Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse de Paris
n°4
Adrien Mamou-Mani, Laetitia Placido et David Sharp

Étude des différences de perception entre deux trompettes de même modèle

Article
  • Résumé
  • Abstract

Deux trompettes de même modèle fabriquées en série ont révélé des différences acoustiques significatives dues à la présence d’un minuscule trou dans la perce de l’un des deux instruments (voir référence [6]). Cet article présente des expériences psychophysiques montrant que ces différences acoustiques n’entraînent pas nécessairement des différences perceptibles dans les caractéristiques de jeu des deux trompettes. En particulier, lors d’un test d’écoute, très peu de musiciens sont capables de distinguer les sons produits par chacune des trompettes. De même, seul un petit nombre de trompettistes est capable de distinguer les deux instruments lors d’un test de jeu. Ceux qui réussissent sont en mesure de fournir des évaluations distinctes et cohérentes sur la qualité de chacun des instruments.

 

Traduction de l'article original "Investigating perceptual differences between two trumpets of the same model type" publié en 2011 dans Applied Acoustics, vol 72, pages 907-914

Texte intégral

Introduction

Un enjeu crucial de la facture instrumentale à grande échelle est la capacité des fabricants à produire des instruments de musique de manière fiable. N’importe quelle différence physique entre deux instruments peut être à l’origine de différences au niveau de leurs propriétés acoustiques qui, à leur tour, peuvent se traduire par des différences perceptibles dans les caractéristiques de jeu. Même si ces différences peuvent être souhaitables pour la fabrication artisanale, les fabricants intéressés par la production de masse préfèrent généralement que leurs instruments se comportent d’une manière identique.

Il n’est pas toujours évident de savoir quel effet peut avoir une disparité physique sur les caractéristiques de jeu d’un instrument. De petites différences physiques entre les instruments peuvent entraîner de grandes différences perceptibles dans leurs caractéristiques de jeu. À l’inverse, de grandes différences physiques peuvent être perçues comme ayant peu d’impact sur les qualités des instruments. Toute étude s’intéressant à la fiabilité de la facture instrumentale doit donc s’intéresser aux différences perceptives en complément des différences physiques et acoustiques.

Pour l’ensemble des cuivres, les différences de géométrie interne des instruments impliquent des variations dans leurs propriétés de résonance et il en résulte que des musiciens peuvent percevoir des différences en terme de jouabilité et de qualité de son [1, 12, 13, 11]. Dans un article précédent [6], Mamou-Mani et Sharp mesurent les propriétés de résonance de deux trompettes de modèle identique, bon marché et fabriquées en série (trompette en si bémol, Pearl River MK003). Ils montrent que ces deux trompettes sont extrêmement similaires, à la fois physiquement et acoustiquement, pour tous les doigtés où le troisième piston est actionné. Pour les doigtés où le troisième piston n’est pas actionné, ils montrent que les deux trompettes ont des propriétés de résonance tout à fait différentes. Un exemple de ce comportement peut être observé sur la figure 1 qui présente les courbes d’impédance d’entrée pour les deux trompettes avec (a) le troisième piston actionné et (b) aucun piston actionné. Pour plus de clarté, les enveloppes des courbes sont également représentées. Dans la figure 1a, les deux courbes d’impédance sont très similaires. Cependant, dans la figure 1b, des différences beaucoup plus importantes peuvent être observées entre les deux courbes. Ces différences dans les propriétés de résonance des instruments ont été identifiées comme étant principalement dues à une fuite due à un petit trou dans la paroi du canal inférieur du troisième piston de l’une des trompettes (ce canal fait partie de la perce de l’instrument lorsque le piston n’est pas actionné). Un test de jeu à petite échelle a montré qu’un musicien semi-professionnel a été en mesure de faire la distinction entre les deux trompettes.


	Impédance d’entrée et enveloppes des deux trompettes Pearl River MK003 avec (a) le troisième piston actionné (i.e. V3)

Impédance d’entrée et enveloppes des deux trompettes Pearl River MK003 avec (a) le troisième piston actionné (i.e. V3)


	Impédance d’entrée et enveloppes des deux trompettes Pearl River MK003 sans aucun piston actionné (i.e. V0)

Impédance d’entrée et enveloppes des deux trompettes Pearl River MK003 sans aucun piston actionné (i.e. V0)

Cet article rapporte les résultats d’un test psychophysique plus vaste impliquant les deux trompettes et utilisant les méthodes décrites par Meilgaard et coll.[7]. Des tests d’écoute sont entrepris afin d’examiner la capacité d’un groupe de musiciens à distinguer les notes produites par les deux trompettes. En complément, des tests de jeu sont mis en œuvre afin d’établir si les différences dans les caractéristiques de jeu sont perceptibles par un grand nombre de trompettistes et si la capacité à distinguer les instruments est liée au niveau instrumental de l’interprète. De plus, des évaluations subjectives et les préférences des trompettistes sont recueillies et analysées.

