Pecha Kucha - Le son

Here we are

Tout d'abord, l'atelier de DFS m'a permis d'aiguiser des connaissances basiques en physique mais surtout d'en acquérir de nouvelles. Le son était pour moi un concept très vague; ce fût pour moi l'occasion de l'appréhender sous des angles différents; tuyaux sonores, corde vibrante, acoustique, etc.

L'apport de nouvelles connaissances concerne le son mais pas seulement, car la dynamique de l'atelier permet de bénéficier des connaissances des autres groupes et donc de découvrir d'autres phénomènes physiques.

Ensuite, ce fut pour moi l'occasion d'appliquer la méthode scientifique et de réaliser de véritables expériences qui avaient toujours été balbutiantes et remontant pour la plupart à la maternelle.
L'utilisation d'un mode opératoire, d'un systématisme, de recherches de statistiques, de documentations et j'en passe, étaient également nouveaux pour moi et constituent sans aucun doute des outils et alliés pour la vie future.

Bien qu'un essai timide, ce fut aussi l'occasion d'utiliser pour la première fois les machines du FabLab. Corollairement, j'ai également découvert de nouveaux logiciels comme Rhino ou 123DMake.

Mais surtout, surtout, surtout, l'atelier de DFS m'a appris à persévérer ! Après plusieurs expériences peu concluantes (au phénomène physique du projet en tous les cas) et beaucoup de découragement, nous sommes finalement parvenues à mettre en oeuvre le phénomène physique.
Après avoir peiné, la satisfaction finale n'en est que plus grande.

Qui ne tente rien n'a rien (épisode 3)

Nous sommes parties à la campagne à la recherche d'un endroit venteux. L'expérience se passe sur un plateau dégagé à Dilbeek, où la vitesse du vent est en moyenne de 16km/h. Après consultation du site de l'IRM, le vent moyen y est supérieur par rapport à la région de Bruxelles (vitesse moyenne du vent à Uccle 12km/h). NB: on constate que le vitesse du vent est double à la côte, en faisant sûrement notre prochaine destination.

Nous avons donc réitéré l'expérience:

- installation du fil tendu dans la direction perpendiculaire à celle du vent (de façon à ce que le vent frappe à 90° le fil).

- longueur du fil de minimum 10m

- fil bien tendu

Dans la vidéo qui suit, on constate que le vent n'est pas assez fort pour produire un son à l'intérieur de la tente. Ce fut donc une déception par rapport à l'effet initial que l'on voudrait obtenir. Toutefois, en faisant vibrer la corde avec le doigt, le son que l'on peut entendre à l'intérieur de la tente est décuplé. Une faible vibration de la corde produit un son de cognement sur le bois à l'intérieur de la tente. Si le vent n'est pas le générateur de son, l'effet obtenu avec une vibration manuelle n'en est pas moins intéressante.

le vent était trop faible, on a testé une vibration manuelle du fil

bruit généré à l'intérieur de la tente

Le fil, traversé par une onde stationnaire, transmet ses vibrations à la plaque de bois qui, vibrant avec la tente, produit un son

Force de ce constat, on se demande si on ne pourrait pas utiliser autre chose que le vent pour générer du son tout en restant dans le domaine des moyens low-tech. Depuis le début des expériences en effet, le vent est relativement capricieux.. Cela pourrait être la ville et ses dynamiques qui génèrent le son. Par exemple à un fil relié à des rails de tram, un fil tendu sous le pas des passants, un fil vibrant sous le passage des voitures, des skates quand l'on pense à Flagey. Un pavillon qui ne dépendrait donc plus seulement du vent mais des bruits de la ville et de ses usagers.

Formellement, le pavillon pourrait avoir la forme d'un dôme en membrane PVC transparente, facilement transportable pour permettre de diversifier les expériences sonores. La transparence permettrait d'avoir l'impression d'être dehors tout en étant à l'intérieur, d'avoir l'impression d'être dans la ville mais dans une fraction de celle-ci amplifiée.

