Dans l’histoire de la musique occidentale, de nombreuses formes orchestrales se sont imposées de l’orchestre symphonique aux ensembles de musique de chambre. L’intérêt pour ces formes s’est rarement porté sur les ensembles d’instruments à vent particulièrement adaptés à la musique de plein air. Le choix de la longue durée historique laisse entendre tous les possibles d’une histoire politique, culturelle et sociale de 1700 à 1914. Les conditions dans lesquelles sont nés et se sont développés ces ensembles en France, permet d’en voir leur usage, leur répertoire, leur sociabilité et leur impact sur la vie musicale.L’histoire de l’ensemble à vent est complexe. Musique ostentatoire ou militaire il est pendant longtemps l’objet sonore du pouvoir. L’étude des conditions de la création musicale spécifique pour ces ensembles fait apparaître des usages musicaux particuliers et permet d’établir un premier recensement d’oeuvres originales et de compositeurs, tout en montrant les relations entre création musicale savante et usage utilitaire ou populaire.La pratique instrumentale évolue avec les innovations de la facture tout comme l’art de l’orchestration. Le statut des musiciens évolue du professionnalisme à l’amateurisme orphéonique. La modélisation de la musique d’harmonie ou de fanfare et son instrumentalisation par le pouvoir lui confère une fonction représentative officielle. Le modèle « français » se répand sur tous les continents. Parallèlement, d’un usage ostentatoire et privé, l’ensemble à vent devient musique du peuple et sa pratique se diffuse sur l’ensemble du territoire national imposant un mode original de transmission musicale en marge des enseignements officiels et en quête de reconnaissance.Entre unité et diversité cette étude invite à redécouvrir la part patrimoniale des ensembles d’instruments à vent dans les champs historiques, sociologiques et musicologiques, à l’heure où, pour de multiples raisons, ces ensembles sont menacés. / In the history of western music, a lot of different shapes of bands grew on, from the symphony orchestra to the chamber music ensembles. But among these bands, the wind bands hardly attracted interest to perform outdoor music. With the choice of a historically long time period we are able to imagine all that their political, cultural and social history could be, from 1700 to 1914. The conditions of birth and development of these ensembles allow us to observe what their uses, repertoire and sociability were and what was their impact on musical life.The history of the wind band is complicated. For a long time period, being either conspicuous music or military music, it was used by the political power as an object of expression. Studying the conditions of musical creation of these ensembles reveals specific musical uses. It enables to establish a first inventory of original works and composers, while linking scholar musical creation and practical or popular use.The instrumental practice changes according to the innovations in the making process, as the orchestration art. The musicians' status evolves from professionalism to band amateurism. The establishment of a model of concert band music or brass band music and its exploitation by the political power leads to an official representative function. France becomes all over the world a country to look up to in this matter. At the same time the wind ensemble, for a conspicuous and private use, happens to become the music of the people. Its practice spreads throughout France, setting a specific way to pass music on, detached from the official teachings and in search for recognition.Between unity and diversity, this study is an invitation to discover again the cultural heritage of the wind bands in the history, sociology and musicology fields, when today these bands are threatened.

Le présent travail, réalisé dans le cadre du projet ANR MAESSTRO, concerne le remplacement des tables d’harmonie de piano traditionnellement constituées d’épicéa par des structures composites stratifiées. Cette démarche suppose une connaissance fine des matériaux à remplacer et des matériaux de remplacement. La contribution de la thèse consiste donc en le développement d’outils de caractérisation du comportement dynamique de structures viscoélastiques anisotropes hétérogènes sur une large bande de fréquence. Dans une première partie, l’étude théorique de la propagation des ondes planes dans ces structures est étudiée. Contrairement à une approche modale classique, les conditions aux limites et chargements sont écartés du problème. Les surfaces de dispersion obtenues contiennent la signature de l’anisotropie, de l’hétérogénéité des propriétés mécaniques ou encore du comportement dissipatif de la structure. La deuxième partie est dédiée au développement d’un moyen de mesure plein-champ robotisé. Celui-ci permet la mesure du champ de vitesse tridimensionnel instantané d’une structure soumise à un chargement dynamique répétable. La définition de l’expérience est intégrée dans un environnement CAO, permettant la prise en compte des problématiques liées à l’utilisation d’un bras robot, ainsi que l’automatisation complète de la mesure. La troisième partie est consacrée à la formulation de procédures d’identification basées sur les mesures obtenues. Les paramètres d’un modèle réduit de la mesure sont identifiés par le biais d’une méthode ESPRIT originale, intégrant des développements spécifiques aux mesures plein-champ. Ces paramètres sont ensuite utilisés pour exprimer un problème aux valeurs propres inverse permettant l’identification des propriétés de la structure mesurée. La démarche est mise en œuvre dans le cadre de l’analyse modale (régime transitoire) et l’analyse en vecteurs d’onde proposée (régime permanent). Des validations expérimentales sur des poutres homogènes et plaques anisotropes sont présentées. Le manuscrit conclut par l’application des méthodes proposées à l’identification des propriétés matériau d’une table d’harmonie de piano à queue Stephen Paulello Technologies SP190// / The present work, as part of the MAESSTRO ANR project, is motivated by the replacement of wood by composite material in the design of the piano soundboard. The main focus is on the characterization of the mechanical properties of both replaced and replacement materials in a wide frequency range, taking into account anisotropy, heterogeneous and viscoelastic behavior. First, the wave propagation in such structures is investigated; boundary conditions and loads are discarded to focus on the mechanisms responsible for the energy transmission in the media. The footprint of the complex behavior of the studied structures is represented and interpreted via the dispersion surfaces. Second, a robotized setup is proposed, allowing for the measurement of the full-field instantaneous 3D velocity along the surface of structures submitted to a repeated dynamic load. Third, identification methods using this experimental data are proposed. Based on the parameters of a reduced signal model of the measurement identified with an original ESPRIT method, inverse eigenvalue problems are formulated. Both transient and steady regime are investigated, respectively through modal analysis and the proposed wavevector analysis. The proposed methods are validated through applications on homogeneous beams and anisotropic plates. Finally, the overall proposed procedure is applied for the identification of the material properties of the soundboard of the Stephen Paulello technologies SP190// grand piano