Tests d’écoute

Une série de tests d’écoute est réalisée pour étudier la capacité de sujets entraînés musicalement à différencier des enregistrements de notes jouées par les deux trompettes Pearl River. Dans la suite, la trompette A désigne la trompette sans défaut et la trompette B désigne la trompette avec le défaut.

Préparation des stimuli

L’enregistrement des notes produites sur les deux trompettes a été fait en chambre anéchoïque à température constante. Bien que ce ne soit pas l’environnement d’écoute habituel d’un instrument de musique, la chambre anéchoïque garantit l’absence de coloration du son dû à la salle. Un microphone cardioïde (AudioTechnica AT4033) est placé dans l’axe de l’instrument à une distance de 30 cm du pavillon. Le microphone est connecté à un préamplificateur (M-Audio ProFire 610 carte son 24-bit) lui-même relié à un ordinateur équipé du logiciel d’enregistrement Logic Audio.

Les instruments ont été mis en vibration au moyen d’une bouche artificielle, et non par un trompettiste. Les bouches artificielles permettent aux instruments de la famille des cuivres d’être joués de manière reproductible [3] et ainsi facilitent la détection des différences entre les instruments acoustiques [8]. Elles sont particulièrement utiles lors de la construction de tests d’écoute, car elles permettent de jouer des notes simples de manière stable sur de longues périodes [14]. Une comparaison des résultats des tests d’écoute impliquant des sons produits par des trompettistes et par une bouche artificielle montre que cette dernière source d’excitation est plus cohérente et plus fiable pour ce type de tests [11].

Quatre hauteurs de notes différentes1 ont été choisies pour les tests d’écoute: sol 4 et do 5 (jouées en position à vide), et mi 4 et la 4 (joué, pour les fins de ces tests, avec le troisième piston actionné). Ces notes représentent à la fois la situation où les propriétés de résonance des deux trompettes diffèrent significativement, et la situation dans laquelle les caractéristiques de résonance sont très proches.

La trompette A est couplée à l’embouchure de la bouche artificielle, et les lèvres de la bouche ont été ajustées jusqu’à obtenir une note stable de hauteur sol 4. L’enregistrement de la note est effectué à une fréquence d’échantillonnage de 44100 Hz. La trompette A est ensuite retirée de la bouche artificielle et remplacée par la trompette B. Si la note est restée stable, un autre enregistrement est effectué. A nouveau, la trompette B est découplée de la bouche et est remplacée par la trompette A. Encore une fois, un enregistrement supplémentaire est effectué si la note est restée stable. Cette procédure a été répétée pour les trois autres hauteurs de notes (mi 4, la 4 et do 5) sélectionnées pour le test d’écoute.

Un extrait de 1,6 s a été sélectionné dans la partie stable du signal de chaque enregistrement et une apparition ainsi qu’une diminution graduelles de 40 ms ont été appliquées au début et à la fin de la partie sélectionnée. Les sons ont ensuite été organisés par paires de même hauteur, incluant des paires comportant des sons produits en utilisant une même trompette (trompette A) ou en utilisant les trompettes A et B.

Ces paires de notes ont ensuite été utilisées pour construire le test d’écoute. Les paires produites en utilisant la même trompette (paires de contrôle) ont été incluses dans le test afin de vérifier que la bouche artificielle avait généré des notes de manière reproductible. Les paires produites en utilisant les deux trompettes (paires de comparaison) ont été incluses pour tester la capacité des sujets à distinguer de manière robuste les sons produits par les deux instruments. Pour chacune des quatre notes, dix répétitions ont été effectuées pour des paires de comparaison et une seule répétition pour la paire de contrôle. Au total, le test d’écoute est composé de quarante-quatre paires de notes.

Il doit être noté que les sons utilisés dans le test d’écoute n’ont pas de transitoires d’attaque ni d’extinction. Bien que ces transitoires puissent jouer un rôle important dans la façon dont les sons sont perçus, leur absence est ici une conséquence inévitable de l’utilisation d’une bouche artificielle. En effet, ce type de dispositif artificiel fournit le niveau requis de reproductibilité en termes d’excitation des instruments mais il n’est pas encore assez sophistiqué pour imiter fidèlement les subtilités liées aux transitoires d’attaque de la note.

Procédure

Quarante musiciens (dont quinze trompettistes) ont participé au test d’écoute (voir tableau 1). Les participants étaient tous bénévoles et n’ont reçu aucune rémunération pour leur participation.