Qui ne tente rien n'a rien (épisode 2)

Nous avons tenté de refaire l'expérience du fil tendu relié à une tente par l'intermédiaire de plaques de bois.

Principe de la corde vibrante : tenues par 2 extrémités, les vibrations se réfléchissent à chaque extrémité en créant une onde stationnaire.

Grâce à l'équation de D'Alembert, on peut conclure que :

- Si la corde est légère (masse volumique plus petite) : la vitesse et la fréquence augmentent

- Si la corde est plus légère (tension et donc force plus grande) : la vitesse et la fréquence augmentent en créant un son aigu

- Si la corde est longue : la fréquence diminue et le son est grave

Pour cette expérience, nous avons donc opté pour le fil de pêche, léger mais solide (moins sujet à se rompre lors de la mise en tension).

Hypothèses :

- Le fil tendu relié à la tente par l'intermédiaire d'une plaque de bois suit le principe du haut parleur : la vibration du fil par le vent met en mouvement les molécules d'air proches de sa membrane vibrante. En le reliant à la plaque de bois, les vibrations de celle-ci se transmettent à la tente. Cette transmission crée du son.

- La vibration de la corde ne dépend que de sa longueur et de sa nature (diamètre, matière).

- La force du vent va influencer l'amplitude de vibration (son fort ou moins fort) et la fréquence (son aigu ou grave).

- Il est possible avec la même corde d'obtenir des harmoniques différents, c'est-à-dire des vibrations avec d'autres fréquences, mais elles doivent toutes être un multiple de la fréquence fondamentale.

- La tension dans la corde, la vitesse de déplacement de l'onde dans la corde diffèrent et donc la fréquence fondamentale d'obtention d'onde stationnaire peut changer (f = v/lg d'onde)

- La force du vent va faire en sorte que la corde bouge avec une certaine amplitude mais le nombre de ventre de vibration est le même => donc même fréquence et même hauteur de note.

- Pour une longueur de corde donnée et pour une tension donnée, il existe une seule fréquence fondamentale.

- Pour une corde maintenue à ses 2 extrémités, il y a un ventre de vibration pour la fréquence fondamentale au milieu de la tente (c'est pour ça qu'il y a un trou dans les guitares => le trou permet de faire vibrer tout l'intérieur de la guitare // caisse de résonance et donc l'amplitude est meilleure).

- La tente sert de caisse de résonance. Ce qui compte c'est que le point de la corde sur le bois soit fixe pour que l'onde se réfléchisse et entraîne des ondes stationnaires.

Expérience :

Après avoir installé tout le dispositif, on n'entend rien à l'intérieur de la tente.. Crap !

Pourquoi l'expérience n'a-t-elle pas fonctionné ? Hypothèses :

- Le vent n'était pas assez fort.
- Le fil n'était pas assez bien tendu (peu probable).
- La liaison fil-plaque de bois/membrane-plaque de bois n'adhérait pas assez.
- ........
- La personne de la vidéo nous a menti et a rajouté un son sur sa vidéo.. (peu probable aussi!)

To be continued...

La physique est partout

Une rencontre fortuite intéressante. Merci à Mirko pour sa contribution.

Principe des tuyaux sonores :

Le tuyau sonore est le principe de tous les instruments à vent (extrémités libres => flûte, pipeau, trompette). La fréquence de vibration de l'air, donc la hauteur de la note, dépend de la pression de l'air et de la longueur du tuyau selon le principe d'onde stationnaire dans le tuyau.

2 paramètres sont à prendre en compte :
- la pression (le fluide sur les parois du tuyau)
- la vitesse du vent

Qui ne tente rien n'a rien !

La vidéo qui suit présente une expérience basée sur la génération de sons basée sur la vibration d'une corde par le vent. Hypothétiquement, cela fonctionne comme un haut parleur ou le fil vibrant transmet ses vibrations à la membrane de la tente sur les plaques en bois à l'intérieur de celle-ci, auxquelles est attaché le fil. L'effet sonore est très intéressant et ressemble à celui que nous pouvions entre dans les tubes en pvc dans les expériences que nous avons faites précédemment.

