Les principaux paramètres du bois qui sont directement liés au comportement vibro-acoustique de la table d'harmonie sont la densité, la rigidité, le coefficient de rayonnement et l'amortissement. Examinons en détail chacun d'entre eux et comment utiliser ces données pour améliorer le son et les performances des instruments que nous fabriquons.
Fréquence de résonance du premier mode de flexion longitudinale, nombre de vibrations par seconde.
Fréquence à laquelle l'échantillon, alimenté par l'énergie fournie par la bille, résonnera dans son premier mode de flexion longitudinale. La rigidité de l'échantillon à cette fréquence de résonance, qui influence fortement le type de pas, doit être calculée.
La densité est la masse d'un objet divisée par son volume.
La densité est définie comme le rapport entre la masse et le volume d'une substance et est décrite par la lettre grecque rho. Le calcul de la densité d'un échantillon de bois de tonte est simple : après avoir mesuré la longueur, la hauteur et la largeur d'un échantillon, on obtient son volume ; on le mesure à l'aide d'une balance et en divisant le poids par le volume, on obtient la valeur de la densité, qui est généralement exprimée en kg par mètre cube.
La première qualité générale du bois est la légèreté, c'est pourquoi un bois de faible densité est presque toujours préféré pour la table d'harmonie. Les cordes ne peuvent fournir qu'une quantité limitée d'énergie pour produire le son, de sorte que la réduction de la masse équivalente de la table d'harmonie permet d'améliorer la réactivité de la guitare et le volume perçu du son.
Rigidité: résistance à la déformation sous l'action d'une force extérieure.
La rigidité d'un matériau est la mesure de son élasticité et définit sa résistance à la déformation sous l'action d'une force extérieure. Dans le cadre de notre étude, nous nous intéressons principalement à deux types de modules :
Le module de Young (E) décrit l'élasticité axiale, c'est-à-dire la tendance d'un objet à se déformer le long d'un axe lorsque des forces opposées agissent le long d'une direction normale aux faces de l'objet ; il est souvent appelé simplement module d'élasticité.
Le module de cisaillement ou module de rigidité (G ) décrit la tendance d'un objet à se cisailler (déformation de la forme à volume constant) lorsque des forces opposées agissent dans une direction parallèle aux faces de l'objet.
Le module d'Young est calculé comme le rapport entre la contrainte (la force appliquée) et la déformation axiale (la déformation du corps) : E=σ/ε
Le fabricant de guitares recherche généralement un bois d'harmonie présentant un module d'Young élevé, car une table rigide permet de réduire l'épaisseur tout en conservant des fréquences de résonance similaires, ce qui se traduit par une masse équivalente plus faible et un instrument plus réactif.
Coefficient de rayonnement sonore: quantité d'énergie nécessaire pour faire vibrer la plaque.
À la recherche d'un paramètre unique qui pourrait résumer la capacité du bois à transformer l'énergie vibratoire en son, John C. Schelleng a présenté dès 1963 dans un ouvrage fondamental le circuit simplifié des principales résonances du violon et a suggéré de considérer le rapport du carré entre la vitesse du son dans le matériau et sa densité comme un indicateur générique de qualité pour les tables d'harmonie, exprimé dans la formule suivante : √(E/ρ^3 ) Le coefficient de rayonnement acoustique est un indicateur utile de la quantité d'énergie nécessaire pour exciter le monopôle en vibrations, à la fois au-dessus et au-dessous de sa fréquence de résonance.
Il est proportionnel à la rigidité de l'échantillon et à l'inverse du cube de la densité par une opération de racine carrée. Cela signifie que la densité prend le poids le plus important dans l'expression, et que pour avoir un coefficient de rayonnement élevé, il faut rechercher des bois légers.
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