Les sujets sont équipés d’un casque audio AKG K240 Mk II et sont soumis à un test triangulaire sur les quarante-quatre paires de notes présentées dans un ordre aléatoire. Pour chacune de ces quarante-quatre paires de notes, chaque sujet est confronté à la paire de sons de comparaison et à un son de référence (qui est une réplique de l’une des notes de la paire). Ils doivent ensuite identifier à quel son de la paire correspond le son de référence. Si un sujet n’est pas capable d’identifier le son de la paire qui correspond au son de référence, on lui demande de choisir un des deux sons de la paire au hasard. Le volume est ajusté pour donner un niveau d’écoute confortable et, pour une paire de notes donnée, les sons peuvent être écoutés dans n’importe quel ordre et autant de fois que souhaité.

 

Table 1 Participants au test d’écoute

 

Échantillon

Trompettistes

Non trompettistes

Tous

Homme

11

20

31

Femme

4

5

9

Tous

15

25

40

 

Résultats et discussion

Fiabilité de la bouche artificielle

Il est important d’être sûr que les différences perçues par les sujets au cours des tests d’écoute sont dues à des variations entre les instruments et non à un manque de reproductibilité des sons par la bouche artificielle. À cette fin, les paires de contrôle ont été introduites dans le test d’écoute pour chacune des quatre hauteurs de note testées.

Si la bouche artificielle a produit des sons de manière cohérente lors de l’enregistrement, l’auditeur ne doit pas être en mesure d’identifier quelle note de la paire de contrôle correspond à la note de référence. Autrement dit, une identification correcte doit seulement être due au hasard. Pour tester cette hypothèse, les réponses des 40 sujets, pour chacune des quatre paires de contrôle, sont comparées à la distribution de probabilité binomiale. Selon cette distribution, pour un essai donné dans le test d’écoute, la probabilité qu’au moins 26 sujets répondent correctement au hasard est de 4,03%. Ainsi, s’il y a plus de 26 succès dans la paire de contrôle, cela fournit la preuve que les notes de cette paire de contrôle sont discernables; en d’autres termes, la bouche artificielle ne s’est pas comportée de manière fiable lors de la production de ces notes. C’est ce que l’on trouve pour les notes mi 4 et sol 4 (26 et 30 réponses correctes, respectivement). Toutefois, pour les notes la 4 et do 5 (23 et 25 bonnes réponses), les résultats des tests d’écoute indiquent que, au niveau de significativité de 5%, la bouche artificielle a reproduit les notes de manière fiable.

 

La figure 2 fournit une illustration supplémentaire du comportement de la bouche artificielle en reportant les spectres de fréquences pour les quatre paires de contrôle de notes. Les figures 2a et 2b montrent les spectres de fréquence pour les paires de contrôle mi 4 et sol 4 respectivement. Bien que les enveloppes des deux notes qui composent chacune de ces paires soient très similaires, de petites différences apparaissent clairement. Ces différences sont mises en perspective par les figures 2c et 2d qui montrent des spectres de fréquences pour les paires de contrôle la 4 et do 5. Dans ces figures, les enveloppes des deux notes qui composent chaque paire sont pratiquement identiques. Ces observations sont confirmées par la figure 3 qui montre les différences d’amplitude entre les enveloppes spectrales des deux notes pour chacune des quatre paires de contrôle. Il apparait que les différences sont beaucoup plus grandes pour les paires de contrôle mi 4 et sol 4 (avec des valeurs maximales de 2,1 dB et 3,8 dB, respectivement) que pour les paires de contrôle la 4 et do 5 (avec des valeurs maximales de 0,7 dB et 0,5 dB, respectivement). Il convient de préciser que le trou présent dans les enveloppes de la figure 2a reflète la chute de partiels en dessous du niveau du bruit de fond pour cet ensemble de fréquence (en conséquence, il y a également un trou dans figure 3a pour ce même ensemble de fréquence).

Les résultats du test d’écoute et les spectres de fréquence pour les paires de contrôle indiquent que la bouche artificielle s’est comportée de manière reproductible pour les hauteurs de notes mi 4 et sol 4. En conséquence, pour l’analyse donnée, seuls les résultats des tests d’écoute pour les la 4 et do 5 sont pris en compte. Comme do 5 est joué sans piston actionné et la 4 est joué avec le troisième piston actionné, la situation dans laquelle les propriétés de résonance des deux trompettes diffèrent sensiblement et la situation dans laquelle les caractéristiques de résonance sont similaires peut être étudiée.


	Spectres des paires de contrôle pour les hauteurs de notes (a) mi 3, (b) sol 3, (c) la 3 et (d) do 4.

Spectres des paires de contrôle pour les hauteurs de notes (a) mi 3, (b) sol 3, (c) la 3 et (d) do 4.