Cette thèse présente une étude acoustique des instruments de musique de type flûte, enrichie par l'analyse de la respiration chez les flûtistes.Le flûtiste acquiert au cours de son parcours musical un contrôle expert du jeu de son instrument. Les contrôles développés par le musicien dépendent des libertés et contraintes apportées par son expertise musicale, sa physiologie respiratoire, la consigne musicale et la réponse acoustique de la flûte. Etudier les techniques de jeu nécessite de considérer le flûtiste et son instrument comme un ensemble.D'une part, ce travail porte sur l'étude de la réponse acoustique de la flûte à travers deux études: l'une concernant l'apport de l'acoustique linéaire lors de la conception d'un nouvel instrument par un facteur, l'autre portant sur l'influence de la position des lèvres du flûtiste. Ce travail permet de mettre en lumière les irrégularités du comportement acoustique de la flûte selon le doigté et amène à étudier comment le flûtiste les compense.D'autre part, nous étudions les stratégies respiratoires développées par le musicien au cours du jeu, afin d'obtenir une analyse et une compréhension fines des relations entre les paramètres de contrôle respiratoires et aéro-acoustiques dans un contexte musical. Nous répondons à deux questions : comment le flûtiste adapte sa respiration aux consignes musicales, et quand commence le jeu musical. Enfin, nous nous sommes intéressés aux efforts respiratoires développés par le musicien, en termes de travail et puissance. Une nouvelle question est posée : comment le flûtiste met à profit son système respiratoire afin de réaliser et/ou de faire entendre une intention musicale. / This thesis presents an acoustical study of flute-like instruments, which is developed by the analysis of flautist’s breathing. The flautist acquires during his musical background an expert control of his instrument. The control developed by the musician directly depends on the freedoms and constraints provided by the musician musical expertise, his respiratory physiology, the musical tasks and the acoustic behavior of the flute. Studying the playing techniques requires us to consider the flautist and the instrument as a whole.First, this work focuses on the study of the acoustic response of the flute through two studies: one on the contribution of the linear acoustics in the design of a new instrument with a flute-maker, the other on the influence of the position of the flautist’s lips. This work allows us to highlight irregularities in the acoustic behavior of the flute according to the fingerings, and leads us to study how the flautist compensates them. Secondly, we study the respiratory strategies developed by the musician while playing, in order to obtain detailed analysis and understanding of relationships between respiratory and aeroacoustic control parameters in a musical context. We answer two questions: how does a flute player adapt his breathing and playing to musical tasks, and when does the musical playing begin. Finally, we were interested in the respiratory efforts developed by the musician, in terms of work and power. A new question is asked: how does the flautist use his respiratory system in order to achieve and/or to highlight a musical intention.