Nous allons donc refaire cette expérience en essayant de comprendre le rôle de chaque matériau en présence.

La séance d'atelier de vendredi passé était pour nous l'occasion d'utiliser les machines du FabLab, nous avons donc tenté de reproduire la structure d'une tente avec les machines.

Pour ce faire nous l'avons dessiné sur SketchUp et nous avons utilisé le logiciel 123DMake qui, sur base du sketchup, crée les patrons qui sont ensuite exportés et envoyés à la machine (très pratique!).

découpe laser

une structure hypothétique de tente (trop complexe, à oublier)

En résumé, une maquette peut aboutie mais qui nous a permis de découvrir certains logiciels qui s’avéreront sûrement très utiles pour la suite, et d'utiliser les machines. Cela nous a aussi permis de nous orienter vers une structure plus simple pour le futur pavillon.

Vibrating String

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"Among other distinctions, the Murrumbidgee catchment is home to two sound sculptures built by Dr Alan Lamb, a Western Australian whose career has combined neurobiological research, medicine, art and music.

Most recently Lamb has been working in Muttama, outside Cootamundra, where he has designed a massive aeolian harp with stretches of high-tensile wire up to 300 metres long.

In 2004, Lamb worked with Scott Baker to build a smaller aeolian harp of around 50 metres in length at ’Pindari’ outside Wagga Wagga, where he worked with the present author in 2006 for the Wagga Space Program’s Unsound festival - see the video below.

Aeolian harps have a long history and were first recognised by King David when his stringed instrument was stirred by the breeze. Similarly, St Dunstan of Canterbury enjoyed the strange music produced by the wind on tightened strings (although that led to an accusation of sorcery). Aeolian harps have been widely popular in previous centuries, particularly among the Romantic poets, including Coleridge, and also among Victorian composers, such as Elgar. You can find many designs for windowsill and doorway harps, which were the styles popular in those times.

The principle behind the aeolian harp is simple: the wind blows, creating vibration on tightened strings, leading to harmonics that resonate a shifting pitch higher than that of the strings tuning. However, this simple science still creates a sense of wonder. In Victorian times superstitious types considered these sounds to be ethereal voices, possibly from those deceased.

Alan Lamb calls his large-scale aeolian harps “the wires” as they have evolved from his fascination with telegraph wires. His introduction was as a child in Scotland, when his nanny would stop and put her head to the poles to listen the “sound of the universe”. In the 1976, Lamb discovered an abandoned one-kilometre stretch of Telecom infrastructure and, after purchasing it, began experimenting. Since then he has released records, featured on soundtracks (most recently Wolf Creek) and indirectly influenced popular culture when he was contacted by the sound designers for the original Star Wars film — where the distinctive 'ping' of tapped telegraph wires was used for the sounds of laser blasters.

Alan Lamb has some interesting views on the subject of aeolian harps and has stated that “the underlying principles show commonalities with biological systems such as embryonic body plans and brain function.”

J'entends le bruit de la ville porté par le vent.
J'entends un grésillement, comme un sifflement.
Je m'approche, le son se fait plus fort.
Je n'en vois pas l'origine...
Il est comme un seul et plusieurs à la fois.
Je ferme les yeux, et je me sens comme transportée par cette brise.

Light Me Black

Light Me Black, Monica Bonvicini, 2009
144 fluorescent lights, white metal fixtures, steel structure, electrical cables, 2 breakers, steel chains
Approx. 160 cm x 550 cm x 140 cm
height variable
Installation view: Monica Bonvicini–Light Me Black, The Art Institute of Chicago, Chicago, 20.11.2009 – 24.01.2010

Un moral aussi sinusoïdal qu'un son pur !

En toute honnêteté, je dois bien avouer que l'idée de faire une semaine de workshop dans un bâtiment désaffecté non chauffé à gare du midi ne m'enchantait guère. Ce n'est pas que je suis dénuée d'un certain "esprit scout", mais Lorette et moi-même sortions justement d'une semaine de montage de décor, semaine durant laquelle nous avons scié, vissé, peint, cloué, le jour comme la nuit, et de laquelle nous sortions un peu sur les genoux. C'était reparti pour un tour !