	Amplitude des différences entre les enveloppes spectrales des deux notes des paires de contrôle pour les hauteurs de notes (a) mi 3, (b) sol 3, (c) la 3 et (d) do 4.

Amplitude des différences entre les enveloppes spectrales des deux notes des paires de contrôle pour les hauteurs de notes (a) mi 3, (b) sol 3, (c) la 3 et (d) do 4.

Analyse des résultats

Dans le test d’écoute, chaque sujet a été soumis à 10 répétitions de la paire de comparaison pour chacune des quatre hauteurs de note. Pour deux de ces notes (mi 4 et sol 4), il y avait des doutes sur la fiabilité de la bouche artificielle. Cependant, pour les deux autres notes (la 4 et do 5), la bouche artificielle a produit les notes de manière fiable. Donc, pour ces notes, les différences perçues par les sujets doivent être dues à des différences entre les deux trompettes.

Selon la distribution de probabilité binomiale, la probabilité qu’un individu atteigne au moins 9 bonnes réponses par hasard au cours des 10 essais est de seulement 1,07%. On peut donc conclure qu’au niveau de significativité d’un peu plus de 1%, un sujet est capable de distinguer les sons s’il obtient 9 ou 10 succès pour une hauteur de note donnée.

La figure 4 reporte les histogrammes des scores obtenus par les 40 sujets pour les paires de comparaison la 4 et do 5. La figure montre que 8 des 40 sujets (dont 2 trompettistes) sont capables de distinguer les deux notes qui composent la paire de comparaison do 5 (c’est-à-dire qu’ils ont correctement identifié le son correspondant au son de référence pour au moins 9 des 10 répétitions). Pour la paire de comparaison la 4, seulement 4 sujets (aucun d’entre eux n’étant trompettiste) sont capables de distinguer les deux notes. Bien que seul un petit nombre d’individus soit capable de distinguer les sons produits par les deux trompettes pour l’une des notes, deux fois plus d’individus sont capables de distinguer les sons de la paire de comparaison do 5. Cela reflète le fait que do 5 est joué sans piston actionné. Dans cette configuration de piston, le trou est présent dans la perce de la trompette B, affectant ses propriétés de résonance qui différent ainsi sensiblement de celles de la trompette A.

Une autre illustration de la facilité des sujets à discerner les sons produits par les deux trompettes pour do 5 plutôt que pour la 4 peut être analysé au niveau agrégé sur le groupe des 40 sujets. Pour la paire de comparaison do 5, le nombre moyen de succès sur 10 est 6,83 alors que pour la paire de comparaison la 4, le nombre moyen de succès est 6,20.

On pourrait s’imaginer qu’un trompettiste serait plus à même de discerner les sons produits par des trompettes différentes qu’un musicien non trompettiste. Cependant, une analyse détaillée des données du test d’écoute révèle que les scores moyens obtenus par les trompettistes (5,47 pour la 4 et 6,53 pour do 5) sont en réalité moins bons que ceux obtenus par les musiciens non trompettistes (6,64 pour la 4 et 7,00 pour do 5) . Cela dit, le nombre de sujets dans les deux échantillons est en réalité trop faible pour pouvoir tirer des conclusions définitives à partir de ces valeurs.


	Histogramme des scores du test d’écoute effectué par les 40 participants pour (a) la paire de comparaison la 3et (b) la paire de comparaison do 4

Histogramme des scores du test d’écoute effectué par les 40 participants pour (a) la paire de comparaison la 3et (b) la paire de comparaison do 4

Les figures 5a et 5b décrivent les spectres des paires de comparaison la 4 et do 5 respectivement. Pour ces deux notes, on observe de petites différences entre les enveloppes des spectres au sein de chaque paire. L’ampleur de ces différences est reportée dans les figures 6a et 6b. Bien que petites (avec des valeurs maximales de 3,2 dB et 2,3 dB, respectivement), ces différences sont nettement plus grandes que celles des paires de contrôle correspondantes (voir figures 3c et d), ce qui explique probablement que certains participants au test d’écoute soient en mesure de faire la différence entre ces sons.


	Spectres des paires de comparaison pour les hauteurs de notes (a) la 3 et (b) do 4.

Spectres des paires de comparaison pour les hauteurs de notes (a) la 3 et (b) do 4.

 


	Amplitude des différences entre les enveloppes spectrales des deux notes des paires de comparaison pour les hauteurs de notes (a) la 3 et (b) do 4.

Amplitude des différences entre les enveloppes spectrales des deux notes des paires de comparaison pour les hauteurs de notes (a) la 3 et (b) do 4.

