues historiques
- Etude de la Vihuela
- Instruments à vent paléolithiques
- Restauration d'un carillon
- Phénomènes acoustiques dans les grottes ornées
- Préservation des enregistrements sonores
   
  Etude d'orgues historiques

Castellengo M., Besnainou Ch., Polack J.D., Bernhard J.Y., (2000), Etude Acoustique de l'orgue Andreas Silberman (1731) ; Eglise St Maurice d'Ebersmunster. Rapport d'étude pour la Direction du Patrimoine du Ministère de la Culture ; 58 p. + 7 disques CD (74 mn).

Castellengo M., (1994), Approche acoustique de l'identité sonore de l'orgue F.H. Clicquot, L'orgue François-Henri Clicquot de la cathédrale de Poitiers, Publication du Ministère de la Culture, Poitiers, p.82-86.

Castellengo M., (1991), A propos de l'étude acoustique de l'orgue de Saint-Maximin, in L'orgue de Jean-Esprit et Joseph Isnard dans la basilique de la Madeleine à Saint-Maximin, ARCAM-PACA, Nice, p.197-201.

Castellengo M., (1990), Etude acoustique des orgues italiens de la vallée de la Roya, in L'orgue Italien, Cahier des Alpes-maritimes, N°7.


Etude de la Vihuela

Collectif Dir. Dugot J. "Aux origines de la guitare : la Vihuela de Mano". Les cahiers de la musique N°5 Ed. Musée de la musique – Citée de la musique, 2004.


Instruments à vent paléolithiques

Dauvois M., Fabre B., "Les instruments à vent paléolithiques". Colloque acoustique et instruments anciens - facture, musique et sciences, Cité de la musique Paris [1999], Actes édités par SFA-Cité de la Musique, incluant un CD audio.


Restauration d'un carillon

Boutillon X.,David B.,Fabre B. "An acoustical study for the restoration of the carillon of Perpignan" ISMA'97 Edimbourg. Institute of acoustics 19(5)  [1997].
 
Boutillon X.,David B.,Fabre B. "Étude acoustique pour la restauration du carillon de Perpignan" 4éme Congrès Français d'Acoustique (Marseille) [1997].


Phénomènes acoustiques dans les grottes ornées

Dauvois M., Boutillon X., Fabre B., Verge M.P. : "Sons et musique au paléolithique" Pour la Science, 253 (Nov 98).
http://www.pourlascience.com/index.php?ids=NQdbiHPouubEWxoPbaJz&Menu=Pls&Action=3&idn3=1668#


Préservation des enregistrements sonores

Ouvrage collectif, Dir. Calas M.-F., Fontaine J.-M. "La conservation des documents sonores". Ed. CNRS – Ministère de la Culture, 1996.

Fontaine J.-M. : "De la restauration des documents sonores. Les disques noirs : accès, dégradation, restauration" Coré N° 10, Juin 2001.

ECPA-SEPIA Conference Helsinky 18-20 sept. 2004
Fontaine J.-M. : "The use of Optical Discs in Digital Preservation"
http://www.knaw.nl/ecpa/sepia/conferencePapers/Fontaine.pdf

 

Dernière mise à jour : 15/09/2004