Et pourtant, dès que j'ai découvert le lieu, bien que je n'avais pas spécialement envie d'y dormir pour la raison évoquée plus haut, j'ai tout de suite été séduite par son potentiel. La première chose qui m'est venue à l'esprit est qu'il ferait un lieu de bal d'architecture exceptionnel.
(NB : Le concept du bal archi est de reprendre un bâtiment désaffecté et de le remettre à neuf le temps d'une soirée, et pas seulement si l'on pense à l'ancien GB Carrefour il y a deux ans que les soirées CatClub ont récupéré depuis lors.)
====> Piste à creuser ?

Après la découverte des lieux, il a fallu s'activer. J'avoue avoir été un peu désorientée au début. Par où commencer ? Trouver la thématique. Certes mais dans cette thématique, que chercher ? Expérimenter, avec quel matériel ? Autant de questions qui me turlupinaient initialement.
Dépasser ce cap a été de comprendre qu'il n'y avait pas de questions à se poser mais qu'il fallait se lancer.
Nous nous sommes d'abord intéressé au son théoriquement, ses concepts, son vocabulaire propre, etc, afin de savoir de quoi on allait parler pendant une semaine.

Ensuite, place à l'expérimentation. Les premières expériences étaient encore "timides" mais tout aussi fondamentales selon moi. Nous voulions rendre le son visible différemment des méthodes déjà utilisées. Même si nous utilisions des moyens plus rudimentaires pour rendre le son visible, il s'agissait de moyens high tech (enceintes, générateur de fréquence online, etc).
J'avoue avoir beaucoup apprécié cette étape de notre parcours expérimental, bien qu'a posteriori nous avons selon moi bien fait de passer à des expériences basées sur des moyens low .
Petit à petit, les expériences se déroulaient et notre objectif se précisait.

Parallèlement, les locaux se réchauffaient, les membres de l'équipe apprenaient à se connaître et l'organisation se mettait en place. J'ai énormément apprécié les échanges entre les élèves et avec les professeurs. Les moments que je préférais est quand on se retrouvait pour faire des projections, par exemple parce que Victor voulait nous redonner le moral en nous montrant les moyens de chauffage rudimentaires au Japon ou parce que Denis avait eu une révélation en mesurant la température à la surface d'une chaise pour bébé ! :)

En conclusion, ce fut une bonne expérience malgré selon moi le manque d'organisation qui a posé le plus problème. Comme dit à un des debriefs, j'aurais bien imaginé le même concept mais dans le cadre d'un voyage organisé bien à l'avance, en dehors du Bruxelles, voire de Belgique. En effet, j'aurais bien vu ce "dépaysement mental" s'accompagner d'un dépaysement "local".

Je tiens à remercier Michele, Denis et Victor sans qui cette semaine n'aurait pas été possible,
Merci à Matthieu et Anthony pour nous avoir prêté leur gsm !
Merci à Lorette pour sa bonne humeur à toute épreuve !
Merci à tout le monde pour l'ambiance générale !

Workshop J5

Le cinquième jour au SuperLab, nous avons mesuré l'intensité du vent avec un télémètre dans un premier temps sans l'intermédiaire des installations que nous avions conçues pendant la semaine, dans un second temps avec l'intermédiaire de celles-ci.

53 dB : vent normal

60 dB : vent moyen

68 dB : rafale

Avec le tube :

Vent normal : 61 dB

Vent moyen 65 dB

Rafale : 70 dB

Observations : l'intensité du son est augmentée via le tube métallique

Nous avons repris une à une les installations, d'abord celles rudimentaires, c'est-à-dire le tube recouvert d'un film alimentaire traversé par une corde via un simple trou.

Ensuite avec les installations qui ont montré mieux fonctionner au fil des expériences, c'est-à-dire avec du fil nilon et avec un système d'attache plus rigide.

