Recherche en acoustique

Ce tonomètre est constitué de 56 diapasons de marques différentes permettant de déterminer la fréquence d’un son compris entre 48 Hz et 65 KHz. Il est accompagné d’un résonateur de Helmholtz, gros cylindre de laiton qui amplifie le son et facilite ainsi l’expérience, ainsi que de chronographes sur lesquels fixer les diapasons pour des expériences particulières. Pour déterminer la fréquence d’un son, on place consécutivement les différents diapasons devant la source sonore. La fréquence est indiquée par le diapason qui entre en vibration.

Ce sonomètre a été construit par Ernest Leybold, constructeur allemand d’appareils scientifiques, sur les plans du sonomètre différentiel de Marloye de 1840. Les chercheurs de l’Institut de phonétique l’utilisent notamment pour étudier la relation entre la fréquence d’un son et son intensité et pour travailler sur la gamme chromatique et les divisions harmoniques induites. Constitué de 3 cordes, dont une liée à un poids qui permet de faire varier sa tension, le sonomètre dispose de deux échelles de graduation permettant de mesurer la fréquence à laquelle la corde vibre.

Construit dans les années 1870, l'analyseur harmonique, ou "analyseur à flammes", a pour but d’analyser le timbre en identifiant les fréquences des hamoniques.  Chaque résonnateur en laiton entre en vibration à une fréquence donnée. La vibration de l'air à l'intérieur du résonnateur est transmise par un tuyau jusqu'à un bec de gaz. Pour réaliser l’expérience, on enflamme les becs de gaz avant d’émettre un son. Les résonateurs entrent alors en vibration et font danser la flamme à l’extrémité du bec de gaz leur correspondant. Le mouvement des flammes étant difficilement perceptible à l’œil nu, on l’observe dans un miroir à quatre facettes, mis en rotation afin de créer un effet stroboscopique. En observant quelles flammes dansent, on sait quels résonnateurs sont entrés en vibration et on parvient ainsi à décomposer le son analysé en autant de fréquences harmoniques qui en constituent le timbre.

Si le tonomètre mesure la fréquence, et l’analyseur harmonique aide à analyser le timbre, l’intensimètre mesure la troisième caractéristique essentielle d’un son : son intensité. Il a fallu attendre les années 1920 et la généralisation de l’électricité dans les laboratoires pour que cet outil soit utilisé. Celui-ci, construit en 1934 par Georg Neumann, célèbre pour ses microphones et autres appareils de précision sonores, rejoint les autres appareils de mesure de l'Institut de phonétique.

Dès l'électrification de l'Institut de phonétique, les chercheurs s'emparent de la technologie de l'oscilloscope pour analyser la fréquence et l'intensité des sons étudiés. L'oscilloscope restitue le signal sonore électrique sous forme de courbe observable sur un écran. Cette caméra permet de conserver une trace de l'expérience : équipée d'un cornet amovible, elle filme l'écran de l'ocilloscope à une vitesse de défilement réglable jusqu'à seulement quelques images par secondes.