Tests de jeu

Les tests de jeu sont souvent utilisés pour recueillir les opinions des musiciens sur les propriétés de jeu et les qualités sonores des instruments. L’objectif de ces tests est généralement de relier les jugements subjectifs des musiciens aux propriétés physiques ou acoustiques des instruments. Par exemple, Bertschet coll. [2] ont réalisé des tests de jeu visant à étudier le vocabulaire que les musiciens utilisent pour qualifier un ensemble de trompettes différentes, puis ont tenté de corréler les termes utilisés par les trompettistes avec des propriétés acoustiques. De même, Hillet Sharp [5] ont proposé de relier les perceptions des bassonistes concernant les propriétés de différents bocaux à des différences dans leurs géométries. Par ailleurs, Plitnik et Lawson [9] ont mis en œuvre des tests de jeu sur un cor avec différentes embouchures et ont ensuite essayé de corréler les préférences des musiciens avec leurs propriétés acoustiques et géométriques. Dans toutes ces études, les tests de jeu ont été utilisés soit pour comparer les instruments (ou composants d’instruments) produits par différents fabricants, soit pour comparer différents modèles d’instrument (ou composants d’instruments) produits par le même fabricant.

Dans cette section, les tests de jeu sont conçus pour comparer les deux trompettes Pearl River. Ces instruments sont fabriqués par le même fabricant et sont de modèle identique.

Méthode

Participants

Les tests ont été effectués avec les quinze trompettistes qui ont participé au test d’écoute. Ces trompettistes diffèrent dans leurs niveaux d’expertise et d’expérience. Deux sont trompettistes professionnels, six sont étudiants de la classe de trompette du Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris, et sept sont trompettistes amateurs (des étudiants fréquentant d’autres sections au Conservatoire de Paris).

Procédure

Le but de la première étape du test est d’évaluer la capacité des trompettistes à percevoir les différences entre les caractéristiques de jeu des deux trompettes Pearl River. Les sujets sont soumis à une tâche de choix forcé (2 alternative forced choice: 2-AFC) après avec effectué un entraînement (méthode décrite dans les références [7, 4]). La procédure de test est la suivante. Au début du test, le trompettiste dispose de cinq minutes pour jouer les deux trompettes et se familiariser avec elles. Ensuite, dans la phase entraînement, on présente les trompettes cinq fois dans un ordre aléatoire. On demande au trompettiste de déterminer lequel des deux instruments est la trompette A ou B en le laissant jouer les deux modèles. Après chaque essai, lors de l’entraînement, le trompettiste est informé du caractère correct ou incorrect de sa réponse. Enfin, les deux trompettes sont présentées vingt fois dans un ordre aléatoire et, à chaque fois, on demande au trompettiste d’identifier l’instrument. De la même manière, après chaque essai, le joueur est informé du caractère correct ou incorrect de sa réponse. Pour que l’expérience soit la plus confortable possible, on demande à chaque musicien de jouer les deux trompettes en utilisant son embouchure personnelle.

Afin de minimiser la possibilité qu’un trompettiste identifie les trompettes par des légères variations d’apparence ou par des petites différences dans le fonctionnement mécanique des pistons, chaque test a été effectué dans une pièce sombre et les sujets jouaient les trompettes sans actionner de pistons. Mis à part cette restriction, à toutes les étapes du test, le musicien est libre de jouer les notes qu’il souhaite sans contrainte de dynamique. La contrainte que les trompettes soient jouées à vide a été bénéfique, car cela correspond à la configuration de pistons qui maximise les différences acoustiques entre les instruments (puisque la fuite n’est présente dans la perce de la trompette B que lorsque le troisième piston n’est pas actionné).

Selon la distribution de probabilité binomiale, la probabilité qu’un individu atteigne 16 bonnes réponses ou plus par hasard au cours des 20 essais est seulement de 0,59%. Ainsi, au niveau de significativité de 1%, un musicien est capable de distinguer les deux instruments s’il a au moins 16 succès dans le test 2-AFC. Les joueurs qui étaient en mesure de distinguer les instruments de manière convaincante passaient ensuite à la seconde étape du test où on leur demandait leurs jugements sur les qualités relatives de chacun des instruments. Chaque sujet devait détailler la stratégie qu’il avait adoptée pour reconnaître les instruments, puis devait remplir un questionnaire fermé qui utilise des critères explicites pour comparer les trompettes à l’égard de leur qualité sonore et de leur jouabilité. Enfin, on a demandé à chaque sujet d’indiquer le prix qu’ils seraient prêts à payer pour chacune des trompettes.