L'air du vent

Des vibrations sonores, oui.......... Provoquées par des moyens naturels, encore mieux !

Les 2 expériences suivantes utilisent en effet le vent comme générateur de sons.

Expérience n°1

Matériel :

-Un tube en acier inox

-Film alimentaire

-Fil nilon

Nous sommes parties de l'expérience du gobelet en plastique relié à une corde (pour rappel: le son se transmet au travers du gobelet à la corde qui vibre), principe que l'on a inversé. Le son du vent se transmet au travers du fil à un tube en acier inox reliés entre eux par une membrane de film alimentaire. Le son se propage jusqu'à la fin du tube.

Expérience n°2

Matériel :

-Un tube en plastique

-Une caisse en carton

On scinde le tube en plastique en son milieu où on place une caisse en carton faisant office de caisse de résonance. Le but de l'expérience étant d'analyser l'influence de la caisse de résonance sur la propagation du son.

Bistabilité de plis

Expérience sur la bistabilité des plis :

1) Hypothèse :

La stabilité de la pliure dépend de la géométrie de l'objet.

La géométrie de l'objet dépend de :

-la longueur principale L

-la largeur principale l

-l'angle bêta (voir photo ci-dessous)

-la longueur i (voir photo ci-dessous)

-l'épaisseur e

2) Expérience

1°) L'expérience consiste à créer des échantillons similaires dont seulement une variable est différente.
-> L, l, i, bêta égaux -> e variable
-> L, i, bêta, e égaux -> l variable
-> l, i, bêta, e égaux -> L variable
-> L, l, bêta, e égaux -> i variable
-> L, l, bêta, i, e égaux -> bêta variable

2°) On reporte sur un graphique les résultats obtenus et on distingue ceux qui "fonctionnent" (stables) des plis instables.

3) Conclusion

Un trop grand i ou un trop grand L par rapport à un trop petit l rend impossible la pliure.

Un angle trop aigu, par voie de conséquence, rend impossible la pliure.

Une épaisseur augmentée favorise la pliure, en ne dépassant pas la limite maximale de rigidité empêchant la pliure.

Des vibrations sonores visibles !

Rendre les vibrations sonores visibles

Expérience n°1

Matériel :

-        -  Gobelets en plastique

-         -  Farine

-         -  Corde

-        -  Cutter

-        -  Film alimentaire

-        -  Papier aluminium

-        -  Son (baffle)

-        -  Elastiques

-          - Un profilé métallique creux rectangulaire

1°) On perce le fond du gobelet d’un trou dans lequel on fait passer la corde. On fait un nœud dans la corde pour la fixer. On dépose de la farine sur la corde du côté fermé du gobelet. On émet un son du côté de la partie ouverte du gobelet.

Observations : Les vibrations font tomber la farine de la corde.

2°) On prend une cannette qu’on recouvre de film aluminum sur lequel on dépose de la farine. On le perce d’un petit trou dans lequel on fait passer un son. La farine vibre sur l’aluminium.

3°) On utilise le profilé métallique creux rectangulaire. On le recouvre de film plastique sur lequel on dépose de la farine. En émettant un son par l’autre extrémité, les vibrations sonores font vibrer la farine.

Expérience n°2

Matériel

-film alimentaire
-pot en terre cuite
-enceinte
-sel

On recouvre la partie ouverte du pot en terre cuite avec du film alimentaire sur lequel on dépose du sel.

Observations :
Le sel commence à vibrer à partir de 45 Hz.
A 120 Hz le sel est poussé vers l’extérieur.

De 135 à 148 Hz le sel vibre très bien.

Expérience n°3

Matériel

-film alimentaire
-pot en terre cuite
-enceinte
-eau

On recouvre la partie ouverte du pot en terre cuite avec du film alimentaire sur lequel on dépose de l’eau.

Observations :

A 120 Hz l’eau éclabousse.

A 34 Hz, l’eau vibre très bien.

--------------------------------La danse des sons en vidéos--------------------------------

Avec le sel :

Avec l'eau