Qu'il soit un « piano droit » ou un «
piano à queue », le principe du piano est le
même
Il se compose de trois éléments distincts qui
sont:
La structure harmonique du piano
Le système mécanique clavier du piano
Le meuble du piano
1: La structure Harmonique du piano:
C'est la partie de l'instrument qui résonne, qui donne le
son.
Elle est composée du barrage, de la table d'harmonie, des
chevalets, du sommier, du cadre métallique, des cordes, et
des chevilles.
Le principe est simple:
La table d'harmonie, épaisse de 9 à 11 mn,
cintrée sur des barrettes affinées à
leurs extrémités, vient se fixé sur un
solide cadre en bois, le barrage.
C'est elle qui amplifie les vibrations des cordes, par
l'intermédiaire des chevalets.
Puis vient se fixer le cadre métallique, dont la fonction
est de maintenir la tension des cordes, environs 210 à 220
cordes tendues de 70 à 85 kilos par cordes (15 à
18 tonnes de tension sur l'ensemble du piano)
Le sommier, toujours en bois, est l'endroit où vient se
fixer les chevilles, se sont elles que l'on tourne afin de tendre plus
ou moins les cordes.
La qualité du son du piano dépend de trois
facteurs:
La qualité des matériaux
La conception
La qualité d'attention du montage.
Qualité des matériaux:
Les propriétés acoustiques de la table sont
dût à la régularité et la
fréquence des veines du bois qui la compose, l
'épicéa est incontestablement la meilleures
essence utilisé, pour les tables d'harmonie de tout les
instrument (piano, violon, harpe, etc...). Les chevalets, dont la
fonction est de transmettre les vibrations des cordes à la
table d'harmonie, doit être en bois de fibre rectiligne dur,
hêtre ou érable. Le barrage, peut-être
en sapin, en pin, ou en épicéa.
Ce qui est très important, c'est la façon dont le
bois est débité. Afin de permettre au vibration
de se transmettre le plus rapidement possible, le débit du
bois doit se faire en quartier, selon le schéma suivant.
La conception:
le piano tel que l'on le connait actuellement est issu de concept plus
ou moins réussit de facteur de piano dont l'imagination nous
à donné des structures harmoniques de toute
forme: carré, verticale, horizontale, triangulaire, ovale,
lenticulaire, bombée, toutes les formes ont
été testée; avec plus ou moins de
réussite. Ce qui est primordiale, c'est « le plan
de cordes » c'est à dire l'ensemble des longueur,
diamètre, tension des cordes calculé afin de
couvrir l'étendue des sept octaves ¼.
Voici la problématique.
Nous parlons ici de la partie vibrante de la corde.
Plus une corde est longue, (masse mise en vibration plus importante),
plus sa fréquence de vibration est basse. (les graves sont
plus grandes que les aiguës, comme sur une harpe).
Plus une corde est tendue, plus sa fréquence augmente, (on
accorde la fréquence en tendant plus ou moins une corde)
on peut également changer la masse d'une corde en modifiant
son diamètre.
Nous avons donc quatre paramètres à prendre en
compte: la fréquence, la longueur, le diamètre,
la tension, un seule connu, la fréquence.
On part du postulat que le La est à 440 htz. (440 vibrations
à la seconde) afin de créer un timbre
homogène, (développement des harmoniques), on
considère la tension des cordes entre 70 et 88 kilos. Nous
avons donc plus que deux inconnus, la longueur et le
diamètre. On définie la longueur selon la
puissance que l'on désire: (petit piano
d'étude-grand queue de concert) et l'on en
découle le diamètre selon la formule suivante:
diamètre = racine
[(tension*44000)/(fréquence²*longueur.cm²)]
on s'aperçoit que pour obtenir les fréquence
basse du piano, on doit augmenter la masse (le diamètre) en
de tel proportion que la tension devient énorme. Afin
d'obtenir la masse adéquate, on « file »
la corde en acierd'un fil de cuivre, ce que l'on appelle les cordes
filées.
Pour compenser la différence de masse mise en vibration
entre les basses et les aiguës, il suffit de poser trois
cordes de même fréquence (même note)
dans les médiums et les aiguës, deux dans les
médiums basses et une dans les basse. (cordes
filées).
NB: le calcul d'un plan de corde doit être affiné
car le diamètre des cordes augmentant de 25
centièmes en 25 centièmes, le même
diamètre, pour le médium comme pour les
aiguës, sert pour plusieurs fréquence
(4à6) palier compensé soit par la longueur, soit
par la tension.
Une fois notre plan de corde définie, sachant que le point
de frappe doit se trouver entre 1/7 et 1/9 de la partie vibrante afin
de développer les harmoniques (choix à 1/8
ajustement empirique lors du montage de la mécanique) on
obtient l'emplacement du chevalet, devant se placer
idéalement le plus centré sur la table.
La forme finale de la table d'harmonie dépend donc du choix
de longueur des cordes.
Qualité d'attention au montage.
De bons matériaux et une bonne conception ne suffisent pas
à réaliser un bon piano. Une qualité
d'attention à toutes les étapes est
indispensable. Aujourd'hui, la quasi totalité des piano sont
construit industriellement, selon le principe du taylorisme,
à la chaine. Or plus le nombre d'intervenant dur
l'instrument est élevé, plus le risque d'une mal
façon est grand. ( collage, vissage, …) la
quantité de main d'œuvre est importante pour la
réalisation d'un piano, les machines ne peuvent pas tout
faire. De plus, par définition, aucune pièce de
bois n'est identique. la table d'harmonie, composée d'une
vingtaine de pièces, d'un piano A n'a donc pas les
mêmes proprètés acoustiques d'un piano
B, qu'ils soient fabriqués dans le même lieux par
les mêmes personnes en même temps. La passion et
l'expérience sont indispensable à la
réalisation d'un son de qualité.
2 la mécanique / clavier
Le but de la mécanique est de propulser un marteaux sur les
cordes afin de les mettre en vibrations.
Le but du clavier est de faire le lien entre les doigts du pianiste et
de la mécanique.
Le principe de la mécanique du piano droit est la partie du
piano qui à le plus évolué.