Résultats et discussion

Scores des sujets

La figure 7 présente l’histogramme des scores obtenus par les sujets à la première étape du test de jeu. Cinq sujets sont capables de distinguer les deux trompettes au niveau de significativité de 1% (en fait, ces cinq sujets ont identifié correctement les instruments sur au moins 19 des 20 essais). Un de ces cinq instrumentistes est initialement clarinettiste et a débuté l’apprentissage de la trompette 6 mois auparavant. Les quatre autres étaient tous étudiants dans le département de trompette du Conservatoire de Paris. On peut ainsi faire l’hypothèse que les trompettistes en cours d’études sont davantage capables de distinguer les deux instruments que ceux qui ne reçoivent actuellement pas de formation en instrument. Cette hypothèse peut être étudiée en appliquant le test exact de Fisher sur les données de test de jeu (le test exact de Fisher est l’équivalent du test du Chi-Square, mais est applicable aux échantillons de petite taille). Le calcul de la p-value (one-tail) de 0,047 indique que, pour les quinze trompettistes qui ont participé au test de jeu, il existe une corrélation entre la capacité à distinguer les deux instruments et être étudiant en trompette au Conservatoire de Paris pour un niveau de significativité de 5%.

Il est intéressant de noter que les deux trompettistes professionnels font partie des 10 musiciens qui sont incapables de distinguer les trompettes au niveau de significativité de 1%. Cependant, ils ont tous deux identifié correctement les instruments 14 fois sur les 20 essais. Ils étaient, par conséquent, en mesure de distinguer les différences entre les instruments au niveau de significativité de 5%.


	Histogramme des scores du test de jeu effectué par les 15 trompettistes.

Histogramme des scores du test de jeu effectué par les 15 trompettistes.

Jugements de qualité

Le tableau 2 liste les jugements sur les qualités de jeu relatives des deux trompettes reportés par les cinq trompettistes qui ont démontré une capacité à distinguer les instruments. Les critères retenus sont issus des travaux de Poirson [10], qui a étudié la terminologie utilisée par un groupe de musiciens parlant librement de la qualité musicale des trompettes. Les critères concernent à la fois la jouabilité des instruments et la qualité du son produit. Par exemple, en termes de jouabilité, les critères portent sur la facilité avec laquelle chaque instrument est joué (facilité de jeu), le volume sonore produit pour une même excitation (efficacité), la facilité à changer la hauteur et le timbre de notes par le biais de l’embouchure (flexibilité), la rapidité avec laquelle l’instrument répond à un changement d’excitation (réactivité), et avec quelle précision l’instrument produit le son que le joueur souhaite (toucher). En termes de qualité sonore, les critères sont la justesse, la brillance du timbre, la richesse du timbre, l’homogénéité du timbre sur l’ensemble des fréquences, et la largeur du son produit. Les critères couvrent également le niveau de retour tactile que chaque instrument peut apporter sur les lèvres (centrage) et le fait que l’instrument soit agréable à jouer.

Pour chacun de ces critères, le tableau indique si le sujet pense que la trompette A remplit mieux le critère, si la trompette B remplit mieux le critère, ou s’il n’y a pas de différence entre les deux trompettes pour ce critère. Lorsqu’un sujet n’est pas capable de trancher entre ces trois choix, il est enregistré comme n’ayant reporté aucun jugement.

L’examen du tableau 2 révèle que, pour dix des douze critères, la majorité des trompettistes estiment que la trompette B remplit mieux les critères que la trompette A. Les points de vue des musiciens ont été répartis de façon égale pour l’homogénéité du timbre, et c’est seulement pour le critère de largeur du son que la majorité des trompettistes a perçu la trompette A comme satisfaisant mieux ce critère. Il faut noter que le points de vue des cinq instrumentistes pour la facilité de jeu est exactement le même que leurs points de vue pour le critère « agréable à jouer », suggérant une possible redondance entre ces deux critères.

Si l’on regarde plus en détail les jugements individuels, les sujets 1 et 4 estiment que la trompette A ne satisfait pas un seul critère mieux que la trompette B, alors que les sujets 3 et 5 pensent que la trompette A remplit mieux seulement 3 critères par rapport à la trompette B. Pourtant, le sujet 2 reporte que la trompette A remplit sept critères mieux que la trompette B. Fait intéressant, les sujets 1, 3, 4 et 5 étaient des étudiants en trompette au Conservatoire de Paris alors que le sujet 2 a pour instrument principal la clarinette et a commencé la pratique de la trompette seulement six mois auparavant.


	Table 2 : Comparaisons subjectives entre les trompettes A et B.

Table 2 : Comparaisons subjectives entre les trompettes A et B.

 

La figure 8 fournit une représentation visuelle des jugements de qualité subjectifs reportés dans le tableau 2. Pour chacun des douze critères, la figure indique le nombre de joueurs qui notent que la trompette A (ou la trompette B) remplit mieux le critère.