Ce travail de thèse propose un transfert de méthodes industrielles et de recherche que sont le prototypage virtuel et la caractérisation mécanique des structures vers l'artisanat d'art : la fabrication des instruments de musique à cordes, plus particulièrement la guitare et le violon.Ce domaine, historiquement éminemment empirique, est étudié ici avec des critères objectifs. Le travail porte principalement sur le comportementmécanique vibratoire de ces instruments de musique. Le comportement mécanique du matériau utilisé (bois de lutherie) est tout d'abord étudié, et une méthode non-destructive proposée et appliquée à l'épicéa et à l'érable. La fiabilité des modèles numériques et ensuite étudiée par des méthodes de vérification et de validation de modèle, habituellement utilisées dans les domaines industriels et de recherche Les modèles développés sont ensuite utilisés en support à l'étude de phénomènes complexes de l'acoustique musicale appliquée au violon et à la guitare. Pour finir, l'utilisation de ces méthodes numériques pour une application concrète en facture instrumentale (prise de décision en milieu incertain, innovation de la géométrie et des matériaux) est proposée. / This work proposes a methodology for the transfer of industrial and research domain methods toward arts and crafts domain. The virtual prototyping and mechanical characterization of materials are used for the stringed musical instruments making domain. The works is adressed to the guitar and violin making. This domain is historically driven by empricism and it is studied here using objective criteria. The main topic is the mechanical vibratory behaviour of musical instruments. Firstly, the mechanical behaviour of the material used (tonewood) is studied. A non-destructive methodology is proposed and applied on spruce and maple species. The reliability of the numerical models is studied by method usually used in industry and research, the verification and validation process. The models developed are used as a support for the study of complex phenomena in musical acoustics. Finally, the utilization of numerical method for a practical application in instrument making (decision support under uncertainties, geometric and material optimization) is proposed. The methodology for a transfer to art and crafts domain is discussed.

Ce travail porte sur l'évaluation et le choix de descripteurs objectifs pertinents du point de vue de la qualité des instruments de musique à vent. Il s'inscrit dans le cadre d'un projet collaboratif de développement d'une plate-forme d'aide à la facture instrumentale. Le travail s'appuie essentiellement sur la notion d'impédance d'entrée. Une étude comparative de diff érentes méthodes de calcul d'impédance d'entrée de pavillons sont confrontées à l'expérience. Les résultats montrent que les méthodes utilisant la théorie des lignes en abscisse curviligne et un modèle de rayonnement adapté, permettent d'obtenir les fréquences de résonance avec une précision de l'ordre de 8 cents. Au-delà de la fréquence de coupure, les méthodes numériques sont plus proches de la mesure mais les hautes fréquences ont une influence mineure sur les fréquences de jeu. Par ailleurs une étude sur les "résonateurs" de tampons de saxophone révèle que ceux-ci doivent être considérés comme des "raidisseurs". A partir d'enregistrements en situation de jeu, il apparaît que la présence ou non de "résonateurs", causant une différence visible sur l'impédance d'entrée, est aussi perceptible par le musicien. Enfin, une analyse comparative entre fréquences de résonance et fréquences de jeu d'une trompette à branche d'embouchure paramétrable a été conduite avec plusieurs musiciens. Après analyse statistique des résultats, il apparaît que la fréquence de jeu est contrôlée par la fréquence de résonance, à 8 cents près, valeur de l'ordre de grandeur de la répétabilité des musiciens. Pour les trompettes, les fréquences de résonance semblent donc être des descripteurs pertinents de l'intonation de l'instrument.

Le processus de conception des instruments à anche simple, élaboré au fil des siècles par les facteurs, est essentiellement basé sur des lois de comportement empiriques qui résultent de l’arbitrage des clarinettistes. Leurs critères subjectifs d’appréciation semblent être aussi bien alimentés par des descripteurs acoustiques (fréquence de jeu, spectre perçu, dynamique) que par l’aisance dans leur contrôle. Les connaissances actuelles en propagation guidée dans les réseaux de trous latéraux, offrent une base nécessaire à la prédiction du comportement acoustique linéaire du résonateur de l’instrument. Nous cherchons, à l’aide de ceux-ci, à proposer une méthode d’optimisation géométrique (positions et dimensions des trous latéraux) afin d’atteindre une retranscription objective, la plus proche possible, des critères d’appréciation du musicien. L’heuristique suivie au cours de cette étude vise à affiner les modèles de comportement ainsi que la construction des critères objectifs d’appréciation à l’issue de chaque réalisation d’un prototype de clarinette jusqu’à leur validation expérimentale. Avec l’aide d’un facteur d’instrument, deux prototypes ont été réalisés et nous exposerons les avantages et inconvénients des procédures d’optimisation appliquées à chacun d’eux. / Single reed instruments conception process developed by instrument makers, is essentially based on empirical laws obtained from their interaction with musicians. Some of the subjectives criteria seems to be defined by both acoustic descriptors(like playing frequency, radiating spectrum and musical dynamics for exemple) and the ease of their control. Present knowledges in guided wave propagation in tone hole lattice are a necessary background to explain linear behavior of the clarinet. We aim to develop an optimisation method for clarinet geometrical variables in a way to reach the best objective translation of the clarinetists appraisal criteria. Then, the followed heuristic in this study consist in the enhancement of the acoustic behavior laws in parallel with the development of objective criteria after each logical clarinet making, until their experimental validation. The collaborative work with an instrument maker, helps us to make 2 prototypes with each specific procedure depicted in this document.