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PRéSENTATIONS - ITEMM PAFI, PLATEFORME D'AIDE à LA FACTURE INSTRUMENTALE

  
LUTHERIE - La recherche acoustique en France - Le projet PAFI
REDACTEUR : JACQUES CARBONNEAUX

• PAFI :
Plateforme d'Aide à la Facture Instrumentale
 

Cela fait plusieurs mois que je vous parle du projet PAFI (Plateforme d'aide à la facture instrumentale), en voici un premier article qui fait suite à la présentation effectuée lors de la première journée JFIS (Journées facture instrumentale et Science, organisées à l'ITEMM en mai 2013) et aux travaux pratiques organisés le deuxième jour.

Financé par l'ANR (Agence Nationale de la Recherche) , la phase de création de prototypes de PAFI est un projet qui a débuté en décembre 2008 et qui prend fin en juin 2013. Il a été réalisé sous la direction de Joël Gilbert du LAUM (Laboratoire d'acoustique de l'Université du Maine), avec le pôle d'innovation de l'ITEMM (Marthe Curtit & Vincent Doutaut ), ainsi qu'avec une équipe de scientifiques du LAUM (Francois Gautier et Benjamin Elie), du LTCI (Laboratoire de Traitement et Communication de l'Information de Telecom-Paristech, Bertrand David), de l'ESEO (l'école supérieure d'électronique de l'ouest, Romain Feron) avec l'IRCAM, et un collectif d'artisans pilotes de l'UNFI (Union Nationale de la Facture Instrumentale, Association regroupant depuis 1982 facteurs d'instruments.)

Une quinzaine de luthiers guitares et violons a participé activement à ce projet tout au long de ces 3 années et demi. Ces luthiers sont impliqués plus largement depuis plus de 10 ans dans une dynamique de travail collaboratif entre artisanat en facture instrumentale et recherche.

PAFI, pour qui, pour quoi ?


Dans sa version prototype finalisée en juin 2013, PAFI est destiné aux luthiers guitares, violons, archet et instruments à vent. L'objectif est donc à terme de mettre à disposition des artisans un outil simple d'utilisation et peu coûteux .

Les objectifs de PAFI sont de faciliter le questionnement physique que les luthiers portent sur leurs instruments, en leur proposant des analyses basées sur les résultats de la recherche actuelle en acoustique musicale.

Par exemple, peuvent être étudiées et stockées les caractéristiques (fréquences et amortissements) des modes vibratoires d'un instrument complet (guitare ou violon) ou d'une partie d'instrument (table) en cours de fabrication.

Nous ne rentrerons pas dans les détails dans cet article mais pour résumer et comme vous pouvez le voir sur les photos ci-dessous, il s'agit de caractériser l'instrument en étudiant la mobilité de sa table d'harmonie au chevalet.
Comment ça fonctionne ?

Pour ce faire, un accéléromètre est placé à cet endroit stratégique qu'est le point de connection entre corde et caisse. Ce capteur lorsqu'il est fixé à une structure permet d'en mesurer l'accélération. Un marteau de choc est ensuite actionné et frappe l'instrument afin de provoquer une vibration. Ajoutons que l'instrument est suspendu et les cordes bloquées pour faciliter la lecture de la mesure et s'affranchir des vibrations liées au support (potence, etc) et aux cordes de l'instrument.

Ces deux capteurs, accéléromètre et marteau de choc, sont reliés à un boitier d'acquisition de données, lui même relié à un ordinateur et un logiciel libre développé pour l'occasion qui permet d'interpréter la mesure enregistrée. Afin de valider l'information, plusieurs essais peuvent être réalisés pour une même mesure.

Les mesures peuvent être réalisées sur des instruments ou des parties d'instruments, par exemple une table d'harmonie avec ou sans barrage.

Le rapport entre l'accélération et l'effort mesurés est appelé mobilité et s'interprete physiquement : cette grandeur quantifie la capacité à vibrer de la structure. Plus la mobilité est importante et plus, pour un même effort appliqué, la structure est animée d'un mouvement vibratoire important.

A épaisseurs égales, une plaque d'acier est moins mobile qu'une plaque d'épicéa.

Plusieurs indicateurs sont proposés par PAFI pour qualifier la mobilité de l'instrument, qui condense l'information relative aux couplages entre la corde et la table.

Marteau de choc Accéléromètre Boîtier d'acquisition
PAFI permet également d'étudier les caractéristiques des sons de guitares (à l'aide d'un micro livré avec l'outil) et de comprendre le lien entre décroissance sonore et mobilité de la caisse.

Les enjeux de PAFI

Quel fabricant n'a pas rêvé de reproduire, de façon presque systématique, l'instrument qu'il aura mis des années à mettre au point. Les seuls outils qu'il a actuellement à sa disposition sont ses oreilles et son expérience. PAFI permet au luthier de réaliser des mesures précises, de les archiver et de les comparer.

- Avant fabrication : caractériser les tables d'harmonies avant et après barrage afin d'identifier des lots utilisables pour des séries de guitares respectant une certaine homogénéité.

- Après fabrication : comparer des instruments réalisés avec les mêmes matériaux et suivants les mêmes procédés afin d'approcher à une meilleure homogénéité.

Les prototypes développés (matériel et logiciel) doivent maintenant entrer dans une phase de validation avant de pouvoir les proposer à un public large.
Une présentation des prototypes sera faite au salon graines de guitare les 6 et 7 Juillet prochains au château de Moncourt Fromonville.

Jacques Carbonneaux, Marthe Curtit, Vincent Doutaut et François Gautier - le 05 juin 2013

Liens utiles :

- Le LAUM : Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine
- Le pôle d'innovation de l'ITEMM
- Le LTCI : Laboratoire de Traitement et Communication de l'Information de Telecom-Paristech
- l'ESEO (l'école supérieure d'électronique de l'ouest,
- l'IRCAM : Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique
Le projet PAFI Musicien et instrument, un couple indissociable Evaluation de la projection d'un violon La guitare hybride
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