Les jugements subjectifs mis en évidence par le tableau 2 et la figure 8 montrent que la majorité des trompettistes a généralement préféré les propriétés de jeu de trompette B à celles de la trompette A. Ceci peut être surprenant, sachant que la trompette B est l’instrument qui contient un trou dans sa perce suite à un problème au cours du processus de fabrication.


	Comparaison multicritère des trompettes.

Comparaison multicritère des trompettes.

Consentement à payer

Le tableau 3 présente les prix que les cinq sujets ont déclaré être prêts à payer pour les deux trompettes. Ces valeurs doivent être considérées d’une manière relative puisque les trompettistes n’ont pas toujours une bonne connaissance du coût général des trompettes (notamment, le sujet 3 dit qu’il a utilisé 1000 euros comme point de repère, car il n’avait aucune idée du prix absolu).

La table indique que quatre des cinq trompettistes affirment qu’ils paieraient plus pour la trompette B que pour la trompette A. Seul le sujet 2 souhaite donner un prix plus élevé à la trompette A, ce qui reflète les jugements de qualité reportés dans le tableau 2 où le sujet 2 a généralement donné des vues opposées par rapport aux autres trompettistes. Encore une fois, le fait que la majorité des trompettistes est prête à payer plus pour la trompette B est un peu contre-intuitif, étant donné que la trompette B est la trompette défectueuse.

 

Table 3 Consentement à payer pour les deux trompettes.

 

Prix proposes (en euros)

Sujet

Trompette A

Trompette B

1

300-400

500-600

2

300

240

3

800

1000

4

50

70

5

80

90

 

Conclusion

Les deux trompettes utilisées dans cette étude sont des trompettes à bas coût, de modèle identique et issue d’une fabrication en série. Une des trompettes contient un trou dans le canal inférieur de son troisième piston et, par conséquent, les propriétés de résonance des deux instruments diffèrent significativement sous certaines configurations de pistons. Malgré cette disparité physique entre les trompettes, les tests d’écoute et de jeu présentés dans cet article montrent que la plupart des sujets sont incapables de percevoir les différences entre les deux instruments, que ce soit en termes de sonorité ou de jouabilité.

Cependant, un petit nombre d’auditeurs a été capable de distinguer les sons des deux trompettes dans le test d’écoute. Cette capacité à différencier est plus grande pour les notes produites sans aucun piston actionné que pour celles produites avec le troisième piston actionné, reflétant le fait que les propriétés de résonance des deux trompettes diffèrent significativement pour tous les doigtés où le troisième piston n’est pas actionné.

Quelques trompettistes ont été capables de distinguer les instruments de manière robuste dans le test de jeu. Fait intéressant, ces trompettistes n’ont généralement pas obtenus de bons résultats dans le test d’écoute. L’absence d’une relation entre les résultats de l’écoute et le test de jeu n’est pas nécessairement surprenante dans la mesure où différents mécanismes perceptifs sont impliqués dans chaque cas. Il est également utile de rappeler que les trompettistes qui ont pu faire la différence entre les deux trompettes ont généralement préféré la trompette B (qu’ils étaient prêts à payer plus cher que la trompette A) même si cet l’instrument présente un défaut de fabrication.

Du point de vue de la fiabilité de la fabrication, seul un tiers des trompettistes qui ont participé au test de jeu a été en mesure de distinguer les deux instruments, en dépit du fait que l’un contient un trou dans un canal de sa perce. Ce défaut ne semble donc pas avoir été problématique pour la majorité des instrumentistes. En outre, comme un seul joueur amateur a réussi à percevoir une différence entre les instruments, on peut conclure qu’un niveau adéquat de fiabilité de fabrication a été atteint, étant donné que les instruments à faible coût de ce type se destinent davantage à des trompettistes débutants plutôt qu’à des professionnels.

Remerciements

Ce travail a été réalisé à l’Open University alors que Laetitia Placido était en stage pour son mémoire d’acoustique musicale au Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris. Les auteurs tiennent à remercier Georges Bloch, Charles Besnainou et le Conservatoire de Paris pour avoir facilité ce stage et pour leur aide concernant la mise en place des tests psychophysiques. Ce travail a été partiellement financé par la British Academy, la Royal Academy of Engineering et la Royal Society dans le cadre du programme Newton International Fellowship.

Bibliographie

[1] Benade Arthur, Fundamentals of Musical Acoustics, New York, Dover Publications, 2001.

[2] Bertsch Matthias, Waldherr Karin, Kausel Wilfried, “Sensory evaluation testing of trumpets and correlation with acoustic measurements”, in Proceedings of Forum Acusticum 2005, 29 août–2 septembre 2005, Budapest, Hongrie, 2005.

[3] Gilbert Joël, Ponthus Sylvie, Petiot Jean-François, “Artificial buzzing lips and brass instruments: experimentals results”, Journal of the Acoustical Society of America 1998,104:1627–32.

[4] Griffiths Roland R., Vernotica Ellen M., “Is caffeine a flavoring agent in cola soft drinks?”, Archives of Family Medicine, 2000, 9:727–34.

[5] Hill Toby, Sharp David, “Acoustical and psychoacoustical investigations of the effect of crook bore profile on the playability of bassoons”, in Proceedings of the Stockholm Music Acoustics Conference, 6–9 août 2003, Stockholm, Suède, 2003.

[6] Mamou-Mani Adrien, Sharp David, “Evaluating the suitability of acoustical measurement techniques and psychophysical testing for studying the consistency of musical wind instrument manufacturing”, Applied Acoustics 2010, 71(7):668–74.

[7] Meilgaard Morten C., Civille Gail Vance, Carr B. Thomas, Sensory Evaluation Techniques, 3e édition, CRC, 1999.

[8] Petiot Jean-François, Tessier Frank, Gilbert Joël, Campbell Murray, “Comparative analysis of brass wind instruments with an artificial mouth: first results”, Acta Acustica united with Acustica, 2003, 89:974–9.

[9] Plitnik George R., Lawson Bruce A., “An investigation of correlations between geometry, acoustic variables, and psychoacoustic parameters for French horn mouthpieces”, Journal of the Acoustical Society of America,1999, 106(2):1111–25.

 [10] Poirson Émilie, Prise en compte des perceptions de l’utilisateur en conception de produit, application aux instruments de musique de type cuivre, thèse de doctorat, École centrale de Nantes et Université de Nantes, 2005.

[11] Poirson Émilie, Petiot Jean-François, Gilbert Joël, “Study of the brightness of trumpet tones”, Journal of the Acoustical Society of America, 2005, 118(4):2656–66.

[12] Pratt Richard, Bowsher John, “The subjective assessment of trombone quality”, Journal of Sound and Vibration, 1978, 57:425–35.

[13] Pratt Richard, Bowsher John, “The objective assessment of trombone quality”, Journal of Sound and Vibration 1979, 65:521–47.

[14] Whitehouse James, A Study of the Wall Vibrations Excited During the Playing of Lip-Reed Instruments, thèse de doctoral, Open University, 2003.

Notes

1 La trompette en si bémol est un instrument transpositeur. Pour une hauteur de note écrite donnée sur une partition musicale, l’instrument produit en fait une note qui sonne un ton plus bas. Toutes les notes auxquelles on se réfère dans cet article sont les notes écrites.

Pour citer ce document

Adrien Mamou-Mani, Laetitia Placido et David Sharp, «Étude des différences de perception entre deux trompettes de même modèle», La Revue du Conservatoire [En ligne], Le premier numéro, La revue du Conservatoire, Actualité de la recherche au Conservatoire, mis à jour le : 28/03/2013, URL : http://larevue.conservatoiredeparis.fr/index.php?id=487.

Quelques mots à propos de :  Adrien Mamou-Mani

Adrien Mamou-Mani est le nouveau professeur d’acoustique musicale du Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris. Il est aussi chercheur à l’IRCAM (Paris). Après son doctorat soutenu à l’Université Pierre et Marie Curie (Institut d’Alembert, Paris), Adrien Mamou-Mani a effectué ses recherches au Laboratoire du Musée de la musique (Paris) puis au Laboratoire d’acoustique d’Open University (Angleterre) en tant que « Newton Fellow ». Il a aussi enseigné l’acoustique musicale à l’Université Paris IV-Sorbonne. Ses activités de recherche portent sur l’acoustique des instruments à cordes et à vent, en particulier sur les savoir-faire des facteurs et les innovations.

Quelques mots à propos de :  Laetitia Placido

Laetitia Placido est chargée de recherche au CNRS en économie expérimentale. Elle a obtenu son prix d’acoustique musicale au Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris en 2010 à l’issue de 5 mois de stage au sein du Laboratoire d’acoustique d’Open University (Angleterre). Elle a également un Diplôme d’études musicales (DEM) de piano et est actuellement en cycle de spécialisation en ondes Martenot au Conservatoire à rayonnement régional de Strasbourg. Ses activités de recherche s’appuient sur des expériences de laboratoire qui, à partir du comportement de choix d’individus entre différents stimuli musicaux, permettent d’étudier un certain nombre de problématiques liées à l’économie de la culture (déterminants des préférences, conformisme des choix, équilibre de marché, bien-être culturel).

Quelques mots à propos de :  David Sharp

David Sharp est enseignant-chercheur en acoustique à Open University au Royaume-Uni. Ses recherches portent sur l’acoustique musicale, en particulier sur l’étude des instruments à vent et sur le développement de techniques non invasives pour mesurer les géométries internes et les résonances des tuyaux.